FP: Robust Atlantic salmon through fine-tuned genome editing

En ytterligere utvidelse av lakseoppdrett i Norge er avhengig av bærekraftige løsninger på aktuelle problemer som sykdom, rømming, smoltkvalitet og bærekraftig fôr. Vi og andre har avslørt at små forskjeller i gener i laksen kan forklare viktige egenskaper som kjønnsmodning og sykdomsresistens. Ytterligere studier er nødvendig for å forstå hvordan slik små forandringer kan endre viktige egenskaper, som stress og sykdomsresistens, og hvordan dette kan brukes i akvakultur. Metoder for finjustert genredigering er ennå ikke fullt utviklet for oppdrettsdyr inkludert laks. I dette prosjektet foreslår vi derfor å videreutvikle genredigering hos laks med det endelige målet å øke robustheten til laks i havbruk. Så langt har vi utviklet en måte å slå ut gener ved genredigering og nylig har vi også vært i stand til å sette inn DNA biter i laksens genom. Vi ønsker å videreutvikle denne teknologien for å øke ekspresjonen av enkelte gener, noe som kan påvirke fysiologien til fisken positivt som for eksempel økt sykdomsresistens. Vi også lykkes med å bruke nye CRISPR-verktøy som Cas12 og Base editing i laks. Resultater fra dette prosjektet vil øke mulighetene for å forstå hvordan genetiske egenskaper er regulert i laks og hvordan disse egenskapene kan brukes i lakseoppdrett for å sikre en mer bærekraftig produksjon. Vi vil også kritisk evaluere teknologien og dens samfunnsmessige bærekraft i et ansvarlig forskning og innovasjon (RRI) perspektiv.

A further expansion of the Norwegian salmon aquaculture production of Atlantic salmon is depending on sustainable solutions to current problems with disease, escapees, smolt quality and sustainable feed supply. We and others have revealed that single SNPs in the genomes of salmonids can explain important traits such as time of maturity and disease resistance. Further studies need to aim at elucidating how small nucleotide changes can alter key traits, such as stress and disease resistance and in this context, be used in aquaculture. Currently such fine tuned genome editing has not been developed for farmed animals including salmon. In this proposal we therefore suggest to further develop gene editing in salmon with an ultimate aim to increase the robustness of salmon in aquaculture. So far, we have developed knock out by gene editing and recently we have been able to perform knock-in technology in salmon. We also want to explore whether we can use this technology to increase expression of genes, which in turn affects the physiology of the fish positively such as for example increased disease resistance. The project will focus on viral defense associated with Mx genes which are important proteins in virus defense, also in salmon. We will use Mx genes as target for gene editing and with an aim to test for function against viral disease. Also we will edit a gene related to CMS-resistance to demonstrate for the first time that gene editing can alter the susceptibility to disease in salmon, and a parvb1 gene in trout as proof of principle. Results from this proposed project will significantly increase the possibilities to understand how genetic traits are regulated in the salmon genome and how these traits can be used in salmon farming to ensure a more sustainable production of fish we will critically evaluate the technology and anticipate resulting aquaculture innovations and their societal sustainability in a Responsible Research and Innovation (RRI) framework.