Med genteknologi er det mulig å endre DNA til planter og dyr, ved for eksempel å ta bort gener som gjør en plante eller et dyr sårbar mot sykdom. I mange land diskuterer man om det å endre naturen med genteknologi er bra eller ikke.
Denne teksten er skrevet for et digitalt skoleprosjekt i bioteknologi og livsvitenskap for ungdomskolen og ble oppdatert i juli 2023. Prosjektet er et samarbeid mellom Bioteknologirådet, UiO:Livsvitenskap og edtech-selskapet Creaza. Prosjektet har mottatt støtte fra Norges forskningsråd via satsingen BIOTEK2021.
Alt som lever på jorden, fra bittesmå bakterier til planter og dyr og mennesker har DNA som sitt arvestoff. DNA styrer hvordan alle organismer er bygget opp og hvordan cellene virker. DNA består av to tråder som henger sammen som en dobbelt heliks (se bilde). DNA inneholder genene. Vi kan sammenligne genene med oppskrifter som finnes i en kokebok. I kokeboken finnes det oppskrifter på ulike matretter, og på samme måte har vi gener for ulike egenskaper som for eksempel høyde og øyefarge. Med genteknologi er det mulig å klippe og lime i DNA. Det gjøre det mulig å sette inn eller ta bort gener.
Når vi endrer DNA i planter eller dyr, kaller vi det genmodifisering.
Planter og dyr med nye egenskaper
Vi kan lage genmodifiserte planter og dyr ved å sette inn gener fra andre organismer. Ett eksempel er en plante som har fått satt inn et gen fra en bakterie. Genet inneholder oppskriften på en insektsgift. Når planten får genet for insektsgiften i sitt DNA, kan den lage sin egen insektsgift. Innsektsgiften gjør planten giftig for visse type insekter. Det gjør at bonden kan bruke mindre sprøytemidler, siden plantene ikke lengre blir skadet av insektene. I verden i dag blir det dyrket mye genmodifiserte planter, både til mat og annen bruk. Har du på deg en dongeribukse, kan det godt være at den er laget med genmodifisert bomull.
Lage fisk som lyser i mørket
I USA selges akvariefisk som kan lyse i mørket. Det er fordi fiskene har fått et gen fra en manet som gjør at de lyser i mørket (se her). Kanskje har du opplevd at for eksempel sopp som ligger i kjøleskapet har gått i søppelbøtta fordi den er blitt brun? I USA har de godkjent en sjampinjong, hvor de enzymene som gjør at soppen blir brun er fjernet.
Steril laks
I Norge forsker man på å lage steril oppdrettslaks. Oppdrettslaks lever i store oppdrettsanlegg ute i havet, og hvis de rømmer kan de forplante seg med villaks som lever i elvene. Da vil genene i oppdrettslaksen og villaksen blande seg, og genene til villaksen blir forandret for alltid. Det kan føre til at villaksen ikke lenger er så godt tilpasset den lokale elven. På lang sikt kan det svekke populasjonen av villaks.
For å unngå at rømt laks blander seg med villaks har forskere laget steril oppdrettslaks ved å utsette befruktede egg for høyt trykk. Det gjør at laksen får tre kopier av alt sitt DNA og ikke bare to som er normalt. Denne endringen betyr at fisken blir steril. Dessverre blir fiskene også mer utsatt for sykdommer i skjelettet og øynene og tåler dårligere variasjoner i temperatur.
Med Crispr har forskere nå laget en steril laks som ikke ser ut til å ha de samme problemene. Ved å bruke Crispr til å klippe bort gener som er sentrale for at laksen skal bli kjønnsmoden, utvikler ikke laksen egg eller sædceller. Studier har vist at den sterile Crispr-laksen har det like greit som oppdrettslaksen i forsøksanlegget på land, men det har ennå ikke vært noen studier på hvordan den har det i sjøen.
Er det riktig eller galt å lage steril oppdrettslaks?
Å genmodifisere planter og dyr er omdiskutert. I nesten fire milliarder år har alt liv på jorda utviklet seg på naturens betingelser. Med genteknologi kan vi ta litt kontroll fra evolusjonen ved å lage de genetiske endringene vi mennesker vil ha.
Å endre i genene gir muligheter for å utvikle planter og dyr som er bedre tilpasset fremtidens klima og med andre egenskaper enn dagens planter og dyr. Vi kan øke holdbarhet og motstand mot sykdommer, og endre næringsinnhold og smak. Det er viktig å være klar over at metodene ikke er helt sikre, og vi vil aldri få absolutt full kontroll på hvordan de fungerer. Det kan tenkes at en genmodifisert plante får uønskede egenskaper uten at vi er klar over det.
Selv om vi kan lage steril laks er det ikke sikker at det er riktig å gjøre det. Fisk blir fra naturens side kjønnsmoden, og vi mennesker forstår kanskje ikke konsekvensene av å gjøre fisken steril. Hva om laksen lider, uten at vi mennesker skjønner det? Og har vi mennesker rett til å endre naturen akkurat slik vi vil? Kanskje vi heller bør bli flinkere til å tilpasse oss til naturens grenser?
Enklere å forandre gener
Crispr er navnet på en ny teknologi som gjør det enklere å klippe og lime i gener. Crispr virker som en «gensaks» som klipper i DNA. Det er mulig å bruke Crispr for å endre DNA i alle levende organismer. Hvis du er nysgjerrig på hvordan Crispr virker, så kan du lese mer i Boks 1.
BOKS 1
Hvordan virker Crispr?
Husker du vi omtalte Crispr som en gensaks? Hvis du er nysgjerrig på hvordan Crispr virker, kan du se på figur 1. Når vi genmodifiserer med Crispr er det enzymet Cas9 som klipper begge DNA-trådene. Vi sier at DNA får et dobbelttrådbrudd. Brudd i DNA-tråden kan også skje naturlig. Naturlig skjer det oftest når en celle skal dele seg, blir skadet av sollys, stråling eller kjemikalier. Ved dobbelttrådbrudd starter cellen med en gang å reparere skaden. Med Crispr går det an å klippe i DNA slik at cellene ikke klarer å reparere det helt riktig. Hvis dette skjer i et gen som gjør for eksempel laks kjønnsmoden vil genet slutte å virke og laksen vil ikke lenger bli kjønnsmoden.
Forskerne har også metoder for å sette til nytt DNA som fester seg der CRISP kutter.
I tillegg til å klippe i begge trådene har Crispr en egenskap til – den inneholder en type GPS for bruk i DNA. Forskerne kan lage Crispr slik at den bare klipper der de vil og ikke andre steder. Til det bruker de noe de kaller en «guide RNA» (forkortes til gRNA). gDNA bruker som en «GPS» som finner frem til nøyaktig riktig sted i DNA og sørger for at Crispr klipper akkurat det forskerne vil at det skal klippe.
Forskerne Jennifer Doudna og Emmanuelle Charpentier, som fant ut at Crispr-systemet kan brukes på denne måten, fikk nobelprisen i kjemi for oppdagelsen.
BOKS 2
Kunnskap om laksens og torskens gener er bra både for oppdrettsnæring, villaksen og mennesker
Professor Kjetill S. Jakobsen ved Universitetet i Oslo (UiO) har forsket på genomet, det vil si alt DNA-et – arvestoffet, i både laks og torsk. Da de undersøkte arvematerialet til torsken fant de ut at den mangler helt vesentlige deler i arvestoffet som andre dyr og vi mennesker har for å kunne bekjempe infeksjoner.
Den kunnskapen kan de bruke for å prøve å finne ut hvordan vi mennesker også kan finne andre måter å bekjempe virus for eksempel hiv, men også hva som skjer når kroppen vår går til angrep på seg selv, såkalt autoimmun sykdom. Nå jobber fiskeforskerne sammen med medisinske forskere som er eksperter på menneskers immunsystem, for å lære mer av hverandre.
Forskerne kan også bruke kunnskapen om torskens og laksens gener til å forstå mer av hva som styrer ulike prosesser i fisken slik som kjønnsmodning og muskelutvikling. Den innsikten kan få betydning for oppdrettsnæringen som har stor verdi for Norge.
Kunnskapen om gener som er involvert i hvordan fisken tilpasser seg lokale forhold, brukes til å sørge for at vi får bærekraftig forvaltning av både torsk og vill-laks.
Ved UiO er denne typen forskning en del av livsvitenskap – forskning der man studerer levende organismer for å løse store globale utfordringer innen helse og miljø.
Andre norske forskere har funnet ut at dersom man endrer oppdrettslaksens gener slik at den ikke blir kjønnsmoden, kan den ikke formere seg, og dermed ikke påvirke villaksens gener.
Takk til elever og lærer i klasse 10G ved Ris skole i Oslo for innspill på denne teksten.
