Tilbake til søkeresultatene

BIONÆR-Bionæringsprogram

Gene Editing to Innovate Norwegian Breeding Industries

Alternativ tittel: Utvikle innovative løsninger for norsk avlsindustri ved bruk av genredigering

Tildelt: kr 9,0 mill.

Prosjektnummer:

281928

Prosjektperiode:

2018 - 2024

Midlene er mottatt fra:

Geografi:

Noen av ambisjonene i dette prosjektet er å utvikle ressursene og kompetansen som muliggjør genredigering (GE) i ulike arter. Genredigering er et fagfelt i rask utvikling og nye teknologier og tilnærminger publiseres ofte. GENEinnovate-prosjektet har som mål å utvikle de essensielle ressursene, kunnskapen og kompetansen som kreves for å implementere genredigering (GE) i de fire artene i prosjektet , og utføre GE under kontrollerte eksperimentelle forhold for å utføre «proof-of-principle»-forsøk. Utvikling av ressurser (WP1) er synonymt med alle aktiviteter i WP2, 3 og 4, og gjenspeiles derfor i de følgende arbeidspakkene. Den opprinnelige planen for arten svin (WP2) var å bruke GE til å utforske spesifikke aspekter knyttet til produksjon av svin; nemlig rånesmak på svinekjøttet. Imidlertid viste dette seg å være et vanskelig spørsmål å utforske på grunn av vanskelighetene med identifisering av kandidatgener og mutasjoner som er ansvarlige for denne komplekse egenskapen. Og ikke minst det faktum at vi ikke hadde noe godt fenotypingssystem å bruke der vi ville være i stand til og oppdage en positiv eller negativ effekt av GE på egenskapen. På grunn av dette flyttet vi fokus mot smågrisdiarè forårsaket av E.coli-bakterier. Diarè forårsaker tidvis store tap og dyrevelferdsproblemer og er derfor veldig relevant for næringa. Vi tok i bruk en tilnærming (CRISPR genom-screening) som ville tillate oss å screene for gener assosiert med problemet uten noen a priori antagelser (dvs. kandidatgener). Helgenomscreening er et kraftig verktøy for å identifisere nye gener som kontrollerer fenotypen vi er ute etter og kan brukes på alle testbare in vitro egenskaper. Nåværende status er at dette CRISPR-biblioteket for svin, som inneholder mer eller mindre all genominformasjonen som er tilgjengelig, er produsert. Protokoller er for tiden optimalisert for å utføre den endelige screeningen i tarmepitelceller fra gris. Også for storfe (WP3) bestemte vi oss tidlig i prosjektet for å bytte fokus, fra planen om eliminering av horn hos storfe til en virsusykdom som er relevant for arten. Selv om det eksisterer flere genkandidater som er egnet for redigering, ble de praktiske vanskelighetene knyttet til måling av fenotypen (horn vs ingen horn) veldig vanskelig å utføre in vitro. Fokus ble derfor flyttet til bovint viralt diarévirus (BVDV), som forårsaker en rekke forbigående infeksjoner som igjen fører til store konsekvenser for helse, dyrevelferd og økonomi. Utviklingen av et CRISPR-bibliotek for storfe er ferdigstilt og vil produseres tidlig i 2022. Screeningen vil, når den tiden kommer, utføres på bovine lungeceller. Arbeidet med genredigerte laks har inneværende år fokusert hovedsakelig på fenotypering av de tre CRISPR / CAS9 knock out (KO) linjene generert tidligere i prosjektet. Tarm og leverprøver fra bco1, bco1 like eller abcg2 linjene (200g fisk) blir nå analysert for endringer i genekspresjon ved hjelp av RNA sekvensering og mikroskopi. Så langt viser mikroskopanalysene samme fenotype for abcg2 i 200 g laks som i 16 g fisk, med økt lipidopptak i tarm og også økt lipiddeponering i lever. I arbeidet med immortalisering av leverceller for etablering av en ny cellelinje, har vi nå forbedret cellemediet og også slått ut tre ulike p53 paraloge gener ved hjelp av CRISPR/CAS9. I motsetning til ubehandlede celler proliferer KO cellene foreløpig uten stimulering med vekstfaktorer. Dette tilsier at vi kan etablere en ny cellelinje fra Atlantisk laks som kan benyttes til studier av levermetabolisme og studier av patogener. I rapporteringsperioden har det blitt oppnådd store gjennombrudd for planter (WP5) når det kommer til selve genoverføringen, noe som er utfordrende på planter. Det er i perioden blitt utviklet en ny direkte metode for genoverføring, noe som gjør in vivo-genoverføring i stedet for in vitro-overføring mulig. Protokoller for genotypeuavhengighet i fire forskjellige potetsorter er testet, og foreløpig er det oppnådd lovende resultater i både Nansen- og Desiree. I 2021 har hovedaktivitetene i arbeidspakken på juridiske, etiske og samfunnsmessige aspekter ved genredigering vært knyttet til synliggjøring av resultatene fra forbrukerundersøkelsen som ble ferdigstilt i 2020, på både nasjonale og internasjonale arenaer, som input til ulike stakeholdere. Det har vært særlig stor interesse for funnene fra ulike europeiske organisasjoner som EPSO (European Plant Science Organisation), EFFAB (European Forum of Farm Animal Breeders) og flere forskningsinstitusjoner / stakeholder forums for EU-prosjekter. Undersøkelsen vår har også blitt brukt som grunnlag for en lignende undersøkelse gjort i Sverige i 2021 i regi av Statens Landbruksuniversitet (SLU) og Gentekniknämnden (resultater under ferdigstillelse).

-

Norwegian livestock, fish and plant breeding organizations sell genetic material (eggs, semen and seeds/plants) in a competitive global market and are under constant pressure from producers, food manufacturers, and consumers to develop innovative products. Traditional breeding methods, optimized to give small changes in many genes rather than fast changes in few, deliver steady but slow progress, and are limited by genetic variation present in the breeding population. Gene-editing (GE) technology can be used to precisely modify genes, introduce new genetic variation, or boost/repress existing variation in a population that would otherwise be difficult to select for (e.g. low frequency variants). This project will use GE (CRISPR/Cas9) to validate potential functional genetic variants associated with important industry concerns, and explore the societal, ethical and legal aspects of GE usage in production biology. This will be done with a view towards establishing responsible, effective frameworks for the future production of GE'ed genetic material with high commercial potential. Specific R&D challenges from the industry partners include (i) reducing boar taint in pigs, (ii) generating salmon with superior fillet color and resistance to sea lice, (iii) promoting the polled (hornless) mutation and improved fertility in cattle, and (iv) enhanced resistance to late blight in Norwegian potatoes. Expected scientific outcomes are, at the least, building technical expertise with GE across a range of species and challenges, and evaluating the role of specific genetic variants in these problem traits. Additionally, results we produce can improve current marker-assisted selection approaches to breeding. The project includes activity to engage with stakeholders, gauge public opinion, and monitor legal progress relating to GE usage in the bioindustry, and to communicate project aims and results in a transparent way to build understanding and trust in this powerful new technology.

Budsjettformål:

BIONÆR-Bionæringsprogram