Sterile salmon by targeting factors involved in germ cell survival: novel vaccination strategies for sustainable fish farming (Sketch 40)

Salmosterile prosjektet har utviklet nye metoder for å lage steril laks i oppdrett basert på knockdown og knockout teknologi. Prosjektet har utnyttet informasjonen fra laksens genom, og har funnet et protein, Dead end, som er essensiell for dannelse av kjønnsceller hos laks. Vi har i prosjektet laget kjønnscellefri fisk gjennom å ødelegge dead end genet eller dess transkript. Videre har vi sett at den kjønns celle frie fisken vokser like godt som vanlig umoden oppdrettsfisk. Vi har og sett at den kjønns celle frie fisken ikke går inn i kjønnsmodning. Gjennom knockout, knockdown og vaksineutprøvelser prøver vi nå å etablere og oppskalere en bioteknologisk løsning før steril laks produksjon. Videre har prosjektet indentifisert og funksjonelt studert en rekke andre protein som bidrar til reproduksjon hos laks og sebrafisk. Dette gjelder både gen som koder for faktorer som påvirker dannelse, overlevelse og vandring av kjønns stamceller på tidlige utviklingsstadier - samt gen som er viktige for igangsettelse av pubertet og overlevelse av kjønns celler seinere i livet. I tillegg har det i prosjektet utarbeidet protokoll for knockout av gener i laks med hjelp av Crispr-Cas9. Prosjektet har og utarbeidet protokoll for knockdown i laks. I tillegg har det blitt utarbeidet protokoll for opptak av molekyler i laksens egg.

Salmon farming is a key-industry in Norway, with first hand value above thirty billion NOK per year, and more than twenty thousand people employed directly and indirectly. The salmon industry is a driving force for biotechnological applications in the mar ine sector, and ongoing sequencing of the Atlantic salmon genome offers new opportunities to solve major aquaculture bottlenecks. Genetic impact of escaped farmed salmon on wild populations is regarded as a major environmental problem, currently preventin g further expansion of the Norwegian salmon industry. To solve this problem, we propose to explore integrative biotechnological approaches to develop vaccination strategies for sterility in farmed salmon. Two approaches for vaccination will be tested; tar geting survival of primordial germ cells in embryos by vaccinating female broodstock, or targeting germ cell development and survival in juvenile fish by interfering with somatic germ cell communication. To this end, vaccination towards known candidate pr oteins will be attempted, together with search for new candidate genes and gene products. In parallel, the function of selected genes will be explored by gene editing and gene knock down techniques using both salmon and zebrafish. The project involves str ong industry participation along the value chain from research, to vaccine development and testing and implementation in both breeding and grow-out companies. It is expected that the project will provide spin-offs to solve related problems, e.g. by provi ding new knowledge on new vaccination technologies, GMO-models, and new delivery technologies for antigens and antisense molecules. At the same time, the involved technologies call for ethical, legal and societal considerations, which will be dealt with b y specific ELSA expertise in an integrated approach, in close interaction with the entire Consortium.