وصفات جديدة

العلماء يقومون بهندسة أبقار الألبان الخالية من القرون

العلماء يقومون بهندسة أبقار الألبان الخالية من القرون


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.

أبقار هولشتاين تفقد قرونها لتحرير الجينات

ويكيميديا ​​/ جناجارا

يبدو أن قطيع من الأبقار يمضغ بلطف في حقل عشبي يبدو مصدر خطر غير محتمل ، لكن المشهد الرعوي يبدو له جانب مظلم ، لذلك يحاول العلماء الآن هندسة بعض أبقار الألبان التي لا قرون وراثيًا.

وفقا ل بريد يوميإزالة القرون من الأبقار الحلوب من شأنه أن يقلل من خطر إصابة المزارعين والحيوانات الأخرى. يحرق المزارعون حاليًا براعم أبقار صغار الأبقار لمنع نمو القرون ، لكن العملية مزعجة ومؤلمة للحيوانات. كان المزارعون في السابق قادرين على التخلص من القرون على بعض أصناف الأبقار من خلال التربية الانتقائية ، لكنهم لم يتمكنوا من فعل الشيء نفسه بالنسبة للأبقار الحلوب دون التأثير على إمدادات الحليب.

بدلاً من ذلك ، سوف يتعامل العلماء مع الأمر. يخطط الباحثون لتحقيق Holsteins بلا قرون ، وهي السلالة الأعلى إنتاجًا من الأبقار الحلوب ، عن طريق أخذ القليل من الحمض النووي المعروف بوقف نمو القرون من سلالات أخرى من الماشية وتحريره في جينوم هولشتاين.

سكوت فهرنكروج ، أستاذ علم الوراثة في جامعة مينيسوتا ، أخذ بالفعل الحمض النووي الكابت للقرن وحرره في خلايا مأخوذة من ثور هولشتاين يدعى راندي. بعد ذلك ، سيتم تحويل هذه الخلايا إلى 40 جنينًا وزرعها في قطيع من إناث الهولستين. بعد فترة حمل واحدة ، ستلد تلك الأبقار نسخًا صغيرة من راندي ليس لها قرون. سيكون نسل استنساخ راندي بلا قرون أيضًا. يقول العلماء إن العملية لن يكون لها أي تأثير على الحليب الذي ستنتجه الأبقار الجديدة ، لأنها ستكون مثل أبقار هولشتاين العادية ، بصرف النظر عن القرون المفقودة.


الماشية بلا قرون ستنذر بثورة في تعديل الجينات في المزارع

بالنسبة للعين العادية ، فإنها لا تختلف عن الأبقار الحلوب الأخرى. ولكن في الأماكن التي تحتوي فيها معظم أبقار الألبان على ندوب من مكان إزالة قرونها ، فإن هذه الندوب لا تحتوي على أي ندوب. بفضل تعديل صغير على حمضهم النووي ، لن ينمو قرونهم أبدًا.

تم إنشاؤها بواسطة شركة مقرها مينيسوتا تسمى Recombinetics ، الماشية التي لا قرون هي الأولى من موجة جديدة من الحيوانات المستزرعة التي تم تطويرها باستخدام تقنيات ، على عكس الهندسة الوراثية التقليدية ، لا تتضمن & # 8220foreign & # 8221 DNA (انظر & # 8220 كيفية تعديل الجينوم & رقم 8220).

& # 8220 لدينا بالفعل العديد من الماشية في أكثر من مكان ، & # 8221 المؤسس & hellip


التنظيمية & # x27re-think & # x27

تم تنفيذ العمل الأخير لتحديد ما إذا كان تعديل الجينوم قد تم نقله بأمانة إلى أحد الثيران & # x27 ذرية - وللبحث عن أي تغييرات غير متوقعة.

قام الباحثون بتسلسل الجينوم (المكملات الكاملة للحمض النووي المخزن في نوى الخلايا الحيوانية) للعجول وآبائهم لتحليلها.

أظهر هذا بشكل لا لبس فيه أن السمات المعدلة في الجينوم قد تم نقلها إلى العجول.

يقول المدافعون إن استخدام الحيوانات المعدلة وراثيًا يمكن أن يحدث ثورة في مجالات كاملة من الصحة العامة والزراعة. ولكن هل العالم جاهز للبعوض المعدل والسلمون المعدّل وراثيًا؟ اقرأ الميزة

تم دمج امتداد قصير من الحمض النووي البكتيري يسمى البلازميد ، والذي يستخدم لإيصال المتغير الجيني الذي لا قرون إلى الثور الأصل ، جنبًا إلى جنب مع أحد المتغيرين الوراثيين عديم القرون.

قال الدكتور فان إينينام إن البلازميد لا يضر بالحيوانات ، لكن إدراجه من الناحية الفنية يجعل الثور المعدل وراثيا (GMO) بالمعنى التقليدي للكلمة ، لأنه يحتوي على دنا أجنبي من نوع آخر.

لم يجد الباحثون أي تغييرات جينية غير مقصودة في العجول.

منذ العمل الأصلي لإنتاج الماشية الخالية من القرون ، والذي بدأته شركة Recombinetics للتكنولوجيا الحيوية ومقرها مينيسوتا ، تم تطوير طرق جديدة لم تعد تستخدم البلازميدات أو أي تسلسل DNA غريب آخر.

يرى بعض العلماء أن ظهور تحرير الجينوم فرصة لإعادة التفكير في النظام التنظيمي الحالي للولايات المتحدة المحيط بالحيوانات المعدلة وراثيًا.

تعتبر عملية نقل الحيوانات الغذائية المعدلة وراثيًا إلى السوق مكلفة وطويلة من قبل المشاركين في هذا المجال. حتى الآن ، نجح حيوان واحد معدّل وراثيًا في اجتياز عملية الموافقة التنظيمية - وهو سمك السلمون AquaAdvantage.

يشتمل هذا السلمون على جين يسمح للحيوانات المعدلة بالنمو على مدار السنة ، وليس فقط خلال فصلي الربيع والصيف. ومع ذلك ، فإن عملية الموافقة التنظيمية من قبل إدارة الغذاء والدواء استغرقت أكثر من عقد وكلفت ملايين الدولارات.


5 طرق يمكن أن تساعد بها الحيوانات المصممة بتقنية CRISPR في مكافحة تغير المناخ

تغير المناخ مشكلة من صنع الإنسان ، لكن البشر ليسوا الحيوانات الوحيدة التي ستتأثر بارتفاع درجات الحرارة وتغير أنماط الطقس. يهدد تغير المناخ العديد من الشعاب المرجانية والأنواع المحلية الأخرى والأسماك والماشية. يعمل العلماء على معالجة هذه المشكلات من خلال تكييف تقنية تحرير الجينات المعروفة باسم كريسبر لاستخدامها في الحيوانات.

1. الشعاب المرجانية المصممة بتقنية كريسبر

تتعرض الشعاب المرجانية للتهديد من قبل العديد من الأنشطة البشرية ، ولكن آثار تغير المناخ قوية بشكل خاص. لقد قتلت موجات الحر بالفعل نصف الشعاب المرجانية في الحاجز المرجاني العظيم. كان العلماء يحاولون تربية الشعاب المرجانية لتحسين تحمل الحرارة ، لكن الشعاب المرجانية صعبة التكاثر. كما أن الشعاب المرجانية تفرخ مرة واحدة فقط كل عام. هذه نافذة صغيرة. والأسوأ من ذلك ، أن نقل الصفة المرغوبة بنجاح يمكن أن يستغرق عدة دورات تربية. لكن الشعاب المرجانية ليس لديها سنوات لتنتظرها.

احتاج علماء المرجان إلى طريقة لتسريع التطور لمواكبة التغير السريع للمناخ. في الربيع الماضي ، تعاونت جامعة ستانفورد وجامعة تكساس والمعهد الأسترالي لعلوم البحار لإثبات ، لأول مرة ، أنه من الممكن تعديل الجينات في المرجان باستخدام تقنية كريسبر.

2. حماية الماشية باستخدام تقنية كريسبر

يخلق المناخ الحالي حواجز طبيعية تمنع انتشار الأمراض والحيوانات التي تحملها. سيؤدي تغير المناخ إلى تغيير أنماط الطقس ومع ذلك ، ستتغير حدود بعض مسببات الأمراض أيضًا. نظرًا لأن البكتيريا والفيروسات تميل إلى الأداء بشكل أفضل في المناخات الأكثر دفئًا ، فمن المحتمل ألا يكون هذا التحول إيجابيًا.

مع اتساع ملعب الأمراض ، من المحتمل أن تتعرض الحيوانات ، بما في ذلك الماشية ، للتهديد من جراء الأمراض في المناطق التي لم تكن فيها هذه الأمراض مشكلة من قبل. لحسن الحظ ، يستخدم العلماء تقنية كريسبر لهندسة مقاومة الأمراض في العديد من الماشية بما في ذلك الأبقار والخنازير والدجاج.

3. كريسبرينج الأبقار لإنتاج كميات أقل من الميثان

لقد سمعنا جميعًا تلك الإحصائيات حول كيف أن تجشؤ الأبقار أسوأ للبيئة من السيارات. هذه الادعاءات مبالغ فيها ، لكن الأبقار تنتج بالفعل الكثير من الميثان وهذا الميثان لا يساعد في تغير المناخ.

أظهر باحثون بيطريون في جامعة أديلايد مؤخرًا أن كمية الميثان التي تنتجها البقرة تعتمد كثيرًا على التركيب الجيني لتلك البقرة. وهذا يعني أن الهندسة الوراثية يمكن أن تساعد في تقليص البصمة الكربونية للمسنين الكبار. تم بالفعل استخدام تقنية كريسبر لتعديل الصفات الأخرى في الأبقار ، لذلك يمكن أن يكون انبعاث الميثان هو الخطوة التالية.

4. تساعد تقنية "كريسبر" الحيوانات على تحمل الحرارة

لن تهدد الأمراض الماشية بشكل متزايد نتيجة لتغير المناخ فحسب ، بل إن ارتفاع درجة الحرارة بحد ذاته يشكل أيضًا تهديدًا مباشرًا. يمكن أن تكون الحرارة الشديدة خطيرة على الماشية التي تعيش في العناصر.

تكيفت الماشية التي تعيش في المناطق الاستوائية مع درجات الحرارة المرتفعة عن طريق تطوير جين يسمى Slick. يعطي جين Slick الأبقار شعراً أقصر. في المستقبل ، يمكن استخدام كريسبر للمساعدة في نشر هذه السمة للماشية في المناطق التي ستصبح دافئة بشكل لا يطاق.

5. تقنية كريسبر لتربية الأحياء المائية

ارتفاع درجات حرارة المحيطات يعني أن الأسماك الساحلية ستكون من بين الحيوانات الأكثر تأثراً بتغير المناخ. تتفاقم تهديدات تغير المناخ على الأسماك بسبب تربية الأحياء المائية في المياه البحرية التي يمكن أن تنشر الأمراض بين المستزرعة والسكان البرية. بالإضافة إلى المخاطر البيئية ، يهدد تغير المناخ المجتمعات التي تعتمد على الأسماك في غذائها واقتصادها.

أحد العلاجات المحتملة للتجمعات السمكية المهددة هو نقل مزارع الأحياء المائية على الشاطئ ، حيث لا يمكن اختلاطها بالأسماك البرية ويمكن التحكم بدرجة حرارة المياه بعناية أكبر. يمكن أن يساعد فصل المزارع السمكية عن السواحل أيضًا في تقريب سوق الأسماك من المستهلكين ، وبالتالي تقليل التكاليف البيئية المرتبطة بنقل المأكولات البحرية.

من أجل أن تكون تربية الأحياء المائية غير الساحلية مجدية اقتصاديًا ، يجب أن تصل الأسماك إلى وزن السوق بشكل أسرع مما هي عليه في أقفاص المحيط. تم استخدام تقنيات الهندسة الوراثية القديمة لتطوير أسماك السلمون سريعة النمو ، وأصبحت مزارع السلمون غير الساحلية حقيقة واقعة. يتطلع الباحثون الآن إلى تقنية كريسبر لإعداد أنواع الأسماك الأخرى لتربية الأحياء المائية.

المشهد التنظيمي للحيوانات المصممة بتقنية CRISPR

عندما يتعلق الأمر باستخدام تقنية كريسبر في الحيوانات ، فإن المشهد التنظيمي أكثر تعقيدًا مما هو عليه بالنسبة للنباتات أو الميكروبات. كان على الحيوان الوحيد المعدل وراثيًا الذي تمت الموافقة عليه من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية للاستهلاك حتى الآن التغلب على نفس العقبات التنظيمية كعقار بيطري. هذه الحيوانات (AquAdvantage salmon) معدلة وراثيًا ، أي أنها تحتوي على جين سلمون شينوك غير موجود بشكل طبيعي في هذا النوع.

يمكن استخدام CRIPSR لإجراء تغييرات أكثر دقة على الجينوم ، التغييرات التي يمكن أن تحدث من خلال الطفرات الطبيعية. لهذا السبب ، اختارت وزارة الزراعة الأمريكية عدم وضع أي لوائح إضافية على المصانع المعدلة بواسطة كريسبر. لن يكون هذا هو الحال بالنسبة للحيوانات.

أشارت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) إلى أنها ستنظم الحيوانات المصممة بتقنية CRISPR بنفس الطريقة التي تنظم بها تاريخياً الحيوانات المعدلة وراثيًا - كما لو كانت أدوية بيطرية. يجادل العلماء بأن هذه اللوائح من المرجح أن تعيق تقدم وتأثير أبحاث كريسبر.


بقرة ، وجدل ، وحلم متقطع بمزارع أكثر إنسانية

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

تصوير: كريستي هيم كلوك

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

في صباح يوم 7 أغسطس ، استيقظت أليسون فان إينينام على تغريدة من رجل لم تقابله من قبل. لقد أرسل لها رابطًا لقصة مكتوبة بالألمانية ، مع رسم بقرة قصاصات فنية بجوار رمز ضرع وردي. "ألست متورطًا في الأبقار التي لا قرون التي تنتقد هنا من قبل منظمة غير حكومية ألمانية؟" غرد الرجل في Van Eenenaam من تسع مناطق زمنية. "هل يمكنك أن تعطينا بعض التفاصيل حول ما وجدته مؤسسةUS_FDA؟"

لم يستطع فان إينينام. لكن ليس لأنها لم تكن تملك التفاصيل.

منذ ما يقرب من عامين ، كانت عالمة الوراثة الحيوانية وفريقها في جامعة كاليفورنيا في ديفيس تقوم بدقة بدس ، وحث ، ووزن ، وقياس قطيع مكون من ستة شبان من هيريفوردز ، تم تجريدهم من القرون وراثيا. وُلدت العجول في الحرم الجامعي في سبتمبر 2017 ، وكانت من أفراد عائلة ملكية تقوم بتعديل الجينات. تم إنشاء والدهم ، بوري ، في مختبر في مينيسوتا قبل بضع سنوات ، وتم تعديل جينومه بواسطة شركة Recombinetics الناشئة للتكنولوجيا الزراعية لمنعه من نمو القرون. تعتبر الأبواق تهديدًا في تجارة الألبان التجارية وعادة ما يتم حرقها ، لذلك شرعت الشركة الناشئة في استخدام الهندسة لجعل صناعة الثروة الحيوانية أكثر إنسانية.

كان هو الأول من نوعه في العالم ، وكان هو وأخيه غير الشقيق سبوتيجي ضجة كبيرة في وسائل الإعلام بين عشية وضحاها. قال المسؤولون التنفيذيون في Recombinetics لـ Bloomberg في عام 2017: "نحن نعرف بالضبط أين يجب أن يذهب الجين ، ونضعه في مكانه بالضبط". وفي ذلك العام ، حصل فان إينينام على منحة قدرها نصف مليون دولار من وزارة الزراعة الأمريكية لمعرفة ما إذا كان بوري سوف يرث أحفاده التغيير الجيني على النحو المنشود ، ودراسة صحة تلك الحيوانات وإمكانات إنتاج الألبان. (تم التضحية بـ Spotigy في عام 2016 لتحليل جودة لحومه. ولم ينجب أي عجول).

لذلك عندما كانت تحدق في Twitter في صباح ذلك اليوم الأخير من شهر أغسطس ، عرفت Van Eenennaam أكثر من أي شخص عن Buri وعائلته الكبيرة. بما في ذلك حقيقة أنه قبل ستة أشهر ، عثر العلماء في إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على مفاجأة في الحمض النووي لبوري. كان هناك حادث أثناء عملية تحرير Recombinetics. وقد تم نقل الخطأ إلى أربعة من عجول بوري الستة ، جنبًا إلى جنب مع الجين الذي لا قرون. ومع ذلك ، كانت تلك العجول تتمتع بصحة جيدة تمامًا مثل نظيراتها في هيرفورد ذات القرون الطبيعية ، على حد علمها.

لكنها لم تستطع التحدث عن أي من ذلك لأنها قدمت ورقة بحثية عنها إلى مجلة لمراجعة الأقران. إذا ناقشت الأمر الآن ، فقد يتم رفض ورقتها. لذلك استحوذت على نفسها عندما قرأت سطرًا في القصة الألمانية: "لم يتم إجراء أي بحث حول العواقب المحتملة على صحة الحيوان ، أو ما إذا كانت هذه الجينات الإضافية نشطة بيولوجيًا."

يستغرق البحث وقتًا ، خاصةً عندما يتعلق الأمر بالحيوانات التي تبلغ فترة حملها تسعة أشهر. بحلول الوقت الذي تُنشر فيه هذه النتائج ، تكون الدراسة إلى حد ما بمثابة أخبار قديمة. إنه ينظر إلى القصة الطويلة لاكتشاف علمي ، مثل التحديق في ضوء النجوم القديم من خلال فوهة التلسكوب. في عصر الإنترنت ، بدأ صبر العلماء ينفد بشكل متزايد مع الوتيرة البطيئة للنشر التقليدي وسعى إلى تغييره. بالنسبة للجزء الأكبر ، ظلت هذه الآلام المتزايدة محاصرة في وقائع المؤتمرات ، وغير مرئية لعامة الناس. لكن في بعض الأحيان ، يمكن أن تمتد الصدامات في ثقافة النشر إلى العالم الحقيقي بطرق غير متوقعة ، وتشكل الرأي العام بآثار واسعة النطاق. في حالة الأبقار التي لا قرون - العجول الملهمة لمستقبل الغذاء - ستقلب قصتها رأسًا على عقب.

انتقل فان إينينام من ملبورن ، أستراليا إلى ديفيس ، كاليفورنيا تمامًا حيث كانت الهندسة الوراثية تعمل على تغيير مدينة الكلية الزراعية. في الحقول المجاورة ، كانت طماطم Flavr Savr تشق طريقها من الأرض إلى متاجر البقالة المحلية ، لتصبح أول طعام معدل وراثيًا متاحًا للشراء.

قررت هي وغيرها من أعضاء هيئة التدريس الشبان الاستفادة من أدوات الهندسة الوراثية الجديدة هذه للقيام بالماشية كما يفعل الباحثون والشركات الأخرى للمحاصيل - إعطاء الحيوانات والأطعمة التي تنتجها سمات جديدة. شرعوا في تجارب على الماشية والماعز لجعل حليبهم أكثر تغذية. ولكن بعد ذلك واجه عملهم عقبة. قررت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) أن إدخال الحمض النووي الأجنبي في الحيوانات يؤهلها كأدوية بيطرية ، مما أدى إلى عملية موافقة طويلة ومكلفة أدت إلى ثني العديد من العلماء. تعثر تمويل أبحاث الثروة الحيوانية المعدلة وراثيا. وأشخاص مثل فان إينينام استفادوا من المنح القليلة المتبقية.

ثم جاءت ثورة التحرير الجيني. أدوات مثل TALENS و Crispr ، والتي تسمح للعلماء بتغيير جينومات الحيوانات دون إضافة حمض نووي غريب ، أعادت إحياء خيال الباحثين في الثروة الحيوانية وحفز مجموعة جديدة من الشركات ، بما في ذلك Recombinetics. أراد مهندسوها إدخال الحمض النووي من سلالات الأبقار الخالية من الأبقار وغير الألبان إلى أبناء عمومتهم المنتجة للحليب والجبن. سعت الشركة إلى Van Eenennaam للمساعدة في إنشاء ودراسة إبداعاتها. في عام 2015 ، انتقل Buri و Spotigy إلى UC Davis.

بعد عام ونصف ، تم استخدام الحيوانات المنوية لبوري في التلقيح الاصطناعي لعشرة سدود هيريفورد ذات القرون في قطيع ديفيس. عندما تلقت Van Eenennaam كلمة تفيد بتأكيد ست حالات حمل ، أرسلت طلبًا إلى برنامج منحة تقييم مخاطر التكنولوجيا الحيوية التابع لوزارة الزراعة الأمريكية. تتمثل مهمتها في تمويل المشاريع التي تساعد الوكالات الفيدرالية على تقييم التقنيات الناشئة. كانت Van Eenennaam متفائلة بحذر أنه من خلال جمع رزم من البيانات عن العجول ، قد يساعد فريقها في إيجاد حالة للحيوانات المعدلة جينيًا ليتم تنظيمها بشكل مختلف عن الحيوانات المعدلة وراثيًا.

تلك الآمال لم تدم الشهر.

في 19 كانون الثاني (يناير) 2017 ، أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) مجموعة من مسودات المبادئ التوجيهية ، التي جمعت تحرير الجينات مع تقنيات الكائنات المعدلة وراثيًا القديمة. قررت وزارة الزراعة الأمريكية ، التي تشرف على تحرير الجينات في النباتات ، في معظم الحالات ، عدم تنظيم التكنولوجيا ، ومعاملتها كنسخة سريعة من طرق التربية التقليدية. لكن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية توصلت إلى نتيجة مختلفة ، وهي أن عملية التحرير تنطوي على مخاطر فريدة. ماذا لو قامت Crispr أو TALENS بإجراء تغييرات ليس من المفترض إجراؤها؟ ماذا لو أدت هذه الأخطاء إلى حدوث طفرات غير متوقعة؟ وماذا لو انتشرت تلك التغيرات الجينية من الماشية إلى علاقاتهم البرية؟

يقول فان إينينام ، الذي لم يخجل من انتقاد قرار إدارة الغذاء والدواء: "كنا محقين في منتصف إجراء تجاربنا وقد فاجأنا ذلك". "لقد توقعنا كل شيء على افتراض أن هذه الحيوانات يمكن أن تدخل في الإمدادات الغذائية."

إذا كانت العجول - خمسة ذكور وأنثى - تعتبر كائنات معدلة وراثيًا ، فلا يمكن ذبحها وبيعها من خلال معمل اللحوم بالجامعة. بالنسبة لفان إينينام ، كان ذلك عاملاً أساسياً في جعل اقتصاديات أبحاثها تعمل بشكل جيد. بدلاً من ذلك ، يجب حرق كل حيوان 2000 رطل ، بتكلفة 60 سنتًا للرطل. لذلك التمس فان إينينام إدارة الغذاء والدواء للحصول على إعفاء.

في ديسمبر 2018 ، أرسلت للوكالة ملفًا مفصلاً عن العجول - يكشف عن نتائج الفحوصات البدنية واختبارات الدم وتسلسل الحمض النووي. بناءً على تحليلات فريقها ، لا يبدو أي شيء خطأ. بدت الحيوانات بصحة جيدة ، وتم تعديل جينوماتها بدقة ، وجباهها ذات الفراء خالية تمامًا من القرون. بينما كانت فان إينينام تنتظر أن تتخذ الوكالة قرارها ، كتبت هي وزملاؤها نتائجهم ، وفي فبراير أرسلوها إلى التكنولوجيا الحيوية الطبيعة.

بينما قام فريق جامعة كاليفورنيا في ديفيس بكتابة مخطوطتهم ، كان العلماء في إدارة الغذاء والدواء يمشطون البيانات أيضًا. كان أحدهم أليكسيس نوريس ، خبير الإحصاء الحيوي في قسم من مركز الطب البيطري. عندما انضمت إلى الوكالة في يوليو 2018 ، لم تكن لديها خبرة كبيرة في جينومات الأبقار والخنازير وأنواع الحظائر الأخرى. لكنها نجحت حقًا في تحليل كميات هائلة من بيانات التسلسل كجزء من عملها بعد التخرج والدراسات العليا في جامعة جونز هوبكنز ، حول الأسس الجينية للأمراض البشرية. في إدارة الغذاء والدواء ، كانت تضع هذه المهارات في استخدام فحص بيانات الحمض النووي للماشية لإجراء تعديلات غير مقصودة.

تضمن جزء من عملها تطوير برامج خاصة بهذه المهمة. كان فريق نوريس يخطط منذ فترة طويلة لاختباره باستخدام جينومات بوري وسبوتيجي ، لأن مجموعتهم كانت أكبر مجموعة بيانات متاحة للجمهور لحيوان معدل جينيًا. يقول نوريس: "أردنا التأكد من قدرته على التعامل مع بيانات الحجم هذه". "وأن جهاز الكمبيوتر الخاص بنا لن يتعطل أثناء تحليله."

في وقت سابق من هذا العام ، استخدموا برنامجهم لمقارنة الحمض النووي لبوري وسبوتيجي بجينوم الأبقار المرجعي. ثم ، كإجراء احترازي إضافي ، قاموا أيضًا بفحص الحمض النووي للبقرة مقابل تسلسل قصير من الحمض النووي البكتيري الدائري يسمى البلازميد. استخدمت المؤتلفة هذا البلازميد المعين لنقل التعليمات الجينية للقرون إلى الخلايا التي ستصبح فيما بعد بوري وسبوتيجي. ليس من المفترض أن تبقى. لكن لم تتحقق شركة Recombinetics أو Van Eenennaam من أي وقت مضى للتأكد من صحة ذلك.

عندما بدأت برامج إدارة الغذاء والدواء في بث النتائج ، رأى نوريس الجين الذي لا قرون ، حيث يجب أن يكون. ولكن بعد ذلك ، بجانبها ، رأت بيانات تسلسلية تطابق البلازميد. يقول نوريس: "كان هذا اكتشافًا غير متوقع للغاية". ما كان من المفترض أن يكون تحققًا سريعًا قد ظهر مفاجأة كبيرة. أثناء عملية التحرير ، حصل Buri و Spotigy عن طريق الخطأ على القليل من الحمض النووي البكتيري. لم يكن كثيرًا ، حوالي 4000 حرف. لكن الإدخال الجيني كان كافيًا لجعل الثيران كائنات معدلة وراثيًا بأي تعريف.

استغرق الأمر بضعة أسابيع حتى شعرت نوريس وفريقها بالثقة في أنهم توصلوا إلى اكتشاف حقيقي ولم يعثروا ، على سبيل المثال ، على عيب في شفرتهم. في 6 آذار (مارس) ، نقلوا الأخبار إلى فان إينينام ومعاونيها. وفقًا لفان إينينام ، كشفت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية أن البلازميد لم ينزلق فقط في الحمض النووي لبوري وسبوتيجي. كما تم تناقلها إلى أربعة من عجول بوري الستة. (رفضت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية التعليق على العجول ، مستشهدة باتفاقات السرية.)

بالنسبة إلى Recombinetics ، كانت التداعيات سريعة. أبرمت الشركة صفقة مع البرازيل لبدء قطيع بلا قرون هناك بعد أن قرر المسؤولون الحكوميون أن أبقار الشركة لا تتطلب إشرافًا خاصًا. كانت الشركة تجهز شحنات الحيوانات المنوية لبوري للتصدير عندما حذرت إدارة الغذاء والدواء نظيراتها البرازيلية من خلل الحمض النووي البكتيري. سرعان ما أعادت الوكالة البرازيلية تصنيف بوري (وأي من نسله) كمنتج معدّل وراثيًا. تخلت شركة Recombinetics عن المشروع ، كما ذكرت WIRED حصريًا في أغسطس ، لكن الشركة لديها خطط لإعادة النظر فيه في المستقبل باستخدام خط خلوي خالٍ من البلازميد.

في غضون ذلك ، أبلغ فريق فان إينينام التكنولوجيا الحيوية الطبيعة من الاكتشاف. ثم قاموا بمراجعة جينومات العجول بأنفسهم لتأكيد وجود الحمض النووي البكتيري ، وأرسلوا نتائجهم إلى المجلة. خلال هذا الوقت ، كانت نوريس وزملاؤها في إدارة الغذاء والدواء منشغلين أيضًا بكتابة النتائج التي توصلوا إليها. لقد كان اكتشاف البلازميد هو اكتشافهم ، وهم لا يريدون أن يرتكب الآخرون نفس الخطأ. لقد أدرجوا فيه تفصيلًا آخر يحتمل أن يكون حارقًا: احتوى الحمض النووي البكتيري للأبقار على عدد قليل من الجينات غير المرغوب فيها لمقاومة المضادات الحيوية. في يوليو ، قاموا بتحميل ملخص لعملهم إلى خادم ما قبل الطباعة bioRxiv ، وهو مستودع مثير للجدل إلى حد ما للمخطوطات التي لم تتم مراجعتها من قبل الأقران. بينما أشاد الكثيرون بها كأداة حاسمة لتسريع التقدم العلمي ، فإن النقاد قلقون من أن المطبوعات ، التي من المفترض أن يستهلكها زملائهم العلماء ، قد يساء تفسيرها من قبل عامة الناس.

مرت الدراسة إلى حد كبير دون أن يلاحظها أحد حتى تم التقاطها في أوائل أغسطس من قبل منظمة ألمانية تسمى Testbiotech. هذه هي الطريقة التي علمت بها فان إينينام لأول مرة بمنشور إدارة الغذاء والدواء. سرعان ما اتبعت قصص أخرى على منصات أخرى لمكافحة الكائنات المعدلة وراثيًا. سرعان ما امتلأ صندوق البريد الإلكتروني الخاص بها والجدول الزمني على Twitter بالأسئلة وطلبات الوسائط للتعليق على ما قبل الطباعة. لقد قامت بضربهم جميعًا على مضض. لأن التكنولوجيا الحيوية الطبيعة كانت لا تزال تراجع مخطوطتها ، ولم تستطع إخبار الناس بقصص النجاح الصغيرة المتضمنة في كل هذه الفوضى: أن اثنين من الثيران الصغار قد ورثا بنجاح الجين الذي لا قرون مع عدم وجود الحمض النووي البكتيري ، وأنهما يتمتعان بصحة جيدة وبلا قرون وأنه مع الفحص المناسب ، سيكون من السهل جعل المزيد مثلهم. ولكن مع مرور الأسابيع وتصاعد الخطاب المناهض لتعديل الجينات على وسائل التواصل الاجتماعي ، شعرت باليأس من أن المشاعر العامة كانت تنقلب على الأبقار.


العلماء يصممون أبقار الألبان الخالية من القرون - الوصفات

لا يوجد سوى عدد قليل من سلالات الماشية التي ليس لها قرون بشكل طبيعي ولكن العلماء الأمريكيين الآن يطورون هذه السمة داخل ماشية هولشتاين.

تشكل الحيوانات ذات القرون تهديدًا للحيوانات الأخرى والمزارعين ومشاة الكلاب ، ولا يوجد قرون سوى حفنة قليلة من السلالات مثل أبردين أنجوس وهيرفورد. ومع ذلك ، توصل العلماء في كاليفورنيا إلى طريقة لفصل الجين & lsquohornless & rsquo من سلالة Angus إلى سلالة الألبان Holstein في خطوة يقولون إنها ستجعل الزراعة أكثر أمانًا.

اكتشفت عالمة الوراثة الحيوانية ، الدكتورة أليسون فان إينينام ، من جامعة كاليفورنيا ، أنه من الممكن لصق الجين & lsquohornless & rsquo من ماشية أبردين أنجوس إلى أبقار هولشتاين الحلوب باللونين الأبيض والأسود بحيث تولد بدون نتوءات. عادة ما يتم نزع قرون العجول من سلالات الألبان ومعظم سلالات لحوم الأبقار الأخرى بعد أيام من الولادة مما قد يكون تجربة مؤلمة للغاية بالنسبة لهم.

كما أن تربية الأبقار التي لا قرون ستجعل من السهل فرزها إلى حظائر وشاحنات ، مما قد يوفر للصناعة ملايين الجنيهات سنويًا. ومع ذلك ، هناك خلل في تصنيف هذه الماشية على أنها معدلة وراثيًا بشكل فعال. نتيجة لهذه الحقيقة ، لن تصل هذه الماشية التي تم تربيتها حديثًا في أي وقت قريبًا حيث لم يتفق المنظمون على السماح للحيوانات المعدلة وراثيًا في السلسلة الغذائية.

تسمى العجول الأولى ، التي تم إنشاؤها باستخدام تقنيات التلقيح الصناعي ، باسم Spotigy و Buri ويأمل الفريق في جامعة كاليفورنيا أن نسلهم سيكون أيضًا بلا قرون حتى لو تم تربيتهم بأبقار ذات قرون.

إذا نجحت ، فسوف تسمح للصناعة بتجاوز عقود من تربية الأبقار التي لا قرون.

يأمل فريق العلماء في جامعة كاليفورنيا أيضًا في إتقان تقنية لتصميم الماشية وراثيًا بحيث تنتج ذكورًا فقط ، والتي تنمو بشكل أسرع من الإناث.

ويأملون في هندسة أبقار أقل عرضة للإصابة بالالتهاب الرئوي ، مما يقلل من حاجتها إلى المضادات الحيوية.


تربية أبقار هولشتاين عديمة القرون أكثر أمانًا

لا يوجد سوى عدد قليل من سلالات الماشية التي ليس لها قرون بشكل طبيعي ولكن العلماء الأمريكيين الآن يطورون هذه السمة داخل ماشية هولشتاين.

تشكل الحيوانات ذات القرون تهديدًا للحيوانات الأخرى والمزارعين ومشاة الكلاب ، ولا يوجد قرون سوى حفنة قليلة من السلالات مثل أبردين أنجوس وهيرفورد. ومع ذلك ، توصل العلماء في كاليفورنيا إلى طريقة لربط الجين "الذي لا قرون" من سلالة أنجوس إلى سلالة ألبان هولشتاين في خطوة يقولون إنها ستجعل الزراعة أكثر أمانًا.

اكتشفت عالمة الوراثة الحيوانية ، الدكتورة أليسون فان إينينام ، من جامعة كاليفورنيا ، أنه من الممكن لصق الجين "بلا قرون" من ماشية أبردين أنجوس في أبقار هولشتاين الحلوب البيضاء والسوداء بحيث تولد بدون نتوءات. عادة ما يتم نزع قرون العجول من سلالات الألبان ومعظم سلالات لحوم البقر الأخرى بعد أيام من الولادة مما قد يكون تجربة مؤلمة للغاية بالنسبة لهم.

كما أن تربية الأبقار التي لا قرون ستجعل من السهل فرزها إلى حظائر وشاحنات ، مما قد يوفر للصناعة ملايين الجنيهات سنويًا. ومع ذلك ، هناك خلل في تصنيف هذه الماشية على أنها معدلة وراثيًا بشكل فعال. نتيجة لهذه الحقيقة ، لن تصل هذه الماشية التي تم تربيتها حديثًا في أي وقت قريبًا حيث لم يتفق المنظمون على أنه يمكن السماح للحيوانات المعدلة وراثيًا في السلسلة الغذائية.

تسمى العجول الأولى ، التي تم إنشاؤها باستخدام تقنيات التلقيح الصناعي ، باسم Spotigy و Buri ويأمل الفريق في جامعة كاليفورنيا أن نسلهم سيكون أيضًا بلا قرون حتى لو تم تربيتهم بأبقار ذات قرون.

إذا نجحت ، فسوف تسمح للصناعة بتجاوز عقود من تربية الأبقار التي لا قرون.

قال الدكتور فان إينينام: "التعديل الجيني هو تقنية يمكنها الجمع بسلاسة بين السمات المرغوبة لحيوانين غير مرتبطين دون تهجين ، وبالتالي الحفاظ على الإنتاج الحالي من أبقار الألبان مع التخلص من القرون بالطرق الوراثية." في الوقت الحالي ، لا يمكن استخدام الأبقار التجريبية التي أنتجتها جامعة كاليفورنيا في الزراعة. وأضاف الدكتور فان إينينام: "ليس من الواضح حتى الآن ما هي الحالة التنظيمية التي ستكون عليها الحيوانات الغذائية المنتجة باستخدام التعديل الجيني".

"إن احتمال أن تخضع الحيوانات المعدلة وراثيًا للتنظيم كدواء حيواني ، على الرغم من أن تعديلاتها الجينية قد لا يمكن تمييزها عن تلك التي تم الحصول عليها من خلال التربية التقليدية ، هي مصدر قلق لمربي الحيوانات الذين يرون إمكانية استخدام تحرير الجينوم لاستكمال برامج التحسين الوراثي ".

يأمل فريق العلماء في جامعة كاليفورنيا أيضًا في إتقان تقنية لتصميم الماشية وراثيًا بحيث تنتج ذكورًا فقط ، والتي تنمو بشكل أسرع من الإناث.

ويأملون في هندسة أبقار أقل عرضة للإصابة بالالتهاب الرئوي ، مما يقلل من حاجتها إلى المضادات الحيوية.


وسائل الإعلام تشجّع أحدث ابتكارات التكنولوجيا الحيوية - أبقار بلا قرون

إنها تكشف دائمًا كيف تصور الصحافة أحدث التطورات في علم الوراثة الزراعية - بشكل رصين أو مع اندفاع الهستيريا التي أصبحت تحدد التغطية الإعلامية للتكنولوجيا الحيوية.

لسوء الحظ ، كانت سلسلة من التقارير خلال عطلة نهاية الأسبوع حول التقدم في تطوير بقرة حلوب معدلة وراثيًا لتكون بلا قرون مشوبة بالمبالغات والتشوهات المألوفة. "العلماء يصممون بقرة للصحة والسلامة ، تم تعديلها وراثيًا بحيث لا يكون لها قرون" ، زعمت الأوقات الأحد. صاح صاح قائلاً: "فرانكنكو بلا قرون: يهدف مهندسو الوراثة إلى إنشاء أبقار فائقة" روسيا اليوم. ويقولون إن علماء الوراثة "يستخرجون" شريطًا من الحمض النووي من جينوم إحدى الماشية و "يزرعون" الحمض النووي في أخرى. تيار من القصص على النحو المبين التلغراف اليومي وقراءة عدد كبير من المنافذ الإخبارية الأخرى مثل صفحات من دليل مكافحة الكائنات المعدلة وراثيًا. القصص مليئة بكلمات مشفرة حول الحيوانات المصممة ، الجينات المعدلة وراثيا والفرانكنكوس. لا عجب أن الناس يشعرون بالدوار.

في الواقع ، فإن الابتكارات التي أدت إلى بقرة الألبان الخالية من القرون مبهرة وبسيطة على حد سواء - وهي جزء من جهد دولي وجد طريقة أقل تكلفة وأسرع وأكثر أمانًا وأكثر دقة للجمع بين الهندسة الوراثية وتقنيات التربية القياسية لتعديل الثروة الحيوانية. إنه تقدم وليس ثورة. يشترك العلماء في المملكة المتحدة والولايات المتحدة في تطوير حيوان مزرعة تقليدي - أبقار حلوب بلا قرون حتى لا تعرض الماشية البشر وأنفسهم والحيوانات الأخرى الموجودة بالقرب من رؤوسها المتأرجحة للخطر.

الماشية المبحوثة - حيوانات ليس لها قرون في الأنواع ذات القرون العادية - كانت موجودة منذ العصور. لاحظ هذا المقال (على اليسار) من عام 1947 الذي يصف مزارعًا في ولاية أيوا كان قد طور قطيعًا من ماشية غيرنسي بلا قرون ، وبذلك يصل إجمالي ماشيته التي تم استقصاؤها إلى 16 ، وجميعهم من نسل القطيع الأصلي.

بينما كان المزارعون قادرين على تهجين أبقار الأبقار ، مثل أبردين أنجوس ، لذلك ليس لديهم قرون خطرة ، لم يحالفهم الحظ في سلالات الألبان الأكثر إنتاجًا ، ولا سيما هولستين ، أعلى بقرة ألبان إنتاجًا في العالم.

هل يمكن أن تساعد التكنولوجيا الحيوية هنا؟ يعتقد سكوت فاهرينكروج ، أستاذ علم الوراثة بجامعة مينيسوتا ، أن ذلك ممكن. بالتعاون مع علماء في جامعة تكساس إيه آند إيه بي إم وجامعة إدنبرة ، أسس فاهرينكروج شركة ، Recombinetics ، التي تستخدم "المقص الجزيئي" المسمى TALENs للتنقل حول المقتطفات الطبيعية من الحمض النووي الموجودة في الحيوانات. لا تتضمن تقنية فهرنكروج الجينات المعدلة وراثيا ، والتي تنتج من نقل الجينات من نوع إلى آخر. في حين أنه آمن تمامًا ، فإن ذكر التلاعب الجيني يثير غضب النشطاء المناهضين للكائنات المعدلة وراثيًا. في هذه الحالة ، فإن Recombinetics يعكس الطبيعة - حيث يأخذ قصاصات من الحمض النووي التي ظهرت لأول مرة من خلال الطفرات الطبيعية والعفوية في الماشية منذ مئات السنين لإنشاء أبقار بلا قرون. يتم نسخ المقتطفات — لا يتم إدراجها كما هو الحال في التقارير المختلفة. لم يتم نقلهم. لا يتم إدخال DNA "غريب". لقد كنا نأكل هذه الأبقار ونشرب حليبها منذ قرون - لذلك نحن على يقين من عدم وجود عواقب صحية ضارة.

قال لي فهرنكروج: "الطفرة طبيعية تمامًا وآمنة بشكل واضح". يمكننا تحريك هذه الطفرة بشكل فظيع من خلال التهجين. ولكن منذ الستينيات ، شهدنا زيادة في إنتاج الحليب بمقدار عشرة أضعاف. إذا كان علينا إنشاء هذه الأبقار الحلوب التي لا قرون من خلال هذه التقنيات القديمة ، فقد يستغرق الأمر سنوات ، وفي أحسن الأحوال سينتج عن مزيج من مخزون اللحم البقري والحليب. سوف يدمرون كلا الخطين. البديل الآخر هو ما نختار القيام به. دعونا نفعل ذلك على وجه التحديد ، لحماية صحة وسلامة الحيوانات وضمان لحوم البقر وخطوط الحليب. "

إذن ، لدينا هنا تقنية غير معدلة وراثيًا ، كما أوضحت معظم المقالات الإخبارية. لا يتم إدخال حمض نووي "أجنبي" ، كما ورد في العديد من التقارير. لم يتم إنشاء كائنات معدلة وراثيًا. 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 والإحصائيات (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.”

رائع. 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.


شاهد الفيديو: الأبقار تنزعج من النواقيس التي في أعناقها (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Mulabar

    نعم! سيكتب الجميع هكذا

  2. Tilton

    هذه مجرد رسالة رائعة.

  3. Weallere

    نعم ، قلت ذلك بشكل صحيح

  4. Dale

    أخطأ.

  5. Ranit

    انت لست على حق. اكتب لي في PM ، وسوف نتعامل معها.

  6. Reginhard

    أهنئ ، ما هي الكلمات المناسبة ... ، الفكرة الرائعة



اكتب رسالة