Xi-jun Yin
Ezek a húsos malacok lehetnek az első génmódosított állatok, amelyeket emberi fogyasztásra engedélyeztek.
A belga kék szarvasmarhák zömök állatok, amelyek szokatlanul nagy mennyiségű, értékes, sovány húsdarabokat adnak, évtizedes szelektív tenyésztés eredményeként. Most egy dél-koreai és kínai tudóscsoport azt állítja, hogy egy sokkal gyorsabb módszerrel létrehozta a sertés megfelelőjét.
Ezek a “dupla izomzatú” sertések egyetlen gén megszakításával, azaz szerkesztésével készülnek – ez a változás sokkal kevésbé drámai, mint a hagyományos génmódosítás során, amikor egy faj génjeit ültetik át egy másik fajba. Ennek eredményeként alkotóik azt remélik, hogy a szabályozó hatóságok elnéző álláspontot képviselnek majd a sertésekkel szemben – és a fajta az első génmódosított állatok között lehet, amelyeket emberi fogyasztásra engedélyeznek.
Jin-Soo Kim, a Szöuli Nemzeti Egyetem molekuláris biológusa, aki a munkát vezeti, azzal érvel, hogy génszerkesztései csupán felgyorsítanak egy olyan folyamatot, amely – legalábbis elvileg – természetesebb úton is végbemehetne. “Megtehetnénk ezt tenyésztéssel is” – mondja – “de akkor évtizedekig tartana.”
A világon még egyetlen géntechnológiával módosított állatot sem engedélyeztek emberi fogyasztásra, a negatív környezeti és egészségügyi hatásoktól való félelmek miatt. A gyorsan növő transzgenikus atlanti lazacok 20 éve sínylődnek a szabályozási bizonytalanságban az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóságnál (lásd Nature 497, 17-18; 2013).
Kim és kollégái azon kutatók egyre növekvő csoportjához tartoznak, akik azt remélik, hogy a génszerkesztés, amellyel egyetlen gén hatástalanítható – vagy kiiktatható -, elkerülheti ezt. A génszerkesztés mezőgazdasági alkalmazásáról szóló jelentések között szerepel a szarv nélküli szarvasmarhák létrehozása. (A szarvak megnehezítik az állatok kezelését, és jelenleg fájdalmas eljárással égetik le őket). A kutatók olyan sertéseket is létrehoztak, amelyek immunisak az afrikai sertéspestis vírusára.
Nature special: CRISPR
A kettős izomzatú sertések létrehozásának kulcsa a myostatin gén (MSTN) mutációja. Az MSTN gátolja az izomsejtek növekedését, így tartja kordában az izmok méretét. Néhány szarvasmarhában, kutyában és emberben azonban az MSTN meghibásodik, és az izomsejtek elszaporodnak, abnormális izomrosttömeget hozva létre.
A mutáció sertésekbe való beviteléhez Kim egy TALEN nevű génszerkesztési technológiát használt, amely egy DNS-kötő fehérjéhez kapcsolt DNS-vágó enzimből áll. A fehérje a vágóenzimet egy adott génhez vezeti a sejteken belül, ebben az esetben az MSTN-hez, amelyet aztán elvág. A sejt természetes javítórendszere visszavarrja a DNS-t, de a folyamat során gyakran törlődik vagy hozzáadódik néhány bázispár, így a gén működésképtelenné válik.
A csapat sertésmagzati sejteket szerkesztett. Miután kiválasztottak egy olyan szerkesztett sejtet, amelyben a TALEN kiütötte az MSTN gén mindkét példányát, Kim munkatársa, Xi-jun Yin, a kínai Yanji Yanbian Egyetem állat-klónozással foglalkozó kutatója átültette azt egy petesejtbe, és 32 klónozott malacot hozott létre.
Kim és csapata még nem tette közzé eredményeit. A sertésekről készült fényképek azonban “a kettős izomzatú állatok tipikus fenotípusát mutatják” – mondja Heiner Niemann, a génszerkesztő eszközök sertéseknél történő alkalmazásának egyik úttörője, aki a németországi Neustadtban található Friedrich Loeffler Intézetben dolgozik. Különösen, jegyzi meg, rendelkeznek az ilyen állatokra jellemző kifejezett hátsó izmokkal.
Yin szerint az előzetes vizsgálatok azt mutatják, hogy a sertések a kettős izomzatú tehenek számos előnyét nyújtják – például soványabb húst és nagyobb húshozamot egy állatra vetítve. Ugyanakkor osztoznak annak néhány problémájában is. Az ellési nehézségek például a malacok nagy méretéből adódnak. A 32-ből pedig csak 13 élte meg a 8 hónapos kort. Közülük Yin szerint kettő még mindig él, és csak egy tekinthető egészségesnek.
Ahelyett, hogy megpróbálnának húst előállítani az ilyen sertésekből, Kim és Yin azt tervezi, hogy spermát szállítanak belőlük, amelyet a gazdáknak adnának el normál sertésekkel való szaporításra. Az így létrejövő utódok egy megzavart MSTN génnel és egy normál génnel egészségesebbek, bár kevésbé izmosak lennének, mondják; a csapat most ugyanezt a kísérletet egy másik, újabb génszerkesztési technológiával, a CRISPR/Cas9-cel végzi. Tavaly szeptemberben a kutatók arról számoltak be, hogy a génszerkesztés egy másik módszerével új, kettős izomzatú tehén- és juhfajtákat hoztak létre (C. Proudfoot et al. Transg. Res. 24, 147-153; 2015).
Mivel a génszerkesztés viszonylag új jelenség, az országok még csak most kezdtek el foglalkozni azzal, hogyan szabályozzák a mezőgazdasági növények és állatok esetében. Vannak arra utaló jelek, hogy a kormányzati szervek a génmódosítás hagyományos formáinál elnézőbben fognak hozzáállni: az Egyesült Államok és Németország szabályozó hatóságai már kijelentették, hogy néhány génszerkesztett növény nem tartozik a hatáskörükbe, mivel nem építettek be új DNS-t a genomba. De Tetsuya Ishii, aki a japán szapporói Hokkaidói Egyetemen a nemzetközi biotechnológiai szabályozást tanulmányozza, és aki nemzetközi összehasonlítást végzett a génmódosításra vonatkozó szabályozásokról, azt mondja, hogy a génszerkesztés egyre nagyobb riadalmat fog kelteni, ahogy az állatokban előrehalad.
Kim reméli, hogy a szerkesztett sertésspermát a kínai gazdáknak fogja értékesíteni, ahol a sertéshús iránti kereslet növekszik. Az ottani szabályozási környezet kedvezhet tervének. Ishii szerint Kína nagy összegeket fektet be a génszerkesztésbe, és történelmileg laza szabályozási rendszerrel rendelkezik. Szerinte a szabályozó hatóságok óvatosak lesznek, de egyesek talán kivonják a szigorú szabályozás alól a génátvitellel nem járó géntechnológiát. “Szerintem Kína lesz az első” – mondja Kim.