Høsten 2016 satt forsker Lene Kleppe og hennes kollegaer på en forskningsstasjon i Matre og genredigerte røde fiskeegg som skulle bli gul og steril laks. Ved å følge forsøksdyrene over flere år skulle Kleppe finne ut hvordan de genredigerte fiskene har det. For hva skjer egentlig med oppdrettslaksen hvis en tar vekk evnen til kjønnsmodning?
Et av de største miljøproblemene til norsk lakseoppdrett er hvis oppdrettslaksen rømmer når den skal avluses eller flyttes. Havforskningsinstituttet anslår at det var én rømt oppdrettslaks per tjuefire villakser i norske elver i 2021. Oppdrettslaksen kjemper med villaksen om å pare seg, og det kan føre til en genetisk blandingslaks. Dermed kan villaksen gradvis miste sine stedegne tilpasninger da villaksen er tilpasset til den lokale elven og oppdrettslaksen er tilpasset til et liv i oppdrett. Over tid tror havforskerne at villaksbestandens evne til å overleve svekkes.
Jakten på steril laks
I omtrent femti år har det vært kjent at en kan sterilisere laks ved å sette lakseegg under trykk etter befruktning – såkalt triploidisering. Lenge trodde man at dette var løsningen på problemet med rømt laks, men etter flere år i norsk oppdrett viste det seg at den triploide laksen tålte høye temperaturer dårlig og led av skjelettdeformiteter. Både Mattilsynet og Havforskningsinstituttet anbefalte at man ikke skulle videreføre utsettingen av triploid laks i Norge.
I 2012 ble en artikkel publisert som viste hvordan deler av bakteriers immunsystem – Crispr – kunne brukes som et genredigeringsverktøy. Allerede i 2020 fikk forskerne bak studien, Jennifer Doudna og Emmanuelle Charpentier, nobelprisen i kjemi. Den nye metoden viste seg å kunne brukes på både dyr, planter og mennesker. Men kan den brukes på laks?
Anna Wargelius, som i dag er forskningssjef ved Havforskningsinstituttet, og gruppen hennes håpet at dette Crispr-verktøyet kunne brukes for å lage steril oppdrettslaks. Men først måtte de finne ut om laks kan genredigeres med Crispr. Ved å tilpasse Crispr-verktøyene til å slå ut et gen ansvarlig for pigmentering, fant de ut at Crispr også virker i laks. Selve Crispr-verktøyet ble sprøytet forsiktig inn i hvert enkelt fiskeegg, og den lille laksen som vokste opp fikk ikke den karakteristiske mørke fargen på ryggen, men ble gul.
Senere tilpasset Wargelius Crispr-verktøyet slik at det også slår ut et gen knyttet til dannelse av kjønnsceller. Det skal vise seg at når denne laksen – gul og uten kjønnsceller – nærmer seg kjønnsmodning, så skjer det ingenting. Den bare fortsetter sin gule prepubertale ungdomstid. Men hvordan har den det?
Crispr
Genredigeringsverktøyet Crispr finner frem til helt spesifikke plasser i arvestoffet. Der klipper Crispr DNA-tråden i to og fungerer som en slags gensaks. Cellen reparerer kuttet selv, og resultatet av denne prosessen er enten at gen skrus av, genproduktenes (protein og RNA) aktivitet reduseres eller at nye gen eller genelementer settes inn.
Kleppe sine forsøk
Det var her Lene Kleppe, forsker ved Havforskningsinstituttets reproduksjons- og utviklingsbiologigruppe tok over stafettpinnen. Hun var med på Wargelius-studien, men skal i 2016 lede et forskningsprosjekt for å dokumentere hvordan Crispr-laksen har det under oppdrettsforhold. Kleppe gjentok Wargelius-prosedyren og genredigerte mange lakseegg. Til sammen skal 94 gule og sterile unglaks vokse opp.
Kleppe la også inn vanlige lakseegg til klekking som de gule sterile Crispr-laksene skal sammenlignes med. Laksen skulle svømme sammen gjennom tre år – en hel produksjonssyklus.
Gjennom årene går laksen gjennom et omfattende testregime. De blir veid, målt og prøver blir tatt. Totalt er det ti ulike grupper av målinger som sammen gir grunnleggende informasjon om hvordan laksen har det.
Hvordan hadde fisken i forsøket det?
Det viste seg at den sterile og gule laksen vokste like raskt som den vanlige oppdrettslaksen. Men mot slutten av forsøket var det en tendens til at den vanlige laksen var litt større enn Crispr-laksen.
I forsøket konkluderte Kleppe og hennes kollegaer at den sterile Crispr-laksen har det nokså likt sammenlignet med den vanlige oppdrettslaksen.
– Basert på målingene i denne studien så dyrevelferden bra ut, sier Lene Kleppe til GENialt.
Kleppe og kollegene fant lite negative dyrevelferdseffekter på de studerte parameterne, men det var én betydelig positiv dyrevelferdseffekt: Laksen ble ikke kjønnsmoden. Kjønnsmodning er en krevende prosess, og for laks kan den være dødelig.
Kjønnsmodning til besvær
Laks legger svært mye innsats inn i neste generasjon. Laksens vev brytes ned og omdannes til kjønnsprodukter, og kjønnsorganene kan utgjøre opptil tjue prosent av kroppsvekten til en gyteklar laks. Nedbrytningen av vevet gjør at fiskekjøttet til den kjønnsmodnende laksen blir blekt og mykt. Slikt fiskekjøtt kan ikke spises og på slaktelinjen blir det sortert ut og senere malt opp til proteinpulver og lakseolje.
Laks som gjennomgår kjønnsmodning, vil som del av prosessen fysisk gjøre seg klar til et liv i ferskvann siden det er i elven den skal gyte. I ferskvannet vil saltet i laksen trenge ut av den, og laksen må aktivt pumpe salt inn i kroppen. Men i saltvannet trenger saltet inn i fisken og laksen må aktivt pumpe det ut av kroppen. Derfor skrur den kjønnsmodnende oppdrettslaksen av saltpumpene etter hvert – for villaks er det en helt nødvendig tilpasning til ferskvann, men for oppdrettslaks som svømmer i saltvann kan det være dødelig.
Forskningssjef Tore S. Kristiansen ved dyrevelferdsgruppen ved Havforskningsinstituttet er enig i at den sterile Crispr-laksen så langt ser ut til å greie seg like bra som vanlig oppdrettslaks. Men han fremhever at det er litt tidlig å si hvordan de vil klare seg i storskalaoppdrett og om det er andre bivirkninger de enda ikke har funnet.
NTNU-stipendiat i filosofi Hannah Winther ved prosjektet CRISPRsalmon peker på at det er noen forskjeller mellom fiskegruppene i Kleppes studie, og at selv om de kanskje er små, så trenger vi likevel å vite mer om konsekvensene av dem.
– Det er også viktig å understreke at selv om den sterile Crispr-laksen viser seg å ha god dyrevelferd, er det ikke gitt at det etiske regnestykket går opp av den grunn, fortsetter Winther.
Hun fremhever at i den etiske vurderingen så må man også ta hensyn til spørsmål som handler om integritet og egenverdi, som er særlig aktuelle når vi snakker om genredigering.
En fisk er noen – ikke noe!
– En fisk er noen og ikke noe! De har nok en subjektiv opplevelse av tilværelsen. Sannsynligvis er den helt ulik fra vår, men vi har mye kunnskap om at laksen opplever lidelse og positiv forventing, sier Tore S. Kristiansen ved dyrevelferdsgruppen.
Kristiansen påpeker at vi også har en egen dyrevelferdslov som slår fast at fisk skal rettslig beskyttes på lik linje med pattedyr.
Kleppe er også helt klar på at vi skal bry oss om fiskens velferd. Hun legger til at når en endrer egenskaper hos et dyr så bør en dokumentere at velferden er god, så langt det lar seg gjøre.
I likhet med den sterile Crispr-laksen så fungerte også den triploide laksen bra i mindre oppdrettsanlegg. Men den triploide laksen viste seg å takle oppdrettebetingelsene dårligere enn vanlig oppdrettslaks i større anlegg.
– Om en greier å masseprodusere den sterile Crispr-laksen, så må en teste den grundig i storskalaproduksjon, sier Kristiansen.
Må kanskje ut av Norge
Å produsere steril laks i stor skala er ikke enkelt, og den første metoden de brukte på Havforskningsinstituttet var ikke mulig å overføre til kommersiell produksjon. Forskningssjef Anna Wargelius og hennes kolleger utviklet senere en metode for å gjøre utvalgte sterile Crispr-laks kjønnsmodne, men den hadde også noen utfordringer. Nå jobber de med å gjøre arvelig sterilitet mulig i stor skala. Men før man vet om Crispr-laksen har det bedre i storskalaanlegg enn den triploide laksen hadde det, må de faktisk sette fisken ut i fjorden. Dette skal de i gang med i forskningsprosjektet Salmster, som skal ledes av Anna Wargelius og gå frem til 2027.
Siden genredigering ifølge den norske genteknologiloven resulterer i genmodifiserte organismer, må den sterile Crisprlaksen godkjennes etter genteknologiloven før den kan sette ut i åpne merder. Det betyr at det skal avklares om den er trygg å spise, trygg for miljøet, og det må dokumenteres at den er egnet til å bidra til bærekraftig utvikling, har samfunnsmessig nytteverdi og er etisk forsvarlig.
