Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Antisense delivery to Atlantic salmon eggs for large scale sterilization

Alternativ tittel: Leveringsmetoder av antisens-oligonukleotider for stor skala produksjon av steril laks.

Tildelt: kr 2,7 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

296426

Prosjektperiode:

2019 - 2023

Organisasjon:

Dyrking av steril fisk i akvakultur gir flere fordeler av miljømessig, økonomisk og sosial verdi. En pålitelig metode for effektiv sterilisering uten å påvirke fiskevelferd og ytelsesegenskaper vil ha betydelig innvirkning på oppdrettsnæringen. Vi har tidligere utviklet en metode for produksjon av steril atlantisk laks ved å forhindre utvikling av stamcellene til kjønnscellene. Metoden var basert på levering av antisense oligos (ASOer) gjennom mikroinjeksjon til befruktede lakseegg, noe som resulterte i produksjon av morfologisk normal steril fisk. Mikroinjeksjoner er imidlertid en arbeidskrevende og upresis metode uegnet for storskala feltproduksjon. Målet med det nåværende prosjektet var å utforske alternative protokoller for effektiv storskala levering av ASOs, hovedsakelig basert på badinkubasjon av lakseegg og sædceller. For dette formål testet vi forskjellige typer fluoreserende ASOer for å kunne dokumentere leveringing av ASOs til sæd, ubefruktet og befruktet egg. Videre designet vi nanopartikler og verifiserte deres ASOs-lastekapasitet. I løpet av prosjektet gjennomførte vi flere inkubasjonsforsøk med nakne ASOer, taggede ASOer og ASOer innkapslet i forskjellige nanobærere. Leveringssuksess i hvert tilfelle ble undersøkt av direkte fluorescensmålinger og forekomst av stamceller. I de fleste tilfeller var de fluorescerende merkede ASOene i stor grad fanget på eggskallene og bare en liten del av fluorescensen ble overført til egget. Levering til sæd derimot fungerte bedre. Til tross for de mange variasjonene i konsentrasjon, ladning, type nanopartikkler og inkubasjonsforhold som ble tested, observerte vi ikke en full eliminering av stamcellene i noen av våre eksperimente. Selv om vi ikke kunne etablere en fullt funksjonell protokoll for badsterilisering av lakseegg kan resultatene fra prosjektet være et grunnlag for videre forsøk på å oppnå storskala sterilisering ved hjelp av ASOer.

1. Determined an optimal configuration of Gapmer anti-sense oligos for achieving gene knock down and germ cell ablation in salmon eggs. 2. Developed and applied protocols for loading different types of nano-carriers with Gapmers. 3. Developed and utilized protocols for incubation of salmon eggs and sperm with nano-carriers filled with Gapmers. 4. Achieved delivery of small amounts of fluorescently labelled Gapmers to the salmon embryo, using bath-incubation protocols; no functional effect.

One of the biggest threats for wild salmon populations is the genetic effect escaped farmed salmon have on native populations affecting their functional traits and leading to reduced fitness. Farming only sterile salmon would decrease the negative effect of escapees, resulting in the recovery of native populations. Additional benefits of farming sterile fish will be the elimination of the sex maturation triggered negative impacts on growth, flesh quality, hypoosmoregulatory ability and immune function. Finally, control over the propagation of the genetic material is essential for protecting the intellectual property and value creation of Norwegian salmon breeders. The use of sterile fish in salmon farming would thus contribute to a more sustainable and profitable industry. Triploid salmon are currently the only commercially produced type of sterile salmon. They perform poorly under suboptimal environmental conditions and are only farmed by few commercial producers. This project aims to develop an alternative method for large scale sterilization by delivering antisense-oligonucleotides (ASO) mediating mRNA degradation of a gene controlling the survival of primordial germ cells, progenitor cells of sperm and egg cells. While this method has been proven to result in sterile fish, an efficient throughput delivery method for large scale sterilization is lacking. In this project we aim to develop an efficient delivery method by exploring different nanocarriers to deliver ASOs to eggs.

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning