Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Optimization of the CRISPR/Cas9 knock-in technology and application in salmon and trout

Tildelt: kr 4,4 mill.

Prosjektnummer:

273879

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2017 - 2020

Geografi:

Hovedmålet med prosjektet er å optimalisere CRISPR/Cas9 knock-in teknologien og etablere protokollen for laks og ørret. Det sekundære målet er å utnytte disse verktøyene for å forklare mekanismene bak noen viktige biologiske funksjoner i fisk som alder ved kjønnsmodning, pigmentering, immunfunksjoner, kjønnsbestemmelse, reproduksjon og eggkvalitet. De viktigste målene for å oppnå målet vil være 1.) Forbedring av knock-in-protokollen i sebrafisk (primært) og Medaka ved å teste ulike utførelser av donor DNA-konstruksjoner og Cas9 proteiner 2.) Implementering av beste praksis for knock-in fra sebrafisk og medaka til laks og ørret 3.) knock-in av mulige viktige genetiske varianter i laks og ørret. Vår hypotese er at den forbedrede CRISPR metodikk vil være omsettelige fra modellarter til oppdrettsarter, slik at funksjonelle studier av viktige livshistorietrekk, som til slutt vil føre til genetisk forbedret oppdrettsfisk. Våre resultater viser at det er fullt mulig å oppnå effektiv knock-in i laks ved bruk av protokoller basert på arbeid i sebrafisk og medaka. Vi oppnår høyere effektivitet enn noen andre har vist i fisk og våre analyser gir informasjon om hvordan CRISPR knock-in forsøk kan optimaliseres også i andre arter. Resultater fra dette vil generere en større kunnskapsbase for akvakultur og også undersøke om noen av disse trekkene kan være overførbar til oppdrett av laksefisk.

Resultatene i dette prosjektet har klart en svært stor innvirkning på flere forskningsfelt. Vår data viser at man kan gjøre knock-in med høy effektivitet og ikke bare knock-out. For det første åpner denne utvidete verktøykassen for genredigering som vi har utviklet for laks mange muligheter som ikke til stede før dette prosjektet. For grunnforskning kan dette brukes til å studere sykdom, kjønnsmodning og annet. I tillegg kan våre metoder brukes i andre arter. Også for næringsliv og samfunnet kan dette få stor verdi. Muliggjøring av funksjonelle studier av viktige livshistorietrekk vil kunne gi forståelse som er viktig for oppdrett, men dette viser også at det er mulig bruke genredigering direkte for å oppnå fisk med endrete egenskaper som kan gi både mer bærekraftig og lønnsom oppdrettsfisk.

Recent biotechnological innovations currently allow the development of new approaches to apply genetic engineering to non-model organisms, including economically important salmonid species. This has been mediated by the introduction of the highly efficient and specific CRISPR-Cas9 methodology. In recent years several studies have revealed that single SNPs in the genomes of salmonids can explain important traits such as time of maturity and disease resistance. Based on these findings further studies need to aim at elucidating how single nucleotide exchanges can alter important traits for aquaculture such as growth, reproduction and disease resistance. Hence, there is a need to develop technologies that can precisely alter single nucleotides in the genome. This can be obtained by knock in- by a combination of gene editing and homology-directed repair as previously done in zebrafish. So far knock out by gene editing has been established in both rainbow trout and Atlantic salmon. Both species of fish have a long generation time, therefore it will be necessary to perform double allelic knock in by homologous recombination already in the F0. We have successfully established a methodology using pigmentation as a tracer for double allelic mutations in Atlantic salmon, this methodology can be further explored for knocking in traits. The project will therefore focus on establishing an efficient knock in technology in salmon and rainbow trout. This will be done in combination with exploring the technology further in zebrafish and medaka since testing out technologies is much faster in these model fish species. By doing so, we will focus our technology development on genes essential for, sex determination, reproduction and egg quality since our groups have been exploring these fields for a long time and results produced can in addition to providing technological improvements explain mechanisms behind some key biological features in fish and other species.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning