Forskare använder CRISPR för att sätta gener från Alligator i havskatt

Miljontals fiskar odlas i USA varje år, men många av dem dör av infektioner. I teorin kan genetiskt modifierade fiskar med gener som skyddar dem från sjukdomar minska avfallet och bidra till att begränsa fiskodlingens miljöpåverkan. Ett team av forskare har försökt göra just det - genom att infoga en alligatorgen i genomet av havskatt.

Amerikaner går igenom mycket havskatt. År 2021, havskattodlingar i USA producerade 307 miljoner pund (139 miljoner kilogram) av fisken. "På ett pund per pund är allt från 60 till 70 % av USA:s vattenbruk … havskattproduktion", säger Rex Dunham, som arbetar med genetisk förbättring av havskatt vid Auburn University i Alabama.

Men havskattodling är också en stor grogrund för infektioner. Från det att odlad fisk är nykläckt tills den skördas dör runt 40 % av djuren världen över av olika sjukdomar, säger Dunham.

Kan den nya genetiska modifieringen hjälpa?

Alligatorgenen, som Dunhams forskning visade som ett potentiellt svar, kodar för ett protein som kallas katelicidin. Proteinet är antimikrobiellt, säger Dunham - det är tänkt att hjälpa till att skydda alligatorer från att utveckla infektioner i såren de får under sina aggressiva slagsmål med varandra. Dunham undrade om djur som har genen artificiellt införd i deras genom kan vara mer resistenta mot sjukdomar.

Dunham och hans kollegor ville också gå ett steg längre och se till att den resulterande transgena fisken inte kunde fortplanta sig. Det beror på att genetiskt modifierade djur har potential att orsaka förödelse i det vilda om de skulle fly från gårdar och konkurrera ut sina vilda motsvarigheter om mat och livsmiljö.

Transgena överlevande

Dunham, Baofeng Su (även vid Auburn University) och deras kollegor använde genredigeringsverktyget CRISPR för att infoga alligatorgenen för katelicidin i den del av arvsmassan som kodar för ett viktigt reproduktionshormon, "för att försöka döda två fåglar med en sten, säger Dunham. Utan hormonet kan fiskar inte leka.

Den resulterande fisken verkar vara mer resistent mot infektioner. När forskarna lade två olika typer av sjukdomsframkallande bakterier i vattentankar fann de att genredigerade fiskar var mycket mer benägna att överleva än deras motsvarigheter som inte hade genomgått genredigering. Beroende på infektionen var "överlevnaden för den transgena katelicidinfisken mellan två och fem gånger högre", säger Dunham.

De transgena fiskarna är också sterila och kan inte föröka sig om de inte injiceras med reproduktionshormoner, säger forskarna, som publicerade sina resultat online på preprint-servern bioRxiv. Tidningen har ännu inte granskats av experter.

”När jag först [hörde om studien] tänkte jag: vad i hela friden? Vem hade tänkt att göra detta? Och varför skulle de det?” säger Greg Lutz vid Louisiana State University, som har forskat om genetikens roll i vattenbruk i decennier. Men Lutz tycker att arbetet har lovat – sjukdomsresistens kan ha stor inverkan på mängden avfall som genereras av fiskodlingar, och att minska detta avfall har länge varit ett mål för genredigering hos odlade djur, säger han.

Läs hela historien här ...