CRISPRed svinekjøtt kan komme til et supermarked i nærheten av deg

CRISPRed svinekjøtt kan komme til et supermarked i nærheten av deg

Tidsstempel: 5. mars 2024 3:44
CRISPRed svinekjøtt kan komme til et supermarked i nærheten av deg PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Mange av oss setter pris på en saftig pinnekjøtt eller en skive brunt sukkerskinke. Svinekjøtt er den tredje mest konsumert kjøtt i USA, med en livlig industri for å møte etterspørselen.

Men i over tre tiår har grisebønder vært plaget av et irriterende virus som forårsaker reproduktivt og respiratorisk syndrom hos svin (PRRS). Også kjent som blå øre - for sitt mest bemerkelsesverdige symptom - sprer viruset seg gjennom luften som SARS-CoV-2, feilen bak Covid-19.

Infiserte unge griser får høy feber med vedvarende hoste og klarer ikke å gå opp i vekt. Hos drektige purker forårsaker viruset ofte spontanabort eller fødsel av døde eller forkrøplede grisunger.

Ifølge ett estimat, blå øre koster svinekjøttprodusenter i Nord-Amerika mer enn 600 millioner dollar årlig. Selv om en vaksine er tilgjengelig, er den ikke alltid effektiv til å stoppe virusspredning.

Hva om griser ikke kunne bli smittet i utgangspunktet?

Denne måneden har et lag kl genus, et britisk bioteknologiselskap med fokus på dyregenetikk, introdusert en ny generasjon CRISPR-redigerte griser som er fullstendig resistente mot PRRS-viruset. I tidlige embryoer ødela teamet et protein viruset utnytter for å angripe celler. De redigerte grisungene var fullstendig immune mot viruset, selv når de ble holdt sammen med infiserte jevnaldrende.

Her er kickeren. I stedet for å bruke laboratorieoppdrettede griser, redigerte teamet fire genetisk forskjellige linjer med kommersielle griser avlet for konsum. Dette er ikke bare et laboratorieeksperiment. "Det gjør det faktisk i den virkelige verden," Dr. Rodolphe Barrangou ved North Carolina State University, som ikke var involvert i arbeidet, fortalte Vitenskap.

Siden PRRS-virus er en massiv hodepine, er det høye insentiv for bønder til å avle opp virusresistente griser i kommersiell skala. Dr. Raymond Rowland ved University of Illinois, som hjalp til med å etablere de første PRRS-resistente grisene i laboratoriet, sa at genredigering er en måte "å skape et mer perfekt liv” for dyr og bønder – og til syvende og sist også til fordel for forbrukerne.

«Grisen får aldri viruset. Du trenger ikke vaksiner; du trenger ikke en diagnostisk test. Det tar alt av bordet,» han fortalte MIT Technology Review.

Genus søker godkjenning for utbredt distribusjon fra US Food and Drug Administration (FDA), som de håper vil komme innen slutten av året.

En akilleshæl

Presset mot salgbart CRISPR-svinekjøtt bygger på banebrytende resultater fra nesten et tiår siden.

PRRS-viruset dukket stille opp på slutten av 1980-tallet, og virkningen var nesten umiddelbar. I likhet med Covid-19 var viruset helt nytt for vitenskap og griser, noe som resulterte i massive dødsfall og fødselsskader. Bønder satte raskt opp protokoller for å kontrollere spredningen. Disse vil sannsynligvis høres kjent ut: Bønder begynte å desinfisere alt, dusje og skifte til rene klær og sette eventuelle potensielt infiserte griser i karantene.

Men viruset slapp fortsatt gjennom disse forebyggende tiltakene og spredte seg som en ild i tørt gress. Den eneste løsningen var å felle infiserte dyr, noe som kostet vokterne profitt og hjertesorg. Forskere utviklet etter hvert flere vaksiner og medisiner for å kontrollere viruset, men disse er kostbare og tyngende, og ingen er helt effektive.

I 2016 spurte Dr. Randall Prather ved University of Missouri: Hva om vi endrer selve grisen? Med litt molekylær undersøkelse, teamet hans fant inngangspartiet for viruset – et protein kalt CD163 som prikker overflaten til en type immuncelle i lungen.

Ved å bruke genredigeringsverktøyet CRISPR-Cas9 prøvde teamet flere måter å ødelegge proteinet på – å sette inn genetiske bokstaver, slette noen eller bytte ut biter av genet bak CD163. Etter hvert oppdaget de en måte å deaktivere den uten å skade grisene på annen måte.

Når de ble utfordret med en heftig dose av PRRS-viruset - omtrent 100,000 XNUMX smittsomme viruspartikler - utviklet ikke-redigerte griser alvorlig diaré og musklene deres ble kastet bort, selv når de fikk ekstra kosttilskudd. Derimot viste CRISPRed-grisene ingen tegn til infeksjon, og lungene deres opprettholdt en sunn, normal struktur. De kjempet også lett mot viruset når de ble plassert i nærheten av infiserte jevnaldrende.

Mens de var lovende, var resultatene et laboratoriebevis på konseptet. Genus har nå oversatt dette verket til den virkelige verden.

Trav på

Teamet startet med fire genetiske linjer med griser som ble brukt i kommersiell produksjon av svinekjøtt. Veterinærer tok nøye ut egg fra hunner under narkose og befruktet dem i et in vitro fertiliseringslaboratorium (IVF) på stedet. De la til CRISPR i miksen samtidig, med målet om nøyaktig å klippe ut en del av CD163 som direkte interagerer med viruset.

To dager senere ble de redigerte embryoene implantert i surrogater som fødte friske genredigerte avkom. Ikke alle smågriser hadde det redigerte genet. Teamet avlet deretter opp de som hadde redigeringen og etablerte til slutt en linje med griser med begge kopiene av CD163-genet deaktivert. Selv om CRISPR-Cas9 kan ha effekter utenfor målet, virket smågrisene normale. De tok gladelig i seg mat og gikk opp i vekt i jevnt tempo.

Det redigerte genet vedvarte gjennom generasjoner, noe som betyr at bønder som avler grisene kan forvente at det varer. Selskapets eksperimentelle stasjoner huser allerede 435 redigerte av PRRS-resistente griser, en populasjon som raskt kan utvides til tusenvis.

For å nå supermarkeder har Genus imidlertid regulatoriske ringer å hoppe gjennom.

Så langt har FDA godkjent to genmodifiserte kjøtt. En er AquAdvantage-laksen, som har et gen fra en annen fiskeart for å få den til å vokse raskere. En annen er en GalSafe-gris som har mindre sannsynlighet for å utløse allergiske reaksjoner.

Byrået vurderer også foreløpig andre genredigerte husdyr under undersøkelsesgodkjenning for matbruk. I 2022, erklærte det at CRISPR-redigerte kjøttfe – som har kortere pels – ikke utgjør en risiko «for mennesker, dyr, matforsyningen og miljøet». Men å få full godkjenning vil være en flerårig prosess med en heftig prislapp.

"Vi må gå gjennom det fullstendige, komplette gjennomgangssystemet hos FDA. Det er ingen snarveier for oss» sa Clint Nesbitt, som styrer regulatoriske saker i selskapet. I mellomtiden ser de også på svinekjøtt-elskende Colombia og Kina som potensielle markeder.

Når de er klarert, håper Genus å distribuere grisene sine bredt til husdyrnæringen. En enkel måte er å sende sæd fra genredigerte hanner for å avle med naturlige hunner, som vil produsere PRRS-resistente smågriser etter noen generasjoner – i utgangspunktet selektiv avl på rask vei.

Til slutt vil forbrukerne ha det siste ordet. Genmodifiserte matvarer har historisk vært polariserende. Men fordi CRISPRed svinekjøtt etterligner en genmutasjon som potensielt kan forekomme naturlig – selv om den ikke er dokumentert hos dyrene – kan publikum være mer åpen for det nye kjøttet.

Ettersom metoden går mot godkjenning, vurderer teamet en lignende strategi for å takle andre virussykdommer hos husdyr, for eksempel influensa (ja, griser får det også).

"Å bruke CRISPR-Cas for å eliminere en virussykdom representerer et stort skritt mot å forbedre dyrehelsen," skrev laget.

Bilde Credit: Pascal Debrunner / Unsplash

Tidstempel:

Mer fra Singularity Hub