Xi-jun Yin
Disse kødfulde grise kan blive de første genetisk manipulerede dyr, der bliver godkendt til konsum.
Belgisk blåt kvæg er klodsede dyr, der giver usædvanligt store mængder af prisværdige, magre udskæringer af oksekød, som er resultatet af årtiers selektiv avl. Nu siger et hold forskere fra Sydkorea og Kina, at de har skabt den tilsvarende svineform ved hjælp af en meget hurtigere metode.
Disse “dobbeltmuskuløse” svin er fremstillet ved at afbryde eller redigere et enkelt gen – en ændring, der er langt mindre dramatisk end de ændringer, der foretages ved konventionel genetisk modifikation, hvor gener fra en art transplanteres til en anden. Derfor håber deres ophavsmænd, at myndighederne vil indtage en mild holdning over for svinene – og at racen kan blive blandt de første genetisk modificerede dyr, der bliver godkendt til konsum.
Jin-Soo Kim, der er molekylærbiolog ved Seoul National University og leder arbejdet, hævder, at hans genredigeringer blot fremskynder en proces, der i det mindste i princippet kunne ske ad en mere naturlig vej. “Vi kunne gøre det gennem avl,” siger han, “men så ville det tage årtier.”
Ingen genetisk manipulerede dyr er blevet godkendt til konsum nogen steder i verden på grund af frygt for negative miljø- og sundhedsmæssige virkninger. Hurtigvoksende transgene atlanterhavslaks har i 20 år ligget i et lovgivningsmæssigt limbo hos den amerikanske Food and Drug Administration (se Nature 497, 17-18; 2013).
Kim og hans kolleger er en del af en voksende skare af forskere, der håber, at genredigering, som kan bruges til at deaktivere – eller slå ud – et enkelt gen, vil kunne undgå dette. Rapporter om anvendelse af genredigering i landbruget omfatter skabelsen af hornløst kvæg. (Horn gør dyrene vanskelige at håndtere og bliver i øjeblikket brændt af i en smertefuld procedure). Forskere har også konstrueret svin, der er immune over for afrikansk svinepestvirus.
Nature special: CRISPR
Nøglen til at skabe de dobbeltmuskuløse svin er en mutation i myostatin-genet (MSTN). MSTN hæmmer væksten af muskelceller og holder dermed muskelstørrelsen i skak. Men hos nogle kvæg, hunde og mennesker er MSTN forstyrret, og muskelcellerne formerer sig, hvilket skaber en unormal masse af muskelfibre.
For at indføre denne mutation i svinene brugte Kim en genredigeringsteknologi kaldet TALEN, som består af et DNA-skærende enzym, der er knyttet til et DNA-bindende protein. Proteinet leder enzymet til et bestemt gen inde i cellerne, i dette tilfælde i MSTN, som det så klipper. Cellens naturlige reparationssystem syr DNA’et sammen igen, men nogle basepar slettes eller tilføjes ofte i processen, hvilket gør genet dysfunktionelt.
Teamet redigerede fosterceller fra svin. Efter at have udvalgt en redigeret celle, hvor TALEN havde slået begge kopier af MSTN-genet ud, overførte Kims samarbejdspartner Xi-jun Yin, der er forsker i dyrekloning ved Yanbian University i Yanji i Kina, den til en ægcelle og skabte 32 klonede smågrise.
Kim og hans hold har endnu ikke offentliggjort deres resultater. Men fotografier af grisene “viser den typiske fænotype” af dobbeltmuskuløse dyr, siger Heiner Niemann, der er en pioner inden for brugen af genredigeringsværktøjer hos svin og arbejder på Friedrich Loeffler-instituttet i Neustadt i Tyskland. Han bemærker især, at de har de udprægede bagmuskler, som er typiske for sådanne dyr.
Yin siger, at de foreløbige undersøgelser viser, at svinene giver mange af de fordele, som dobbeltmusklede køer har – f.eks. magre kød og et højere udbytte af kød pr. dyr. De deler dog også nogle af dens problemer. Fødningsvanskeligheder skyldes f.eks. pattegrisenes store størrelse. Og kun 13 af de 32 blev 8 måneder gamle. Af disse er to stadig i live, siger Yin, og kun en af dem anses for at være sund.
Snarere end at forsøge at skabe kød fra sådanne grise planlægger Kim og Yin at bruge dem til at levere sæd, der skal sælges til landmænd til avl med normale grise. Det resulterende afkom, med et forstyrret MSTN-gen og et normalt gen, ville være sundere, om end mindre muskuløst, siger de; holdet er nu i gang med at lave det samme eksperiment med en anden, nyere genredigeringsteknologi kaldet CRISPR/Cas9. I september sidste år rapporterede forskerne, at de brugte en anden metode til genredigering til at udvikle nye racer af dobbeltmusklede køer og dobbeltmusklede får (C. Proudfoot et al. Transg. Res. 24, 147-153; 2015).
Da genredigering er et relativt nyt fænomen, er landene kun lige begyndt at overveje, hvordan det skal reguleres i landbrugsplanter og -dyr. Der er visse tegn på, at offentlige myndigheder vil se mere lempeligt på det, end de gør med konventionelle former for genetisk modifikation: Tilsynsmyndigheder i USA og Tyskland har allerede erklæret, at nogle få genredigerede afgrøder falder uden for deres kompetenceområde, fordi der ikke er blevet indarbejdet nyt DNA i genomet. Men Tetsuya Ishii, der studerer international regulering af bioteknologi ved Hokkaido Universitetet i Sapporo, Japan, og som har foretaget en international sammenligning af GM-regler, siger, at genredigering vil give anledning til stigende alarm, efterhånden som den udvikler sig i dyr.
Kim håber at kunne markedsføre den redigerede svinesæd til landmænd i Kina, hvor efterspørgslen efter svinekød er stigende. Det lovgivningsmæssige klima i landet kan være til fordel for hans plan. Kina investerer massivt i genredigering og har historisk set et lempeligt reguleringssystem, siger Ishii. Tilsynsmyndighederne vil være forsigtige, siger han, men nogle vil måske undtage genteknologi, der ikke indebærer genoverførsel, fra de strenge regler. “Jeg tror, at Kina vil gå forrest”, siger Kim.