Nytt om GMO 10 -2022

Nytt om GMO er en nyhetstjeneste opprettet av GMO-nettverket.
Redaktør: Aina Bartmann. Faglig rådgiver: Sidsel Børresen

Saker denne gangen

Effekten av en mutasjon er uforutsigbar over tid
Genredigering av kakkerlakker
Genredigering kan endre dyrs sosiale atferd
Alleler av gener kan være hjørnestener i et økosystem

Sak 1: Effekten av en mutasjon er uforutsigbar over tid (Kilder: Science.org 19.05.22 og phys.org 19.05.22)
Til nå har forskerne antatt at dagens effekt av en kjent mutasjon i et gen har vært den samme i tidligere tider, og vil være den samme i framtiden. Forskere ved Universitetet i Chicago (Yeonwoo Park et al.) har nå vist at denne antagelsen er feil for de fleste mutasjoner. Ved hjelp av omfattende genetisk kartlegging og svært avanserte teknikker har de greid å spore hvordan effekten av en mutasjon i et biologisk essensielt gen har endret seg gjennom evolusjonen i løpet av 700 millioner år. Genet har hele tiden utviklet seg tilfeldig, og effekten av mutasjonen har svingt fra å være ødeleggende til å være betydningsløs. At effekten av en mutasjon i et gen over tid forandrer seg gjør det umulig å forutsi den framtidige virkningen av en mutasjon på en pålitelig måte.

En viktig årsak til endring av effekten til et gen er epistasi. Det vil si at genet fungerer i samspill med andre gener i cellens genom. Dersom det skjer endringer i de samspillende genene, påvirker det genets effekt. Man har til nå trodd at slike epistatiske påvirkninger har vært overflatiske, men forskergruppen ved Universitetet i Chicago ble overrasket over hvor gjennomgripende epistatisk påvirkning viser seg å være. Det varierer fra mutasjon til mutasjon hvor fort slik påvirkning skjer.

Gjennom et gens historie har det hele tiden foregått naturlig seleksjon. I tillegg finner forskerne at tilfeldige utenforliggende historiske hendelser har stor betydning for hvordan effekten av et gen påvirkes og utvikler seg. Medforfatter av artikkelen, professor Joseph Thornton, sier det slik: «Many people think that natural selection has optimized all of our genes to do the best job possible. Our results show that present-day genes are the result of a particular cascade of random but consequential chance events, each of which determined the next steps that evolution could take at every moment in history.»

En praktisk fordel av resultatene i denne studien er at selve metoden kan gi forskere en mulighet til å si noe om hvor usikker en vurdering av den fremtidige effekten til en mutasjon i et gen vil være.
Mer om saken i Phys Org (hentet 08.06.22): https://phys.org/news/2022-05-genetic-steadily-erodes-evolution.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter
Mer om saken i Science (hentet 08.06.22) https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn6895

Sak 2: Genredigering av kakkerlakker (Physorg 16.05.22)
En nyutviklet genredigeringsmetode gjør det nå mulig å genredigere kakkerlakker. Metoden, basert på CRISPR-Cas9, innebærer at hunnen får injisert genmateriale som fører til genredigerte eggceller. Metoden, på engelsk «direct parental» CRISPR (DIPA-CRISPR), er enklere og billigere enn å genredigere embryo. Det muliggjør også genredigering av organismer, som kakkerlakker, hvor det tidligere ikke var mulig. Professor Takaaki Daimon ved Kyoto-universitetet mener at denne nye metoden kan brukes på nesten alle en og en halv million insektarter.
Mer om metoden kan leses her (hentet 08.06.22): https://phys.org/news/2022-05-crispr-cockroaches.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter

Sak 3: Genredigering kan endre dyrs sosiale atferd (news.gsu.edu 13.05.22)
Forskere ved Georgia State University ville genredigere syriske hamstere for å gjøre dem mer fredelige. Det de gjorde, var å slå ut et reseptorgen for et aggresjonshormon med CRISPR-Cas9, og trodde hamsterne da ville bli mer fredelige. I stedet skjedde det motsatte, hamsterne ble mer aggressive. «We were really surprised at the results,» sier studiens hovedforfatter, H. Elliott Albers. Han innser at forskerne ikke forstår de involverte mekanismene så godt som de trodde de gjorde. Men han mener at mer kunnskap om dette kan gi oss bedre behandling av psykiske lidelser som autisme og depresjon hos mennesker. Studien er publisert i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
Mer om studien kan leses her (hentet 08.06.22): https://news.gsu.edu/2022/05/13/georgia-state-researchers-find-crispr-cas9-gene-editing-approaches-can-alter-the-social-behavior-of-animals/

Sak 4: Alleler av gener kan være hjørnestener i et økosystem (science.org 31.03.22/ Testbiotech 25.05.22)
Gjennom de siste tiårene har identifisering av nøkkelarter i økosystem stått sentralt i økologisk forskning. Det vil si at en enkelt art har livsviktig betydning for at et omfattende økosystem skal fungere. I en studie publisert I Science har Barbour et al ved Universitetet i Zürich gjort funn som utvider denne system-forståelsen til også å gjelde på det genetiske nivået. En enkelt utgave av et gen kan på liknende måte som en nøkkelart fungere som en hjørnesten i et økosystem.

Et gen forekommer som regel i flere utgaver (alleler). I et eksperimentelt økosystem fant forskerne at et allel av et gen hos planten Arabidopsis fungerer som hjørnesten. Forskerne testet hvilken effekt tre forsvarsgener hos Arabidopsis hadde på beitende insekter. De fant at et enkelt allel av et av genene påvirket næringsnettet i økosystemet på flere nivåer. Forekomsten av samspillende arter ble redusert. Det gjaldt både planteetere (bladlus) og predatorer på disse (rovveps).

I det eksperimentelle økosystemet var det en klar tendens: Reduksjon i det genetiske mangfoldet førte til destabilisering av hele næringsnettet, og antallet beitende insekter ble redusert, eller de ble utryddet. Ved én genetisk variant ble det imidlertid sterk økning i antallet bladlus og veps, noe som også indikerer forstyrrelser i økosystemet.

Naturlige populasjoner har som oftest et vidt spekter av genetiske varianter av en art som hjelper til å stabilisere økosystemet. På bakgrunn av funnene i studien til Barbour et al advarer det tyske instituttet Testbiotech om at bruk av genredigering, spesielt med CRISPR-Cas9, kan føre til ensretting av alleler i en populasjon og slik sette et helt økosystem i fare. Testbiotech mener at funnene i denne studien er høyst relevante i diskusjonen om risiko knyttet til nye genredigeringsmetoder.
Mer om saken fra Testbiotech (hentet 08.06.22): https://www.testbiotech.org/en/news/changes-single-genes-may-threaten-whole-ecosystems
Mer om saken i Science (hentet 08.06.22): https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf2232