211service.com
På GMO-dilemmats horn
För fyra år sedan såg Scott Fahrenkrug ett ABC News-segment om avhorning av mjölkkor, en smärtsam procedur som gör djuren säkrare att hantera. Den skakiga hemliga videon visade en svart-vit Holstein-kviga som stönade och böjde sig när en dräng brände av sina horn med ett hett strykjärn.
Fahrenkrug, en molekylärgenetiker då vid University of Minnesota, trodde att han hade ett sätt att lösa problemet. Han kunde skapa kor utan horn. Han kunde spara bönder pengar. Och genom att eliminera mejeriindustrins mest obehagliga hemlighet kan han till och med få en PR-framgång för genteknik.
Tekniken som Fahrenkrug tror skulle kunna göra allt detta kallas genomredigering (se Genomkirurgi och genomredigering ). Ett snabbt, exakt nytt sätt att förändra DNA, det har svepat genom biotekniklabb. Forskare har använt det för att förändra generna hos möss, zebrafiskar och apor, och det testas som ett sätt att behandla mänskliga sjukdomar som HIV (se Kan genterapi bota HIV?).
Med boskap erbjuder genredigering några extraordinära möjligheter. Vid sin start, Rekombinetik , belägen i St. Paul, Minnesota, tror Fahrenkrug att han kan skapa mejeristjurar med blått band som har egenskaper som inte normalt finns i dessa raser men som finns hos andra nötkreatur, såsom brist på horn eller motståndskraft mot särskilda sjukdomar. Sådan molekylär förädling, säger han, skulle uppnå samma effekter som naturen kan, bara mycket snabbare. Kort sagt, ett djur skulle kunna redigeras för att ha de allra bästa generna som dess art kan erbjuda.
Det skulle kunna rubba den globala boskapsindustrin. Företag kan patentera dessa djur precis som de gör genetiskt modifierade sojabönor eller majs. Entreprenörer är också redo att utmana U.S. Food and Drug Administration, som aldrig har godkänt ett GMO-matdjur. De säger att genredigering inte bör regleras om den används för att bara byta runt egenskaper inom en art. Vi pratar om gener som redan finns i en art vi redan äter, säger Fahrenkrug.
Användningen av tekniken är fortfarande experimentell och långt ifrån näringskedjan. Men några stora avelsföretag börjar investera. Det kan finnas en möjlighet för en annan offentlig acceptansdialog och olika regleringar, säger Jonathan Lightner, FoU-chef för det brittiska företaget Släkte , som är världens största uppfödare av grisar och nötkreatur och har bekostat en del av Recombinetics laboratorieforskning. Det här är inte en glödande fisk. Det är en ko som inte behöver få sina horn avskurna.
GMO byst
Hittills har GMO-matdjur varit en total byst. Efter att de första mössen genetiskt modifierade med viralt DNA dök upp på 1970-talet, följde en parad av andra modifierade djur, inklusive får som odlar extra ull tack vare en musgen, getter vars juver gjorde spindelsilke och lax som mognar dubbelt så snabbt som normalt . Men sådana transgener – djur som innehåller gener från andra arter – klarade sig oftast aldrig från experimentgårdar.
Motståndare till genetiskt modifierade organismer (GMO) samlade in miljontals underskrifter för att stoppa frankenfoods, och FDA har avstått från att godkänna sådana djur som mat. AquaBounty Technologies, företaget som tillverkade den snabbväxande transgena laxen, har spenderat 18 år och 70 miljoner dollar på att försöka få fisken rensad. För två år sedan avlivade University of Guelph i Ontario sin flock av miljögrisar, konstruerade med en E coli gen så de bajsade mindre fosfor efter att ha gett upp hoppet om att övertyga tillsynsmyndigheter.
Mer kött: Genomet av Nelore-tjuren till höger redigerades för att producera 30 procent mer muskelfiber.
Genomredigering kan också användas för att skapa transgena djur. Men kor redigerade för att vara hornlösa skulle inte ha DNA från en annan art, bara DNA från en annan nötkreatur. Det är vad entreprenörer hoppas ska skapa ett kryphål i regleringen. FDA:s föreskrifter om genetiskt modifierade djur, utfärdade 2009, förutsåg inte genredigering och, enligt Fahrenkrugs uppfattning, kanske inte täcker det.
Som svar på frågor från MED Teknikgranskning , FDA överens om att dess regler adresserade teknologin vid tiden. Men byrån säger att den förbehåller sig rätten att reglera genredigering också. Vi överväger noggrant det lämpliga regulatoriska tillvägagångssättet för produkter tillverkade med denna teknik men har inte kommit till några beslut, säger byråns taleskvinna Theresa Eisenman.
För att göra hornlösa mjölkkor, säger Fahrenkrug, letade han upp den genetiska sekvensen som naturligt gör att Angus-boskap, en nötköttssort, saknar horn. Efter naturens recept utan horn använde han en genredigeringsmetod som heter TALENs i sitt labb för att introducera den i hudceller från en hornad Holsteintjur. Totalt raderade han 10 DNA-bokstäver och i deras ställe lade han till 212. Några av dessa celler förvandlades sedan till embryon genom kloning och användes för att impregnera flera kor. Fahrenkrug förväntar sig att den första av flera hornlösa kalvar ska födas inom några veckor. Han avböjde att säga var de förvarades, med hänvisning till risken för sabotage av djurrätts- eller anti-GMO-aktivister.
Livrädd
Varje genetiskt mixtrande med matförsörjningen kan väcka motstånd, men Fahrenkrug hoppas att visionen om en hornlös ko kan få människor att se saker på hans sätt. Djurrättsaktivister hatar GMO. Men de hatar att avhorna mer. Bönder gör det bara för att de måste. Douglas Keeth, en investerare i Recombinetics, säger att hans gammelmormor blev dödad av en mjölkko. När jag var en ung man som arbetade på en gård, avhornade vi boskap med mekaniska medel. Du gör 100 stutar och, ja, det är en jävla röra, säger han. Du skulle inte vilja visa det på tv.
Även om inte alla nötkreatur har horn, har de flesta holsteinare. Enligt Holstein Association USA har alla 30 av de högst rankade Holstein-tjurarna i USA horn. Sperma från dessa mästartjurar, som är prisade för att ha fått avkommor som producerar enorma mängder mjölk, fryses och skickas runt om i världen. Efter mer än ett sekel av selektiv avel producerar den genomsnittliga mjölkkon i USA 23 000 pund mjölk per år (jämfört med cirka 5 000 pund för en vanlig ko).
Med Holsteins slående mjölkrekord är varje försök att blanda in användbara nya egenskaper genom att para sig utmanande. Det beror på att korsning av en rekordmjölkare med ett mindre djur kommer att späda ut dess härstamning, säger Lightner, vars företag skickade fryst tjursperma för 177 miljoner dollar förra året. Det kan ta flera generationer av korsningar för att bli en riktig mjölkmästare igen.
Genredigering är däremot snabb och exakt. Förra året, arbetade med Roslin Institute och Texas A&M University, Fahrenkrug lätt skapade brasiliansk Nelore-boskap med ökad muskelmassa . Han gjorde det genom att lägga till Nelore-embryonen en muskelförstärkande mutation som förekommer naturligt i raser som Belgian Blues, även om den aldrig tidigare setts hos kraftiga, värmetoleranta Nelores. Redigeringen består av att radera 11 DNA-bokstäver från en enda gen, och därigenom minska produktionen av ett muskelreglerande protein som kallas myostatin. Lightner säger att sådana bedrifter är anledningen till att Genus har börjat garantera genredigeringsforskning. Vi har inte insett möjligheten till genteknik hos djur i någon grad, säger han. Men dessa nya tillvägagångssätt som låter oss flytta runt egenskaper kan vara transformerande.
Fahrenkrugs idéer har också fångat mjölkböndernas uppmärksamhet. Tekniken är väldigt cool, säger Tom Lawlor, chef för FoU för Holstein Association USA. Men han säger att mjölkproducenter är rädda för genteknik. Tekniken ser definitivt lovande ut och verkar fungera, men vi skulle gå in i den långsamt i motsats till snabbt av rädsla för att konsumenten skulle få fel uppfattning, säger han. Vi blir livrädda, för vår produkt är mjölk och den är nyttig.
Konventionell avel har också blivit mycket mer exakt tack vare DNA-tester. I juli i år, ett internationellt samarbete som kallar sig för 1 000 Bull Genomes Project hade avkodat DNA från 234 mjölktjurar, inklusive schweiziska Fleckviehs, Holsteins och Jerseys. Uppfödare kan nu exakt dimensionera ett djurs gener vid födseln. Ett resultat är att några hornlösa tjurar redan närmar sig topprankad status. Det gör Lawlor osäker på om det finns ett stort behov av genredigering.
Patenterad boskap
I januari lämnade Fahrenkrug in en patentansökan som gör anspråk på alla djur vars gener är redigerade för att ta bort deras horn. Hotet om nötkreaturspatent har skrämt en del bönder som redan är bekymrade över fröpatent. De skulle kunna ta sperma från min tjur, genredigera den, patentera den, och bonden kommer att bli totalt skruvad, säger Roy MacGregor, som föder upp hornlösa nötkreatur i Peterborough, Ontario. Det ska de inte få.
Anti-GMO-kampanjer behöver inte heller leta långt efter anledningar att kritisera genredigering. Det finns lätta mål, som en strategi som Fahrenkrug utformade för att förhindra att boskap når sexuell mognad. Det kan göra det snabbare att göda dem för slakt. Det skulle också tillåta genredigeringsföretag att fortsätta sälja djur utan risk för okontrollerad uppfödning av djuren av köparna, eftersom en annan av Recombinetics patentansökningar uttrycker det .
Det är möjligt, till och med troligt, att försiktiga tillsynsmyndigheter, aktivister och kommersiella utmaningar kommer att hålla produkter från genredigerade djur borta från stormarknadshyllorna i flera år. Kanske för alltid. Men det som inte saktar ner är utvecklingen av genredigeringsteknik. Folk kommer att säga till mig: ’Du inser att det här förändrar allt, eller hur?’ För det gör det, säger Fahrenkrug. Genomet är information. Och det här är informationsteknik. Vi har gått från att kunna läsa genomet till att kunna skriva det.