Denne artikkelen er produsert og finansiert av NIBIO - les mer.

Forsker Tage Thorstensen og masterstudent Oskar Schnedler Bjorå har 50-60 genmodifiserte planter som de gjør forsøk på.
Forsker Tage Thorstensen og masterstudent Oskar Schnedler Bjorå har 50-60 genmodifiserte planter som de gjør forsøk på.

Disse jordbærene er Norges første genredigerte matplanter

Ved hjelp av gensaksen CRISPR har forskerne genredigert jordbærplantene for å gjøre dem mer motstandsdyktige.

De genredigert jordbærplantene kan bli mindre utsatt for soppsykdom slik at behovet for sprøytemiddel blir mindre.

Forsker Tage Thorstensen og hans team ved NIBIO har, som de første i Norge, lykkes i å bruke CRISPR-teknologi til å slå ut såkalte mottagelighetsgener i markjordbær. Disse genene gjør plantene mer sårbare for sykdom, spesielt soppsykdom.

Genredigeringsverktøyet CRISPR har blitt kalt århundrets oppfinnelse. Nylig ble Emmanuelle Charpentier og Jennifer A. Doudna tildelt nobelprisen i kjemi for utviklingen av CRISPR.

Teknologien er kalt en «gensaks». Med denne metoden kan forskere fjerne, legge til eller bytte ut biter av DNA slik man ønsker, i alle typer levende organismer, fra mikroorganismer til planter og mennesker.

Forskere håper at CRISPR kan bli et verktøy for å løse utfordringer knyttet til matsikkerhet, klima og bærekraft. Såkalt genterapi gjør det også mulig å reparere eller kompensere for genfeil i cellene til syke personer.

Gjennombrudd før sommeren

– Nobelprisen var veldig fortjent og veldig forventet. CRISPR har allerede fått enorm betydning innen forskning og utvikling, og kommer til å ha en enorm innvirkning for oss alle i nær fremtid, sier Tage Thorstensen.

Han og kollegaer har gjort forsøk med genredigering av salat, men har lenge jobbet med å utvikle et eget CRISPR-verktøy for jordbær. Tidlig i sommer kom eureka-øyeblikket. De klarte å endre på genet som er skadelig for planten.

– Det var et stort øyeblikk fordi det betydde at vi kunne gjøre et nøyaktig kutt i genet vi ønsket, sier Thorstensen.

Han forklarer at utfordringen var å få CRISPR-molekylene inn i plantecellene. Jordbær er en langt vanskeligere plante å jobbe med enn andre modellplanter som brukes i forskningen.

Forskerne ved NIBIO har genredigert jordbærplanter på cellenivå tidligere, men dette er første gang at hele planten er genredigert og at endringen kunne arves til neste generasjon.

Det vil være umulig å skille disse plantene fra andre jordbærplanter, bortsett fra at de har den mutasjonen forskerne ønsker. CRISPR-teknologien gjør det mulig å få til disse endringene raskt og presist.
Det vil være umulig å skille disse plantene fra andre jordbærplanter, bortsett fra at de har den mutasjonen forskerne ønsker. CRISPR-teknologien gjør det mulig å få til disse endringene raskt og presist.

Flere svar om en måned

Thorstensen er spent på om de genredigerte bærene vil være mer resistente mot gråskimmel, soppsykdommen som gjør stor skade på jordbær. For øyeblikket har forskerne 50-60 planter som vokser i godkjente vekstrom for genmodifiserte organismer, GMO.

Nå blir plantene ved Senter for klimaregulert planteforskning (SKP) på NMBU analysert og utsatt for smitteforsøk. Underveis i utviklingen ser forskerne etter forandringer i plantenes egenskaper.

Disse forsøkene er også en del av masteroppgaven til Oskar Schnedler Bjorå. Studenten utfører smitteforsøkene med gråskimmel.

Svaret vil forhåpentligvis foreligge i løpet av et par måneder. Disse plantene vil da være helt vanlige og umulig å skille fra andre jordbærplanter, bortsett fra at de har den mutasjonen vi ønsker.

Med CRISPR-teknologien kan forskerne få til disse endringene raskt og presist. Alternativet er å krysse jordbærsorter og avle i mange år.

– Får vi frem egenskaper mot soppsykdom er det fantastisk, men vi er også svært fornøyde med at vi fikk det til teknologisk. Dette er kunnskap som vi kan bruke i større skala, på flere plantetyper og som kan komme norske bønder til gode, sier Thorstensen.

Han understreker at slike planter vil kunne redusere sprøytemiddelbruken betraktelig.

– Dette vil gjøre produksjonen mer bærekraftig og lønnsom. Og lykkes vi med jordbær – kan vi også gjøre det i potet, korn og andre planter, sier han.

Ulike måter å fremskaffe organismer med ønskede genetiske egenskaper: En genvariant som gir hornløse kyr kan krysses inn gjennom tradisjonell avl, etter mange generasjoner med utkryssing av andre uønskede genvarianter. Det vil imidlertid være vanskelig å krysse ut alt av den uønskede genetiske bakgrunnen. Alternativt kan genvarianten målrettet settes inn med genredigeringsteknologi i første generasjon.
Ulike måter å fremskaffe organismer med ønskede genetiske egenskaper: En genvariant som gir hornløse kyr kan krysses inn gjennom tradisjonell avl, etter mange generasjoner med utkryssing av andre uønskede genvarianter. Det vil imidlertid være vanskelig å krysse ut alt av den uønskede genetiske bakgrunnen. Alternativt kan genvarianten målrettet settes inn med genredigeringsteknologi i første generasjon.

Forsøk med uønskede hageplanter

Thorstensen forteller at andre forskere ved NIBIO har tatt i bruk CRISPR-teknologi. Selv er han med i et annet prosjekt, et om hageplanter i samarbeid med et sameie av planteskoler, Eliteplanter.

– I dette prosjektet forsøker vi å gjøre fem hageplanter sterile, slik at de ikke sprer seg i norsk natur. Ved hjelp av CRISPR-teknologi slår vi ut gener som gjør plantene fertile.

De fem plantene er svartlistet og i følge Artsdatabanken en fare for naturen. Om forskerne lykkes, kan disse plantene bli mindre skadelige for norsk natur.

Det er nå er stor spenning knyttet til om de genredigerte bærene vil være mer resistente mot gråskimmel - en soppsykdom som gjør stor skade på jordbær.
Det er nå er stor spenning knyttet til om de genredigerte bærene vil være mer resistente mot gråskimmel - en soppsykdom som gjør stor skade på jordbær.

Legger press på myndigheter

Nå håper Thorstensen at Nobelprisen også vil være med på å legge press på myndigheter rundt om i verden. For CRISPR kan være mye mer enn et verktøy for å kurere sykdommer.

– For planter er dette bare en ny metode for å lage mutasjoner. Siden 1930-40-tallet har det vært tillat å gjøre mutasjoner med bestråling og kjemikalier som lager mange og unøyaktige endringer i arvestoffet, også utenfor de genene man ønsker å endre.

– Hvorfor skal vi ikke kunne bruke den beste teknologien som er mye mer nøyaktig og som ikke lager mutasjoner der den ikke skal? Det er egentlig helt uforståelig, sier han.

CRISPR og debatten om genredigering

  • I 2012 oppdaget forskere ved Umeå universitet i Sverige en effektiv metode for å redigere gener. CRISPR (Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats) er en spesialisert «gensaks» som gjør det mulig å klippe ut, sette inn eller korrigere gener eller biter av gener i planter, dyr, mennesker og mikroorganismer.
  • Moderne genredigering utfordrer prinsippene som ligger til grunn for lovverket. I debatter om teknologien er noen bekymret for utilsiktede effekter, og ønsker derfor at alle genredigerte organismer skal reguleres som genmodifiserte organismer, GMO. GMO er mikroorganismer, planter eller dyr hvor den genetiske sammensetning er endret ved bruk av gen- eller celleteknologi.
  • Andre mener det ikke er større grunn til bekymring enn for andre organismer fremstilt med tradisjonelle metoder, og mener det vil være uheldig og unødvendig å regulere dem særskilt.

Kilde: Bioteknologirådet og Helsedirektoratet

Han mener at endring i DNA kan gjøre de norske sortene bedre rustet mot klimaendringer og nye sykdommer som kommer inn fra andre land via importert plantemateriale. Store, internasjonale bioteknologiselskaper bryr seg ikke om norske plantesorter. Og Thorstensen mener at det her ligger både et ansvar og en mulighet for norske forskningsmiljøer eller bioteknologibedrifter.

– Vi kan beholde de norske sortene uten å bruke enorme mengder sprøytemiddel. Jeg tror imidlertid det bare er et spørsmål om tid før vi har genredigerte planter på det europeiske og norske markedet, hevder han.

Ifølge Thorstensen har Bioteknologirådet allerede anbefalt en oppmykning av regelverk, og det er ulike initiativer i Norge og Europa som jobber med å få endret lovverket rundt CRISPR.

– Jeg håper at forslaget fra Bioteknologirådet blir implementert i norsk lov. Det er i hvert fall en god start, sier Tage Thorstensen.

Her ser du masterstudent Oskar Schnedler Bjorå og forsker Tage Thorstensen smake på genredigerte jordbær.

Metoder for avl og foredling

Tradisjonell avl

Genetisk variasjon er grunnlaget for all dyreavl og planteforedling. For organismer som formerer seg gjennom seksuell reproduksjon blir avkommet en genetisk blanding av foreldrene. Slik kan man målrettet kombinere gunstige egenskaper fra ulike individer.


Mutagenese med stråling/kjemikalier

Fra 1920-tallet har det blitt brukt stråling og kjemikalier for å skape mutasjoner med tanke på å oppnå ny genetisk variasjon i kulturplanter. Ved bruk av stråling og kjemikalier oppstår det mange, ofte hundre- eller tusenvis, av mutasjoner tilfeldige steder i arvestoffet. De fleste mutasjoner er enten skadelige eller har ingen effekt, men i blant kan det oppstå mutasjoner som gir ønskede egenskaper, som kan brukes i videre foredling.


Tradisjonell GMO, genmodifisering av organismer

De første metodene for genmodifisering, som ble utviklet på 1970- og 80-tallet, baserer seg på å sette hele gener inn i arvestoffet til en celle med ulike metoder. Felles for disse metodene er at genene blir tilfeldig plassert i arvestoffet. Det betyr at man ofte ikke har kontroll på hvor genene havner, eller hvor mange kopier som settes inn. Dette kan ha uforutsigbare effekter på cellen.


Genredigering/CRISPR

Genredigering er en samlebetegnelse på genteknologier som tillater å gjøre målrettede endringer i arvestoffet til en organisme. CRISPR-teknologien er den metoden som har hatt størst påvirkning på feltet de siste årene. Forskere kan endre hele eller deler av et gen og bestemme hvor i arvestoffet endring skal skje. Metoden gir en mye større grad av kontroll og fleksibilitet.

Kilde: Bioteknologirådet

Powered by Labrador CMS