Door Willy van Strien - Foto Alison Van Eenennaam - 19-10-2019 - Genetica
Een gehoornde stier van een controle groep naast twee nakomelingen van een genoomgeredigeerde stier zonder hoorns. Foto Alison Van Eenennaam
Amerikanen hebben met genoomredigeren zes runderen hoornloos gemaakt, maar bij een stier ook per ongeluk een vreemd plasmide ingebouwd. ‘Een beetje een blunder.’
De zes nakomelingen van een hoornloze stier die door genoomredactie gecreëerd was, zijn ook hoornloos, melden onderzoekers uit Californië en Egypte in Nature Biotechnology (8 oktober). Ze ontdekten en passant dat het genoomredigeren, indertijd door een andere groep uitgevoerd, niet zo’n vlekkeloos resultaat had als gedacht.
Gevaarlijk
Runderen met hoorns zijn gevaarlijk voor elkaar en voor veehouders, en ze zijn agressief. Vandaar dat kalveren meestal onthoornd worden, een pijnlijke ingreep. Hier zou genoomredactie een prima oplossing kunnen bieden, meenden onderzoekers van onderzoeksinstituut Recombinetics in Minnesota. Er was namelijk een mutatie bekend die hoornloze dieren oplevert, PC. De mutatie zit in gen P (polled), dat een rol speelt bij de ontwikkeling van de hoorns; als P niet functioneert, blijven hoorns achterwege. ‘Bij melkveerassen komt deze mutatie echter maar zeer zelden voor, en niet bij stieren met hoge fokwaarde’, vertelt Martien Groenen, hoogleraar Fokkerij en Genetica aan Wageningen University & Research, niet betrokken bij het onderzoek.
Mutatie
In 2016 brachten de onderzoekers de mutatie aan in rundercellen door middel van TALEN (transcription activator-like effector nucleases), een voorloper van Crispr-Cas. Bij TALEN knippen enzymen dna op een specifieke plaats door, in dit geval de plaats waar de mutatie van nature zou zitten. De knipenzymen worden op een stukje bacterieel dna, een plasmide, gezet en de cellen nemen dat op. Uit de behandelde cellen werden twee gezonde stieren opgekweekt die homozygoot waren voor PC. P is dominant, zodat al hun nakomelingen hoornloos zouden zijn. De onderzoekers rapporteerden dat er geen ongewenste genetische veranderingen waren opgetreden.
‘Dat was niet de bedoeling; vreemd dna wil je er niet bij hebben’
Overerven
De onderzoeksgroep in Californië fokte vervolgens met een van de stieren verder om te zien of de mutatie inderdaad overerfde. ‘Wetenschappelijk gezien niet heel spannend, maar het moet gebeuren’, zegt Groenen. De onderzoekers insemineerden tien koeien en verkregen zes kalveren die, zoals verwacht, geen hoorns ontwikkelden; ze waren gezond.
Blunder
Maar onverwacht bracht genetisch onderzoek aan het licht dat het genoomredigeren indertijd toch niet perfect verlopen was. De stier had op één chromosoom de beoogde mutatie, maar op het homologe chromosoom bleek, naast het gemuteerde gen, ook het indertijd gebruikte plasmide ingebouwd te zijn. ‘Dat was niet de bedoeling; vreemd dna wil je er niet bij hebben’, zegt Groenen. ‘De onderzoekers hadden dus niet alle checks gedaan die ze hadden moeten doen, en niet op de aanwezigheid van plasmide gecontroleerd. Een beetje een blunder.’