Nieuwe recepten

Wetenschappers gaan hoornloze melkkoeien ontwerpen

Wetenschappers gaan hoornloze melkkoeien ontwerpen


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Holsteinkoeien verliezen hun hoorns door genbewerking

Wikimedia/Gnagarra

Een kudde koeien die zacht herkauwen in een grasveld lijkt een onwaarschijnlijke bron van gevaar, maar de pastorale scène heeft blijkbaar een duistere kant, dus wetenschappers proberen nu enkele hoornloze melkkoeien genetisch te manipuleren.

Volgens de Dagelijkse mail, zou het verwijderen van de hoorns van melkkoeien het risico op letsel voor boeren en andere dieren verminderen. Boeren verbranden momenteel de hoornknoppen van babykoeien om te voorkomen dat hoorns zich ontwikkelen, maar het proces is onaangenaam en pijnlijk voor de dieren. Boeren waren voorheen in staat om de hoorns van sommige soorten vleesvee kwijt te raken door selectief fokken, maar waren niet in staat om hetzelfde te doen voor melkkoeien zonder de melkaanvoer aan te tasten.

In plaats daarvan gaan wetenschappers er een schepje bovenop doen. Onderzoekers zijn van plan om Holsteins zonder hoorns te krijgen, het melkkoeras met de hoogste productie, door een stukje DNA te nemen waarvan bekend is dat het de groei van hoorn stopt van andere rundveerassen en dit in het Holstein-genoom te bewerken.

Scott Fahrenkrug, hoogleraar genetica aan de Universiteit van Minnesota, heeft het hoornonderdrukkende DNA al genomen en bewerkt tot cellen van een Holstein-stier genaamd Randy. Vervolgens worden die cellen omgezet in 40 embryo's en geïmplanteerd in een kudde vrouwelijke Holsteins. Een draagtijd later zullen die koeien kleine klonen van Randy baren die geen hoorns hebben. De nakomelingen van de hoornloze Randy-klonen zullen ook hoornloos zijn. De wetenschappers zeggen dat het proces geen effect zal hebben op de melk die de nieuwe koeien zullen produceren, omdat ze afgezien van de ontbrekende hoorns net als gewone Holstein-koeien zullen zijn.


Hoornloos vee luidt een revolutie in het bewerken van genen op boerderijen in

VOOR HET nonchalante oog zien ze er niet anders uit dan andere melkkoeien. Maar waar de meeste melkkoeien littekens hebben van waar hun hoorns zijn verwijderd, hebben deze er geen. Dankzij een kleine aanpassing aan hun DNA zullen ze nooit hoorns krijgen.

Gemaakt door een in Minnesota gevestigd bedrijf genaamd Recombinetics, zijn de hoornloze runderen de eerste van een nieuwe golf van landbouwhuisdieren die zijn ontwikkeld met behulp van technieken die, in tegenstelling tot conventionele genetische manipulatie, geen 'buitenlands' DNA bevatten (zie '8220Een genoom aanpassen' #8220).

“We hebben al veel runderen op meer dan één locatie,” de oprichter &hellip


Regelgeving

Het laatste werk is gedaan om vast te stellen of de genoombewerking getrouw is doorgegeven aan een van de nakomelingen van de stier - en om te zoeken naar onverwachte veranderingen.

De onderzoekers hebben de genomen (de volledige complementen van DNA opgeslagen in de kernen van dierlijke cellen) van de kalveren en hun ouders gesequenced voor analyse.

Hieruit bleek ondubbelzinnig dat de genoombewerkte eigenschappen waren doorgegeven aan de kalveren.

Het gebruik van genetisch gemanipuleerde dieren zou volgens voorstanders een revolutie teweeg kunnen brengen in hele gebieden van de volksgezondheid en de landbouw. Maar is de wereld klaar voor gemodificeerde muggen en gg-zalm? Lees de functie

Een kort stuk bacterieel DNA, een plasmide genaamd, dat werd gebruikt om de hoornloze genetische variant af te leveren aan de ouderstier, was opgenomen naast een van de twee hoornloze genetische varianten.

Dr. Van Eenennaam zei dat het plasmide geen schade toebrengt aan de dieren, maar de opname ervan technisch maakt de genoom-bewerkte stier tot een genetisch gemodificeerd organisme (GGO) in de traditionele zin, omdat het vreemd DNA van een andere soort bevat.

De onderzoekers vonden bij de kalveren geen onbedoelde genetische veranderingen.

Sinds het oorspronkelijke werk om het hoornloze vee te produceren, dat werd geïnitieerd door het in Minnesota gevestigde biotechbedrijf Recombinetics, zijn er nieuwe methoden ontwikkeld die geen plasmiden of andere vreemde DNA-sequenties meer gebruiken.

Sommige wetenschappers zien de komst van genome editing als een kans om het huidige Amerikaanse regelgevende regime rond genetisch gemodificeerde dieren te heroverwegen.

Het proces om genetisch gemodificeerde voedseldieren op de markt te krijgen, wordt door de betrokkenen in het veld als kostbaar en lang beschouwd. Tot nu toe heeft slechts één genetisch gemodificeerd dier het goedkeuringsproces van de regelgevende instanties met succes doorlopen: de AquaAdvantage-zalm.

Deze zalmen bevatten een gen waardoor de gemodificeerde dieren het hele jaar door kunnen groeien, in plaats van alleen in de lente en de zomer. Het proces van wettelijke goedkeuring door de Food and Drug Administration duurde echter meer dan een decennium en kostte miljoenen dollars.


5 manieren waarop door CRISPR ontworpen dieren de klimaatverandering kunnen helpen bestrijden

Klimaatverandering is een door de mens gemaakt probleem, maar mensen zijn niet de enige dieren die de gevolgen zullen ondervinden van stijgende temperaturen en veranderende weerpatronen. Klimaatverandering bedreigt veel koraalriffen en andere inheemse soorten, vissen en vee. Wetenschappers proberen deze problemen aan te pakken door de technologie voor het bewerken van genen, bekend als CRISPR, aan te passen voor gebruik bij dieren.

1. Door CRISPR ontworpen koraalriffen

Koraalriffen worden bedreigd door veel antropogene activiteiten, maar de effecten van klimaatverandering zijn bijzonder krachtig. Hittegolven hebben al de helft van het koraal in het Great Barrier Reef gedood. Wetenschappers hebben geprobeerd koraal te kweken voor een betere hittetolerantie, maar koralen zijn kieskeurige fokkers. Koralen paaien ook maar één keer per jaar. Dat is een klein venster. Erger nog, het succesvol overbrengen van een gewenste eigenschap kan meerdere fokcycli vergen. Maar de riffen hoeven geen jaren te wachten.

Koraalwetenschappers hadden een manier nodig om de evolutie te versnellen om gelijke tred te houden met het snel veranderende klimaat. Afgelopen voorjaar hebben Stanford, de Universiteit van Texas en het Australian Institute of Marine Science samengewerkt om voor het eerst aan te tonen dat het mogelijk is om genen in koraal te tweaken met behulp van CRISPR.

2. Vee beschermen met CRISPR

Het huidige klimaat creëert natuurlijke barrières die de verspreiding van ziekten en de dieren die ze dragen voorkomen. Door klimaatverandering zullen weerpatronen verschuiven en daarmee verschuiven ook de grenzen van sommige ziekteverwekkers. Aangezien bacteriën en virussen het doorgaans beter doen in warmere klimaten, zal deze verschuiving waarschijnlijk niet positief zijn.

Naarmate de speelplaats voor ziekten groter wordt, zullen dieren, inclusief vee, waarschijnlijk worden bedreigd door ziekten in gebieden waar die ziekten voorheen geen probleem waren. Gelukkig gebruiken wetenschappers CRISPR al om ziekteresistentie te ontwikkelen bij verschillende soorten vee, waaronder koeien, varkens en kippen.

3. CRISPRing koeien om minder methaan te produceren

We hebben allemaal van die statistieken gehoord over hoe het boeren van koeien slechter is voor het milieu dan auto's. Die beweringen zijn overdreven, maar koeien produceren echt veel methaan en dat methaan helpt niet bij klimaatverandering.

Veterinaire onderzoekers van de Universiteit van Adelaide hebben onlangs aangetoond dat hoeveel methaan een koe produceert sterk afhangt van de genetische samenstelling van die koe. Dat betekent dat genetische manipulatie zou kunnen helpen de koolstofhoefafdruk van de grote boeren te verkleinen. CRISPR is al gebruikt om andere eigenschappen bij koeien aan te passen, dus methaanemissie zou een volgende stap kunnen zijn.

4. CRISPR helpt dieren de hitte op te nemen

Niet alleen zullen ziekten als gevolg van klimaatverandering de veestapel in toenemende mate bedreigen, ook de stijgende temperatuur zelf is een directe bedreiging. Extreme hitte kan gevaarlijk zijn voor vee dat in de elementen leeft.

Runderen die in de tropen leven, hebben zich aangepast aan hoge temperaturen door een gen genaamd Slick te ontwikkelen. Het Slick-gen geeft koeien korter haar. In de toekomst zou CRISPR kunnen worden gebruikt om deze eigenschap te helpen verspreiden naar vee in gebieden die ondraaglijk warm zullen worden.

5. CRISPR voor aquacultuur

Stijgende oceaantemperaturen betekenen dat kustvissen tot de dieren zullen behoren die het zwaarst worden getroffen door klimaatverandering. De bedreigingen van klimaatverandering voor vissen worden verergerd door offshore aquacultuur die ziekten kan verspreiden tussen gekweekte en wilde populaties. Naast een ecologisch risico bedreigt klimaatverandering gemeenschappen die voor hun voedsel en economie afhankelijk zijn van vis.

Een mogelijke remedie tegen bedreigde vispopulaties is het verplaatsen van aquacultuurkwekerijen naar de kust, waar ze zich niet kunnen vermengen met wilde vis en de watertemperatuur nauwkeuriger kan worden gecontroleerd. Het loskoppelen van viskwekerijen van kusten kan ook helpen om de vismarkt dichter bij de consument te brengen, waardoor de milieukosten die gepaard gaan met het vervoer van zeevruchten, afnemen.

Om ervoor te zorgen dat niet aan zee grenzende aquaculturen economisch levensvatbaar zijn, moeten vissen sneller op de markt komen dan in oceaankooien. Oudere genetische manipulatietechnieken zijn gebruikt om sneller groeiende zalm te ontwikkelen, en niet aan zee grenzende zalmkwekerijen zijn nu een realiteit. Onderzoekers kijken nu naar CRISPR om andere vissoorten voor te bereiden op aquacultuur.

Het regelgevingslandschap voor door CRISPR ontworpen dieren

Als het gaat om het gebruik van CRISPR bij dieren, is het regelgevingslandschap veel gecompliceerder dan voor planten of microben. Het enige genetisch gemanipuleerde dier dat tot nu toe door de FDA is goedgekeurd voor consumptie, moest dezelfde regelgevende hindernissen overwinnen als een diergeneesmiddel. Deze dieren (AquAdvantage-zalm) zijn transgeen, dat wil zeggen dat ze een Chinook-zalmgen bevatten dat van nature niet aanwezig is in die soort.

CRIPSR kan worden gebruikt om veel subtielere veranderingen in het genoom aan te brengen, veranderingen die door natuurlijke mutaties zouden kunnen zijn opgetreden. Om deze reden heeft de USDA ervoor gekozen geen aanvullende regels te stellen voor CRISPR-bewerkte planten. Voor dieren zal dit niet het geval zijn.

De FDA heeft aangegeven dat het CRISPR-gemanipuleerde dieren op dezelfde manier zal reguleren als in het verleden transgene dieren hebben gereguleerd - alsof het diergeneesmiddelen zijn. Wetenschappers beweren dat deze regelgeving de voortgang en impact van CRISPR-onderzoek waarschijnlijk zal vertragen.


Een koe, een controverse en een gestippelde droom van meer humane boerderijen

Ga naar Mijn profiel en vervolgens Bekijk opgeslagen verhalen om dit artikel opnieuw te bekijken.

Foto: CHRISTIE HEMM KLOK

Ga naar Mijn profiel en vervolgens Bekijk opgeslagen verhalen om dit artikel opnieuw te bekijken.

Op de ochtend van 7 augustus werd Alison Van Eenennaam wakker met een tweet van een man die ze nog nooit had ontmoet. Hij had haar een link gestuurd naar een in het Duits geschreven verhaal, geïllustreerd met een clipart-koe naast een uierroze biologisch gevaarsymbool. “Ben jij niet betrokken bij de hoornloze koeien die hier door een Duitse NGO worden bekritiseerd?” de man tweette naar Van Eenenaam vanuit negen tijdzones verderop. "Kun je ons wat details geven over wat @US_FDA heeft gevonden?"

Van Eenennaam kon dat niet. Maar niet omdat ze de details niet had.

Bijna twee jaar lang hadden de diergeneticus en haar team van UC Davis een kudde van zes jonge, genetisch onthoornde Herefords minutieus gepord, geprikt, gewogen en gemeten. De kalveren werden in september 2017 op de campus geboren en waren royalty's voor het bewerken van genen. Hun vader, Buri, was een paar jaar eerder gemaakt in een laboratorium in Minnesota, waarbij zijn genoom was aangepast door de agtech-startup Recombinetics om te voorkomen dat hij hoorns zou laten groeien. Hoorns worden beschouwd als een bedreiging in de commerciële zuivelindustrie en worden meestal verbrand, dus de startup wilde techniek gebruiken om een ​​meer humane veehouderij te maken.

Een wereldprimeur, hij en zijn halfbroer Spotigy waren van de ene op de andere dag een mediasensatie. "We weten precies waar het gen heen moet en we plaatsen het op de exacte locatie", vertelden de executives van Recombinetics in 2017 aan Bloomberg. Dat jaar kreeg Van Eenennaam een ​​subsidie ​​van een half miljoen dollar van het Amerikaanse ministerie van Landbouw om te zien of Buri's afstammelingen zouden zijn genetische wijziging erven zoals bedoeld, en om de gezondheid en het melkproducerende potentieel van die dieren te bestuderen. (Spotigy werd in 2016 opgeofferd om zijn vlees te analyseren op kwaliteit. Hij heeft geen kalveren verwekt.)

Dus terwijl ze op die recente augustusochtend naar Twitter staarde, wist Van Eenennaam meer dan wie dan ook over Buri en zijn uitgebreide familie. Inclusief het feit dat zes maanden eerder wetenschappers van de Amerikaanse Food and Drug Administration op een verrassing in Buri's DNA waren gestuit. Er was een ongeluk gebeurd tijdens het bewerkingsproces van Recombinetics. En de fout was doorgegeven aan vier van Buri's zes kalveren, samen met het hoornloze gen. Toch waren die kalveren net zo gezond als hun natuurlijk gehoornde Hereford-tegenhangers, voor zover ze kon zien.

Maar daar kon ze niets over zeggen omdat ze er een artikel over had ingediend bij een tijdschrift voor peer review. Als ze het nu zou bespreken, zou haar paper kunnen worden afgewezen. Dus kookte ze bij zichzelf toen ze een regel in het Duitse verhaal las: "Er is geen onderzoek gedaan naar de mogelijke gevolgen voor de diergezondheid, of dat deze extra genen biologisch actief zijn."

Onderzoek kost tijd, vooral als het gaat om dieren met een draagtijd van negen maanden. Tegen de tijd dat die resultaten worden gepubliceerd, is de studie in zekere zin oud nieuws. Het blikt terug op het lange verhaal van een wetenschappelijke ontdekking, alsof je door de loop van een telescoop naar oud sterrenlicht tuurt. In het internettijdperk zijn wetenschappers steeds ongeduldiger geworden met het ploetertempo van traditioneel publiceren en hebben ze geprobeerd het wakker te schudden. Voor het grootste deel zijn deze groeipijnen afgezet gebleven in conferentieprocedures, onzichtbaar voor het grote publiek. Maar soms kunnen botsingen in de uitgeverscultuur op onverwachte manieren overslaan naar de echte wereld, waardoor de publieke opinie wordt gevormd met verstrekkende gevolgen. In het geval van de hoornloze koeien - de toekomstige kalveren van de toekomst van voedsel - zou hun verhaal op zijn kop worden gezet.

Van Eenennaam verhuisde van Melbourne, Australië naar Davis, Californië, net toen genetische manipulatie de agrarische universiteitsstad transformeerde. In nabijgelegen velden vond de Flavr Savr-tomaat zijn weg uit de grond en naar lokale supermarkten, om het eerste genetisch gemodificeerde voedsel te worden dat beschikbaar was voor aankoop.

Zij en andere jonge faculteiten besloten om deze nieuwe genetische manipulatietools te gebruiken om voor vee te doen wat andere onderzoekers en bedrijven deden voor gewassen: dieren en het voedsel dat ze produceerden nieuwe eigenschappen geven. Ze begonnen met experimenten met runderen en geiten om hun melk voedzamer te maken. Maar toen liep hun werk tegen een stootje. De FDA besloot dat het introduceren van vreemd DNA bij dieren ze kwalificeerde als diergeneesmiddelen, waardoor een langdurig en kostbaar goedkeuringsproces ontstond dat veel wetenschappers ontmoedigde. Financiering voor onderzoek naar transgeen vee strandde. En mensen als Van Eenennaam scharrelden rond op de weinige overgebleven beurzen.

Toen kwam de revolutie van het bewerken van genen. Tools zoals TALENS en Crispr, waarmee wetenschappers het genoom van dieren kunnen veranderen zonder vreemd DNA toe te voegen, wakkerden de verbeeldingskracht van veeonderzoekers aan en spoorden een nieuwe lichting bedrijven aan, waaronder Recombinetics. De ingenieurs wilden DNA van hoornloze, niet-melkveerassen introduceren in hun melk- en kaasproducerende neven. Het bedrijf zocht Van Eenennaam op om zijn creaties te huisvesten en te bestuderen. In 2015 verhuisden Buri en Spotigy naar UC Davis.

Anderhalf jaar later werd Buri's sperma gebruikt om tien gehoornde Hereford-moederdieren in de Davis-kudde kunstmatig te insemineren. Toen Van Eenennaam hoorde dat zes zwangerschappen waren bevestigd, stuurde ze een aanvraag in bij het USDA Biotechnology Risk Assessment Grant-programma. Haar missie is om projecten te financieren die federale agentschappen helpen bij het evalueren van opkomende technologieën. Van Eenennaam was voorzichtig optimistisch dat door het verzamelen van stapels gegevens over de kalveren, haar team zou kunnen helpen pleiten voor gen-bewerkte dieren om anders te worden gereguleerd dan transgene.

Die hoop hield de maand niet stand.

Op 19 januari 2017 vaardigde de FDA een reeks ontwerprichtlijnen uit, waarbij genbewerking op één hoop werd gegooid met oudere GGO-technologieën. De USDA, die toezicht houdt op het bewerken van genen in planten, heeft in de meeste gevallen besloten om de technologie niet te reguleren en te behandelen als een versnelde versie van traditionele veredelingsmethoden. Maar de FDA kwam tot een andere conclusie, dat het bewerkingsproces unieke risico's met zich meebrengt. Wat als Crispr of TALENS wijzigingen aanbrengen die ze niet zouden moeten maken? Wat als die fouten leiden tot onverwachte mutaties? En wat als die genetische veranderingen zich verspreiden van vee naar hun wilde verwanten?

"We zaten midden in onze experimenten en het overrompelde ons", zegt Van Eenennaam, die niet verlegen was om de beslissing van de FDA te bekritiseren. "We hadden alles gebaseerd op de veronderstelling dat die dieren in de voedselvoorziening konden gaan."

Als de kalveren - vijf mannetjes en één vrouwtje - als GGO's werden beschouwd, konden ze niet worden geslacht en verkocht via het Meat Lab van de universiteit. Voor Van Eenennaam was dat de sleutel om de economie van haar onderzoek te laten slagen. In plaats daarvan zou elk dier van 2000 pond moeten worden verbrand, tegen een kostprijs van 60 cent per pond. Dus diende Van Eenennaam een ​​verzoekschrift in bij de FDA voor een vrijstelling.

In december 2018 stuurde ze het bureau een gedetailleerd dossier over de kalveren, met daarin de resultaten van hun lichamelijk onderzoek, bloedonderzoek en DNA-sequencing. Op basis van de analyses van haar team leek er niets aan de hand. De dieren zagen er gezond uit, hun genomen nauwkeurig bewerkt, hun harige voorhoofden volledig hoornvrij. Terwijl Van Eenennaam wachtte op het besluit van het bureau, schreven zij en haar collega's hun resultaten op en legden die in februari voor aan Natuur Biotechnologie.

Terwijl het UC Davis-team hun manuscript typte, waren wetenschappers van de FDA ook bezig met het doorzoeken van de gegevens. Een van hen was Alexis Norris, een biostatisticus in een afdeling van het Centrum voor Diergeneeskunde. Toen ze in juli 2018 bij het bureau kwam, had ze nog niet veel ervaring met het genoom van koeien en varkens en andere soorten boerenerf. Maar ze was heel goed geworden in het analyseren van enorme hoeveelheden sequentiegegevens als onderdeel van haar afstudeer- en postdoctorale werk bij Johns Hopkins, over de genetische onderbouwing van menselijke ziekten. Bij de FDA gebruikte ze die vaardigheden om DNA-gegevens van vee te screenen op onbedoelde bewerkingen.

Een deel van haar werk omvatte het ontwikkelen van software specifiek voor die taak. Het team van Norris was al lang van plan om er een proefrit mee te maken met de genomen van Buri en Spotigy, omdat die van hen de grootste publiek beschikbare dataset waren voor een dier met genetische manipulatie. "We wilden er zeker van zijn dat het die groottegegevens aankan", zegt Norris. "En dat onze computer niet zou crashen tijdens het analyseren ervan."

Eerder dit jaar gebruikten ze hun software om het DNA van Buri en Spotigy te vergelijken met een referentie-boviene genoom. Vervolgens controleerden ze als extra voorzorgsmaatregel ook het DNA van de koe tegen een korte opeenvolging van circulair bacterieel DNA, een plasmide. Recombinetics had dit specifieke plasmide gebruikt om de genetische instructies voor hoornloosheid naar de cellen te brengen die later Buri en Spotigy zouden worden. Het hoort niet te blijven hangen. Maar noch Recombinetics, noch Van Eenennaam hadden ooit gecontroleerd of dat waar was.

Toen de software van de FDA resultaten begon uit te spugen, zag Norris het hoornloze gen, precies waar het zou moeten zijn. Maar daarnaast zag ze sequentiegegevens die overeenkwamen met het plasmide. "Dit was een zeer onverwachte bevinding", zegt Norris. Wat een snelle validatie had moeten worden, was een grote verrassing. Tijdens het montageproces hadden Buri en Spotigy per ongeluk een stukje bacterieel DNA gekregen. Het was niet veel, ongeveer 4.000 brieven. Maar de genetische invoeging was voldoende om de stieren volgens elke definitie GGO's te maken.

Het duurde een paar weken voordat Norris en haar team er zeker van waren dat ze een echte ontdekking hadden gedaan en niet op een fout in hun code waren gestuit. Op 6 maart maakten ze het nieuws bekend aan Van Eenennaam en haar medewerkers. Volgens Van Eenennaam onthulde de FDA dat het plasmide niet alleen in het DNA van Buri en Spotigy was geglipt. Het was ook doorgegeven aan vier van Buri's zes kalveren. (De FDA weigerde commentaar te geven op de kalveren, daarbij verwijzend naar vertrouwelijkheidsovereenkomsten.)

Voor Recombinetics was de fall-out snel. Het bedrijf had een deal gesloten met Brazilië om daar een kudde zonder hoorns te beginnen, nadat overheidsfunctionarissen hadden vastgesteld dat de koeien van het bedrijf geen speciaal toezicht nodig hadden. Het bedrijf was bezig met het gereedmaken van zendingen van Buri's sperma voor export toen de FDA zijn Braziliaanse tegenhangers waarschuwde over de bacteriële DNA-glitch. Het Braziliaanse bureau classificeerde Buri (en al zijn nakomelingen) al snel opnieuw als een GGO-product. Recombinetics verliet het project, zoals WIRED in augustus exclusief meldde, maar het bedrijf heeft plannen om het in de toekomst opnieuw te bekijken met een plasmide-vrije cellijn.

Ondertussen heeft het team van Van Eenennaam op de hoogte gebracht Natuur Biotechnologie van de ontdekking. Daarna gingen ze zelf over de genomen van de kalveren om de aanwezigheid van bacterieel DNA te bevestigen en stuurden hun resultaten naar het tijdschrift. Gedurende deze tijd waren Norris en haar FDA-collega's ook bezig hun bevindingen op te schrijven. De ontdekking van het plasmide was tenslotte van hen geweest en ze wilden niet dat andere mensen dezelfde fout zouden maken. Ze namen er nog een mogelijk brandgevaarlijk detail in op: het bacteriële DNA van de koeien bevatte een paar ongewenste genen voor antibioticaresistentie. In juli hebben ze een samenvatting van hun werk geüpload naar de preprint-server bioRxiv, een enigszins controversiële opslagplaats voor manuscripten die nog niet door vakgenoten zijn beoordeeld. Hoewel ze door velen worden geprezen als een cruciaal hulpmiddel voor het versnellen van wetenschappelijke vooruitgang, maken critici zich zorgen dat preprints, die bedoeld zijn om door collega-wetenschappers te worden geconsumeerd, door het grote publiek verkeerd kunnen worden geïnterpreteerd.

Het onderzoek bleef grotendeels onopgemerkt totdat het begin augustus werd opgepikt door een Duitse organisatie genaamd Testbiotech. Zo hoorde Van Eenennaam voor het eerst van de FDA-publicatie. Andere verhalen volgden snel op andere anti-ggo-platforms. Al snel vulde haar e-mailinbox en Twitter-tijdlijn zich met vragen en mediaverzoeken om commentaar te geven op de preprint. Met tegenzin sloeg ze ze allemaal weg. Omdat Natuur Biotechnologie haar manuscript nog aan het beoordelen was, kon ze de mensen de kleine succesverhalen niet vertellen die in al deze puinhoop waren ingebed: dat twee van de jonge stieren met succes het hoornloze gen hadden geërfd zonder bacterieel DNA dat ze gezond en hoornloos waren en dat met de juiste screening, het zou gemakkelijk zijn om er meer van te maken. Maar naarmate de weken verstreken en de retoriek van anti-gen-editing op sociale media opdook, wanhoopte ze dat het publieke sentiment zich tegen de koeien keerde.


Wetenschappers ontwikkelen hoornloze melkkoeien - Recepten

Er zijn maar een paar runderrassen die van nature geen hoorns hebben, maar nu ontwikkelen Amerikaanse wetenschappers de eigenschap binnen Holstein-runderen.

Gehoornde dieren vormen een bedreiging voor andere dieren, boeren en hondenuitlaters en slechts een handvol rassen zoals Aberdeen Angus en Hereford hebben geen hoorns. Wetenschappers in Californië hebben echter een manier bedacht om het gen "zonder hoorns" van het Angus-ras te splitsen in het Holstein-melkras, op een manier die volgens hen de landbouw veiliger zal maken.

Diergeneticus dr. Alison Van Eenennaam, van de Universiteit van Californië, ontdekte dat het mogelijk is om het "hoornloze" gen van Aberdeen Angus-runderen te splitsen in de zwart-witte Holstein-melkkoeien, zodat ze zonder uitsteeksels worden geboren. Kalveren van melkrassen en de meeste andere vleesrassen moeten normaal gesproken dagen na de geboorte worden onthoornd, wat voor hen een behoorlijk traumatische ervaring kan zijn.

Het fokken van koeien zonder hoorns zou het ook gemakkelijker maken om ze in hokken en vrachtwagens te sorteren, wat de industrie mogelijk miljoenen ponden per jaar kan besparen. Er is echter een storing, aangezien deze runderen worden geclassificeerd als genetisch gemodificeerd. Vanwege dit feit zullen deze nieuw gefokte runderen niet snel aankomen, omdat de regelgevers niet hebben afgesproken dat genetisch gemanipuleerde dieren in de voedselketen mogen worden toegelaten.

De eerste kalveren, die zijn gemaakt met behulp van IVF-technieken, heten Spotigy en Buri en het team van de Universiteit van Californië hoopt dat hun nakomelingen ook hoornloos zullen zijn, zelfs als ze worden gefokt met gehoornde koeien.

Als dit lukt, kan de industrie tientallen jaren van het fokken van hoornloze koeien omzeilen.

Het team van wetenschappers van de Universiteit van Californië hoopt ook een techniek te perfectioneren om vee genetisch te ontwerpen, zodat ze alleen mannelijke nakomelingen produceren, die sneller groeien dan vrouwtjes.

En ze hopen koeien te ontwikkelen die minder vatbaar zijn voor longontsteking, waardoor ze minder antibiotica nodig hebben.


Veiligere hoornloze Holstein-koeien fokken

Er zijn maar een paar runderrassen die van nature geen hoorns hebben, maar nu ontwikkelen Amerikaanse wetenschappers de eigenschap binnen Holstein-runderen.

Gehoornde dieren vormen een bedreiging voor andere dieren, boeren en hondenuitlaters en slechts een handvol rassen zoals Aberdeen Angus en Hereford hebben geen hoorns. Wetenschappers in Californië hebben echter een manier bedacht om het 'hoornloze' gen van het Angus-ras te splitsen in het Holstein-melkras in een beweging die volgens hen de landbouw veiliger zal maken.

Diergeneticus dr. Alison Van Eenennaam, van de Universiteit van Californië, ontdekte dat het mogelijk is om het 'hoornloze' gen van Aberdeen Angus-runderen te splitsen in de zwart-witte Holstein-melkkoeien, zodat ze zonder uitsteeksels worden geboren. Kalveren van melkrassen en de meeste andere vleesrassen moeten normaal gesproken dagen na de geboorte worden onthoornd, wat voor hen een behoorlijk traumatische ervaring kan zijn.

Het fokken van koeien zonder hoorns zou het ook gemakkelijker maken om ze in hokken en vrachtwagens te sorteren, wat de industrie mogelijk miljoenen ponden per jaar kan besparen. Er is echter een storing, aangezien deze runderen worden geclassificeerd als genetisch gemodificeerd. Vanwege dit feit zullen deze nieuw gefokte runderen niet snel arriveren, omdat de regelgevers niet zijn overeengekomen dat genetisch gemanipuleerde dieren in de voedselketen mogen worden toegelaten.

De eerste kalveren, die zijn gemaakt met behulp van IVF-technieken, heten Spotigy en Buri en het team van de Universiteit van Californië hoopt dat hun nakomelingen ook hoornloos zullen zijn, zelfs als ze worden gefokt met gehoornde koeien.

Als dit lukt, kan de industrie tientallen jaren van het fokken van hoornloze koeien omzeilen.

Dr. Van Eenennaam zei: "Gene-editing is een technologie die de gewenste eigenschappen van twee niet-verwante dieren naadloos kan combineren zonder te kruisen, waardoor de huidige productie van melkvee behouden blijft en hoorns worden geëlimineerd met genetische methoden." Voorlopig kunnen de experimentele koeien van de University of California nog niet in de landbouw worden gebruikt. "Het is nog niet duidelijk welke wettelijke status voedseldieren die met genbewerking zijn geproduceerd, zullen hebben", voegde dr. Van Eenennaam eraan toe.

“Het vooruitzicht dat dieren die genetisch bewerkt zijn onderworpen zouden zijn aan regulering als diergeneesmiddel, ook al zijn hun genetische modificaties niet te onderscheiden van die verkregen door conventionele fokken, is een punt van zorg voor fokkers die het potentieel zien om genoombewerking toe te passen als aanvulling op traditionele genetische verbeteringsprogramma's.”

Het team van wetenschappers van de Universiteit van Californië hoopt ook een techniek te perfectioneren om vee genetisch te ontwerpen, zodat ze alleen mannelijke nakomelingen produceren, die sneller groeien dan vrouwtjes.

En ze hopen koeien te ontwikkelen die minder vatbaar zijn voor longontsteking, waardoor ze minder antibiotica nodig hebben.


Media vermorzelt de nieuwste biotech-innovatie: koeien zonder hoorns

Het is altijd onthullend hoe de pers de nieuwste ontwikkeling in landbouwgenetica portretteert - nuchter of met de stormloop van hysterie die de media-aandacht voor biotechnologie heeft bepaald.

Helaas waren een reeks rapporten in het weekend over vorderingen in de ontwikkeling van een melkkoe die genetisch was aangepast om hoornloos te zijn, getint met bekende overdrijvingen en vervormingen. "Wetenschappers ontwerpen een gezondheids- en veiligheidskoe, genetisch gewijzigd om geen hoorns te hebben", beweerde de Zondag Tijden. "Hornless 'Frankencow': Genetische ingenieurs streven naar het creëren van super-runderen," schreeuwde Rusland vandaag. Genetici, zeggen ze, "extraheren" een strook DNA uit het genoom van het ene vee en "implanteren" het DNA in een ander. Een stroom van verhalen zoals geschetst De Daily Telegraph en een hele reeks andere nieuwsuitzendingen lazen als pagina's uit het anti-ggo-playbook. De verhalen zijn rijkelijk besprenkeld met codewoorden over designerdieren, transgenen en Frankenkoeien. Geen wonder dat mensen in een roes zijn.

Eigenlijk zijn de innovaties die hebben geleid tot de hoornloze melkkoe zowel adembenemend als eenvoudig - onderdeel van een internationale inspanning die een goedkopere, snellere, veiligere en preciezere manier heeft gevonden om genetische manipulatie te combineren met standaard foktechnieken om vee te modificeren. Het is een vooruitgang, geen revolutie. Wetenschappers in het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten werken samen aan de ontwikkeling van een klassiek landbouwhuisdier: melkkoeien zonder hoorns, zodat het vee de mens, zichzelf en andere dieren in de buurt van hun slingerende kop niet in gevaar brengt.

Hoornloos vee - dieren zonder hoorns bij normaal gehoornde soorten - bestaan ​​al eeuwen. Let op dit artikel (links) uit 1947 waarin een boer in Iowa wordt beschreven die een kudde hoornloze Guernsey-runderen had ontwikkeld, waardoor zijn totaal aantal hoornloze runderen op 16 kwam, allemaal afstammelingen van de oorspronkelijke stam.

Hoewel boeren vleesvee, zoals Aberdeen Angus, hebben kunnen kruisen, zodat ze geen gevaarlijke hoorns hebben, hebben ze minder geluk gehad bij de meest productieve melkrassen, met name Holsteins, 's werelds best producerende melkkoe.

Kan biotechnologie hier een handje helpen? Scott Fahrenkrug, een professor in de genetica en de Universiteit van Minnesota, gelooft van wel. Samen met wetenschappers van de Texas A&M University en de University of Edinburgh richtte Fahrenkrug een bedrijf op, Recombinetics, dat 'moleculaire schaar', TALEN's genaamd, gebruikt om natuurlijke DNA-fragmenten van dieren te verplaatsen. De techniek van Fahrenkrug omvat geen transgenen, die het gevolg zijn van het verplaatsen van genen van de ene soort naar de andere. Hoewel volkomen veilig, maakt de vermelding van genetische manipulatie anti-ggo-activisten woedend. In dit geval weerspiegelt Recombinetics de natuur door DNA-fragmenten te nemen die honderden jaren geleden voor het eerst verschenen door natuurlijke, spontane mutaties in vee om hoornloze koeien te creëren. De fragmenten worden gekopieerd - niet ingevoegd zoals verschillende rapporten hadden. Ze worden niet verplaatst. Er wordt geen "vreemd" DNA ingebracht. We eten deze koeien al eeuwenlang en drinken hun melk, dus we zijn er zeker van dat er geen nadelige gevolgen voor de gezondheid zijn.

"De mutatie is volkomen natuurlijk en duidelijk veilig", vertelde Fahrenkrug me. "We zouden deze mutatie grof kunnen verplaatsen door middel van kruising. Maar sinds de jaren zestig is de melkproductie vertienvoudigd. Als we deze hoornloze melkkoeien met deze ouderwetse technieken zouden moeten maken, zou het jaren kunnen duren en in het beste geval zou het leiden tot een verwisseling van de rundvlees- en melkvoorraden. Ze zouden beide lijnen verwoesten. Het andere alternatief is wat we ervoor kiezen om het te doen. Laten we het precies doen, de gezondheid en integriteit van de dieren beschermen en een robuuste vlees- en melklijnen garanderen.”

Dus hier hebben we een techniek die niet transgeen is, zoals de meeste nieuwsartikelen suggereerden. Er wordt geen "vreemd" DNA ingebracht, zoals veel rapporten hadden. Er zijn geen genetisch gemodificeerde organismen (GGO's) gecreëerd. Yet when you read the reports—or worse, the comments posted by activists—you would think Mother Nature had been violated.

Progressives and sustainability experts should be eagerly promoting and embracing Fahrenkrug’s editing technique, which would mean that fewer cows are manually dehorned on farms, a much more invasive and painful process. “This would be a major advance in animal welfare,” said Geoff Simm, a professor of animal breeding who chairs the UK government’s Farm Animal Genetic Resources Committee, and has long championed the idea. People for the Ethical Treatment of Animals has expressed tentative support for this innovation, noting it would have a dramatic and positive impact on the lives of livestock. But more uncompromising groups, such as the American Anti-Vivisection Society, remain opposed to it on the grounds that it might make factory farming, which is their central target, more acceptable.

The beauty of Fahrenkrug’s work is that scientists are using what are essentially classical breeding techniques, albeit more precisely and without the use of antibiotic resistance genes (one of the main targets of anti-GMO campaigners). The process mimics natural genetic mutations so closely that it would be impossible to tell from examining the animal’s DNA whether or not it had been altered, researchers say.

Creating hornless milk cows is just one of the cutting edge projects using this editing technique. Fahrenkrug is using similar techniques to develop pigs and cows that are resistant to hoof and mouth disease. He’s also pioneered the development of “sustainable cows”—animals that grow larger yet consume less protein and also give off less gases released as methane waste, which could dramatically cut down on greenhouse gas levels. He’s also identified ways to knock out a disease carried by as much as 25 percent of Jersey cows simply by editing out a single letter in the 3 billion bovine genetic alphabet.

Professor Bruce Whitelaw, Fahrenkrug’s partner at the Roslin Institute at the University of Edinburgh, calls these advances “clean genetic engineering” for how precise and safe it is, thanks for the fact that it uses existing mutations—yet that distinction is lost on anti-GMO campaigners who paint biotechnology with a broad brush. “Unless you had an audit trail of how that animal was formed, you would have no way of knowing how that mutation happened. It could have happened naturally, or in this case been engineered by a DNA editor.

Most anti-GMO campaigners, baffled by the simplicity of Fahrenkrug’s technological breakthroughs, continue to mischaracterize his work and similar biotechnology, breakthroughs by widely circulating the “Frankencow” canard. It’s not just campaigners, however, Fahrenkrug notes. He pointed to a central clause in the “Genetically Engineered Food Right to Know Act,” introduced in Congress last week. The wording was clearly guided by activists rather than scientists, he told me. For example, the bill now uses a sweeping and very unscientific definition of “genetic engineering” to include “in vitro nucleic acid techniques, including recombinant DNA and direct injection of nucleic acid into cells or organelles.” That’s stunning in its breadth … and would result in mandatory labeling of natural processes, such as those introduced by Fahrenkrug. In effect the poorly written legislation attempts to re-classify some simple techniques used in classical breeding as GMOs—and could in the process endanger the technologically enhanced classic breeding techniques that are poised to revolutionize animal welfare. However intended, that’s just one of many passages in this shabbily written bill that will retard or kill the biotechnology revolution.

If passed in its current form, this bill could undo progress in our science-based regulatory system and unnecessarily complicate the marketing of natural and safe products springing from Fahrenkrug’s and others pioneering work in gene editing. This backwards thinking in the Era of the Genome would tragically hinder the development of foods focused on sustainability, feeding the burgeoning world, and enhancing animal welfare.

Jon Entine, executive director of theGenetic Literacy Project, is a senior fellow at theCenter for Health & Risk Communication andSTATS (Statistical Assessment Service) at George Mason University.


Scientists genetically engineer hornless dairy bulls

The technology has been proposed as an alternative to debudding, a common practice performed to protect other cattle and human handlers.

This process can, however, often be unpleasant and has implications for animal welfare.

Now researchers at the University of California, Davis, have successfully bred bulls without horns after splicing the ‘hornless’ gene from Aberdeen Angus cattle.

They inserted this gene into the Holstein breed. Since then, the team have been studying six offspring of a dairy bull, genome-edited to prevent it from growing horns.

They report that none of the bull’s offspring developed horns, as expected, and blood work and physical exams of the calves found they were all healthy.

The researchers also sequenced the genomes of the calves and their parents and analysed these genomic sequences, looking for any unexpected changes.

“Our study found that two calves inherited the naturally occurring hornless allele and four calves additionally inherited a fragment of bacterial DNA, known as a plasmid,” said author Alison Van Eenennaam, with the UC Davis Department of Animal Science.

Plasmid integration can be addressed by screening and selection, in this case, selecting the two offspring of the genome-edited hornless bull that inherited only the naturally occurring allele.

“This type of screening is routinely done in plant breeding where genome editing frequently involves a step that includes a plasmid integration,” she added.

Van Eenennaam said the plasmid does not harm the animals, but the integration technically made the genome-edited bull a GMO, because it contained foreign DNA from another species, in this case a bacterial plasmid.

“We’ve demonstrated that healthy hornless calves with only the intended edit can be produced, and we provided data to help inform the process for evaluating genome-edited animals,” said Van Eenennaam.

“Our data indicates the need to screen for plasmid integration when they’re used in the editing process.”


Hornless cattle make case for gene editing and less restrictive regulation of GM animals

Hornless cattle, described by GLP’s Jon Entine here last year, have lumbered onto the GMO scene once more. This time they appear as an example in Antonio Regalado’s speculations at Technology Review about the future of GMO regulation, especially animal biotechnology.

Because the cattle are made using gene editing techniques and no genes from other species, the hope by some is that regulators will accept them more readily than they have GM animals produced in other ways. The hornless cattle are the brainchild of molecular geneticist Scott Fahrenkrug, who used to be at the University of Minnesota but left to form his animal GMO startup, Recombinetics. He wants to breed GM pigs as model animals for human disease research as well as cattle without horns.

Hornless cattle are desirable because they are less dangerous to people and to each other. Some breeds are hornless naturally, but dairy cattle breeds usually have horns that are burned or sliced off, a horribly painful process. A Recombinetics investor who took part in dehorning in his youth told Regalado that it was a bloody mess. “You wouldn’t want to show that on TV.”

Fahrenkrug, whose company is using a gene editing method called TALENs, is not the only scientist hoping that gene editing will pass muster with regulators. A few weeks ago I wrote here at GLP about a gene deletion, using a different gene editing technique called CRISPR, which helps wheat resist powdery mildew. The hope is that because the work did not involve gene transfer it will not arouse opposition.

Is gene editing close enough for government work?

It’s not clear that organisms made via gene editing techniques will be able to avoid the name-calling and regulatory suspicion usually heaped on GMOs. Optimists are hoping that gene-edited products will impress regulators when they contain no foreign genes and so make it to market.

The Chinese scientists who developed the disease-resistant wheat said that explicitly. China has invested in research on GM crops but has approved none for field-testing recently, ostensibly in response to public concern. Two plant geneticists (one from China) took to the pages of PLOS Biology in June to make the case for regulatory approval of genetic modification of plants that does not involve “foreign” genes. In addition to gene editing methods like CRISPR, there are plant GM methods that resemble natural mutations, and also mutations produced by techniques long accepted in agriculture, such as those induced by chemicals, X-ray, and gamma rays.

The hornless cow people are hoping for regulatory benignity too. A hornless cow has a uniquely attractive quality: its purpose is to produce dairy herds that don’t have to undergo the painful de-horning procedure now common in the industry. This is a GMO that is the embodiment of kindess to animals, in contrast to the complaints often leveled against genetically engineered livestock. Good PR for a change?

The question of “foreign” genes is a little iffier here though. Hornlessness is produced by insertion of genes from other cattle breeds that are naturally hornless. “We’re talking about genes that already exist in a species we already eat,” Fahrenkrug told Tech Review.

Is that close enough for government work? Would the Food and Drug Administration nod and approve its first genetically modified food animal because–although a hornless dairy cow is, strictly speaking, a transgenic organism–it contains only inserted genes from the same species?

Even if the argument is persuasive with regulators, would it fly with the general public, and particularly with opponents of genetic modification? I’m doubtful. For one thing, the professional GMO antagonists often have agendas not directly related to genetic modification, for example opposition to agricultural multinationals. For them, how GM is done doesn’t matter much.

For others, a lot of the unease with genetic modification appears to involve inchoate worries about “tinkering with Nature” and “playing God.” For people with those concerns, the methods of genetic modification are irrelevant. It’s the very idea of genetic modification that worries them.

Note also that not all applications of gene editing are transgene-free. Presumably they would encounter the same objections made to any GM project involving insertion of foreign genes. One extraordinary example: The breathtaking proposal to modify the genes of the entire species of mosquito that carries malaria. The proposal employs CRISPR gene editing. But it also involves insertion of a gene, designed by the researchers, that would make mosquitoes resist the malaria parasite. My July GLP article about this plan, and proposals made by the researchers themselves for public discussion of this massive project, is here.

Bringing home CRISPR bacon

Meantime, gene editing, especially CRISPR, continues to take genetic science by storm. (Here’s my GLP description of how CRISPR works.)

In just a year, Spanish researchers say, CRISPR has made possible “an immense range of genetic modifications in most model organisms.” With CRISPR, multiple genetic modifications can be introduced seamlessly in a single step. It has enabled precise genetic engineering of organisms with difficult-to-edit genomes. Also technically challenging species. (They are speaking here of primates.)

Scientists at the Université Laval in Quebec report that they have used CRISPR to alter virulent phages. Phages are viruses that infect bacteria, not people they can’t even recognize animal cells. That kind of thing will make it possible to study relationships between phages and their hosts, and presumably could lead to engineered phages that could destroy disease bacteria.

CRISPR and other synthetic biology techniques will lead to cures for diseases of neurodegeneration, according to researchers at Imperial College London.

On September 5 in Science, scientists at the University of Texas Southwestern Medical Center announced that they had prevented muscular dystrophy in mice by using CRISPR to correct the mutation that causes it. They did this in the mouse germline, so the correction showed up in their offspring. The plan for humans is to cure the disease, not prevent it, by correcting disease-causing mutations in the muscle tissue of patients with muscular dystrophy.

But why wait until a patient has suffered? Why not prevent the disease long before birth? Researchers at the University of Wisconsin say the CRISPR “system is poised to transform developmental biology by providing a simple, efficient method to precisely manipulate the genome of virtually any developing organism.”

Franco J. DeMayo and Thomas E. Spencer, Editors-in-Chief of the journal Biology of Reproduction, declared last month that CRISPR “is completely revolutionizing genome engineering.” This was a commentary on “sizzling work” describing the “easy and efficient” way CRISPR generates genetically engineered pigs. They say the techniques are critical to developing new animal biomedical research models, agricultural animals with specific desired traits achieved without a complicated breeding scheme, and therapeutics to correct human and animal diseases. “In summary, we expect this technology to revolutionize all aspects of science.”

Wauw. That’s a pretty comprehensive forecast. And please believe me when I tell you that these examples are just a few highlights. There’s more, much more about the coming glory days of gene editing methods, especially CRISPR. My point is to emphasize once more the unprecedented power that scientists are claiming for these techniques. And it’s not just boyish enthusiasm and hype. They think gene editing, which employs a tactic that bacteria invented 3 billion years ago for warding off disease, is light-years better than other genetic engineering techniques. Easier. Cheaper. And therefore bound to become more widespread.

And just to be clear, we are not talking here only about plant and animal GMOs. In a New England Journal of Medicine paper recounting gene editing techniques for modifying primate embryos and calling for public discussion of the implications of this work, scientists at the University Medical Center Freiburg, Germany said this: “The successful genetic editing of one-cell primate embryos raises ethical issues that go beyond the balance between the scientific value of transgenic monkey models in understanding human disease and concerns about their creation. These studies bring us one step closer to the potential for manipulating genes in human embryos.”

Tabitha M. Powledge is a long-time science journalist and a contributing columnist for the Genetic Literacy Project. She also writes On Science Blogs for the PLOS Blogs Network. Follow her @tamfecit.


Bekijk de video: koeien voeren (Juli- 2022).


Opmerkingen:

  1. Perris

    Ja, maar dat is niet alles ... ik hoop dat er meer zullen zijn

  2. Gubar

    Om een ​​blanco te vullen?

  3. Calder

    Ik bedoel, je hebt geen gelijk. Ik bied aan om het te bespreken. Schrijf me in PM, we praten.



Schrijf een bericht