Norges forskningsråd har nylig foretatt en fordeling av 500 millioner kroner over en femårsperiode til funksjonell genomforskning (FUGE) ved norske forskningsmiljøer.

Utgangspunktet for Forskningsrådets satsing er kartleggingen av arvestoffet til mennesket og enkelte dyr, planter og mikroorganismer. Ny teknologi har gjort det mulig å studere tusenvis av gener og genprodukter samtidig. Funksjonell genomforskning benytter disse metodene for å finne ut hvilken funksjon de enkelte genene har, og hvordan de virker inn på hverandre.

Det er forventet at denne kunnskapen ikke bare vil gi grunnlag for en ny forståelse av biologiske prosesser, men også gi opphav til nye produkter og produksjonsprosesser.

Det er nå etablert 11 såkalte teknologiplattformer som skal fungere som nasjonale serviceenheter innen dette feltet i Norge. Cigene blir en slik serviceenhet innen det nye satsingsområdet.

Nasjonal serviceenhet

Cigene lokaliseres ved Norges landbrukshøgskole på Ås, men skal realiseres gjennom et bredt akademisk samarbeid. Norges veterinærhøgskole, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), Universitetet i Oslo, Akvaforsk, Norsk regnesentral og norske selskaper med biobankmateriale samarbeider tett om det nye senteret.

For øvrig deltar også representanter fra en rekke internasjonale akademiske institusjoner innen matematikk, informatikk og medisin.

Senteret skal være en nasjonal serviceenhet for å påvise genetisk variasjon i materiale fra mennesker, planter, dyr, fisk og mikroorganismer. Det aller meste av den genetiske variasjonen som eksisterer mellom to individer skyldes små forskjeller i de byggesteinene (nukleotidene) som deres DNA-sekvenser består av. De stedene i DNA-sekvensen til en art hvor en slik byggestein varierer kalles SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms).

- Vi er nå i ferd med å etablere en storskala analyseteknologi som i prinsippet vil gjøre det mulig å påvise alle slike forskjeller som måtte eksistere mellom to individer, sier Stig Omholt.

Når man kobler informasjon om denne variasjonen med data som beskriver egenskaper til individer (fenotypiske data) er man i posisjon til å avdekke det genetiske grunnlaget for de observerte egenskapene.

- Å bygge en biologisk fortolkbar bru mellom genetiske og fenotypiske data fordrer utvikling og bruk av avanserte matematiske, statistiske og informatiske verktøy. Det er denne aktiviteten vi kaller integrert genetikk, og Cigene er tildelt et nasjonalt ansvar for å bygge opp og formidle kompetanse innen dette feltet, opplyser Omholt.

Bedre forståelse av laksen

Cigene er også tildelt et særskilt ansvar for å benytte sin kompetanse til å forstå viktige egenskaper hos laks. Dette arbeidet vil i stor grad bli basert på informasjon produsert gjennom det unike norske avlsarbeidet på laks de siste 30 årene, og det pågående norske laksegenom-prosjektet ledet av Norges veterinærhøgskole.

Det genetiske grunnlaget forbundet med helse, vekst, kjøttkvalitet og evne til fôrutnyttelse hos laks og andre marine arter er svært sammensatt. Små genetiske endringer kan gi store innvirkninger på disse faktorene.

For å sikre vår konkurransedyktighet på verdensmarkedet mener Omholt vi er nødt til forstå det genetiske grunnlaget for viktige produksjonskarakterer langt bedre enn hva vi gjør i dag.

- En slik forståelse krever storskala kartlegging av den genetiske variasjonen som er tilstede i populasjoner, og en omfattende analyse av hva denne variasjonen betyr rent biologisk. På mange måter ser jeg på dette som et ideelt prosjekt ved at det forhåpentligvis gir forskerne i akademia mulighet til å komme seg i den internasjonale forskningsfronten på et svært sentralt område samtidig som at det gir næringslivet muligheter for økt konkurransedyktighet og nye selskapsetableringer.

Viktige biobanker

Cigene har et svært godt utgangspunkt for sitt arbeid. Norge har i årevis drevet systematisk og målrettet avl av husdyr og laksefisk, og som et resultat av dette finner vi noen av verdens beste biobanker i Norge innen disse dyreartene.

Norge var blant annet det første landet som etablerte eget helsekort for storfe i 1975. Dette dannet grunnlaget for en unik biobank med registreringer av tre millioner dyr og data om en rekke sykdommer, reproduksjon, melk og kjøttproduksjon. Lignende systemer er etablert for svin og er under oppbygging for andre husdyrarter.

- Som følge av likhetene i genenes funksjon mellom arter, kan innsikt som oppnås hos en art i svært stor grad overføres til andre arter. Dette innebærer at svært mange av de teknikkene og kunnskapene som frembringes ved forskning på mennesker, mus og rotter kan vi nyttiggjøre oss direkte for å forstå viktige egenskaper til våre husdyr. Laksen står oss noe fjernere enn kua rent biologisk, men også her vil vi få mye gratis drahjelp. På den annen side tror vi at det biobankmaterialet vi besitter her i Norge er såpass unikt at det vil sette oss i stand til å forstå ting som også vil være av humanmedisinsk betydning, hevder Stig Omholt.