Tad Sonstegard
Att kastrera grisar är ingen favoritsyssla för grisköttsproducenter, men det är nödvändigt för köttkvalitet och ladugårdshantering. Nu, forskare på genredigeringsföretaget, Rekombinetik, har utvecklat en precisionsuppfödningsmetod som resulterar i hangrisar som förblir i ett prepubertalt tillstånd, Således, stoppa behovet av kastrering. Recombinetics har samarbetat med den Nebraska-baserade svingenetikleverantören DNA Genetics för att utvärdera, utveckla, och kommersialisera den kastrationsfria (CF) svinegenskapen. Forskningen leds av Tad Sonstegard.
SF:Vad är tidslinjen för det här projektet?
TS: Grunden för kunskapen för den kastrationsfria egenskapen kom från forskning inom mänsklig infertilitet och musfysiologi. Nu pågår arbetet med att utveckla kastrationsfria grisar. Vi optimerar allt i labbet först innan vi gör de första djuren för att säkerställa att vi säkert kan ta ut detta till marknaden. Inom ett år, vi kommer att gå från utveckling till avelsdjur för utvärdering av hälsa och säkerhet. Vi räknar med att utvecklings- och utvärderingsperioden kommer att slutföras inom de närmaste två till tre åren.
SF:Vilka är reglerna för genredigering av boskap?
TS: Det finns för närvarande inga amerikanska bestämmelser på plats för att styra användningen av avancerade reproduktionsmetoder i djurjordbruk. FDA anser att det har jurisdiktion och auktoritet på grund av riktlinjer som det utfärdade i början av 2017, men dessa riktlinjer har inte accepterats som lag. Genredigering och avancerade reproduktionstekniker omfattas inte av tidigare riktlinjer för transgener eftersom genredigering inte resulterar i transgena djur.
Vi kommer att fortsätta att arbeta nära med lämpliga tillsynsmyndigheter och delta i diskussionen om hur genredigering kan ta itu med många djurhälso- och välfärdsproblem inom jordbruket.
SF:Dessa grisar går aldrig igenom puberteten?
TS: Det är sant för grisar avsedda för livsmedelsproduktion. Dock, vi måste tillhandahålla förmågan att föda upp djur som en del av det kommersiella genetikprogrammet. Vi måste återställa fertiliteten på ett sätt som är kommersiellt genomförbart samtidigt som vi säkerställer att grisarna är fläckfria och har förbättrad hälsa och välfärd.
Dessutom, de kastrationsfria grisarna måste prestera effektivt i produktionssystem för att få bred acceptans inom svinnäringen.
SF:Vilken roll kommer DNA-genetik att spela?
TS: Det är viktigt att ha en kommersiell partner av flera skäl. Vårt företag äger inte kommersiell svingenetik som levererar grisköttsprodukter av hög kvalitet. Vi har inte heller distributionsnätverket eller expertis att hantera, förbättra, och multiplicera denna elitgenetik.
Vi kan göra genredigeringen för att göra kastrationsfria grisar, men DNA Genetics-teamet har erfarenheten att implementera dessa förbättringar i kommersiella genetiska system.
Också, om vi gör experiment med kommersiellt relevanta grisar, då kan vi definitivt bevisa om det är bättre eller inte. Jag har besökt DNA Genetics-anläggningen. Det är imponerande systemet de har för att samla in data för att göra förbättringar.
SF:Vilka andra projekt arbetar du med?
TS: Vi har två andra divisioner i vårt företag. En (surrogen) arbetar på biomedicinska svinmodeller. Våra forskare introducerar mänskliga genetiska sjukdomar i svingenomet och skapar sedan grisar som ger bättre modeller för mänskliga sjukdomar. Dessa grisar kan gå till läkemedelsföretagen för att förbättra drogtester eller användas för att testa biomedicinska apparater som skulle hjälpa mot vissa sjukdomar.
En annan division (Regenevida) använder grisar för att odla mänskliga celler, vävnader, och organ som använder en patients eget DNA. Det är vad vi kallar oinkubatorer. Denna förmåga kommer att ge betydande möjligheter att stödja ansträngningar för att förbättra människors hälsa och börja ta itu med den kritiska bristen på mänskliga organ för transplantationsprogram som räddar människoliv varje dag. Det finns fortfarande mycket kvar att utarbeta, men effekten kan bli enorm.
SF:Vilken annan forskning vid Recombinetics kan få konsekvenser för kommersiell boskap?
TS: Vi kan genetiskt avhorna djur, så att bönder inte behöver gå igenom processen med avhorning. Andra forskningsprogram är inriktade på termisk tolerans hos nötkreatur. Bara genom att ta bort en bas i en gen, vi kan anpassa ett djur till en tropisk miljö. Vi arbetar med Angus som är värmetoleranta. De skulle vara som Senepol, förutom att de skulle ha Angus-genetik istället för Senepol-genetik. Människor korsar Senepol och Angus för att göra korsade nötkreatur med högre köttkvalitet och termisk tolerans. I detta fall, vi tar en specifik basradering från Senepol och flyttar den till Angus. Det finns andra genvarianter som möjliggör samma termiska tolerans, vilket innebär att vi har flera sätt att naturligt göra dessa djur värmetoleranta.
SF:Vad tycker din familj om det du jobbar med?
TS: De är intresserade, men tills tekniken har visat sig leverera ekonomiskt värde, nyfikenheten är fortfarande relativt hög. Genetiska leverantörer inser att det är av enorm strategisk betydelse att implementera genredigering i genetiska förbättringsprogram för alla matdjur hela vägen ner till vattenbruket. Vi kan lösa många praktiska problem med skötsel och djurens välbefinnande. Det gör produktionen mer hållbar. Om du gör det genom konventionell avel, det tar mycket längre tid.
SF:Är vi i början av genredigeringstekniken?
TS: Ja. Om du tänker tillbaka på början av att lagra data och skriva kod för beräkning, det är där vi är i denna genetiska revolution. Dessa genredigerare ger oss möjligheten att skriva tillbaka till genomet. Vi är fortfarande i början, och jag är säker på att tekniken kommer att bli mycket mer elegant. För producenter och konsumenter att frukta denna teknik är löjligt med tanke på att de globala utgifterna för att förstå DNA överstiger 300 miljarder dollar.
SF:Kommer bönder att acceptera och använda denna teknik?
TS: Åh, absolut. Om det gör livet lättare, varför inte? I en färsk undersökning bland bönder, de tillfrågades om de skulle stödja forskning för att ersätta den behornade genen med den pollade genen med hjälp av precisionsförädlingsteknik. Fyra av fem bönder sa ja.
SF:Vilken boskap skulle du vilja ha i kommersiell produktion om 10 år?
TS: Jag skulle vilja ha en värmetolerant, Fästingresistent Bos Taurus-boskapsras i Brasilien och i södra USA. Överallt finns subtropisk produktion, den sortens boskap behövs.
De skulle också vara tillämpliga i Afrika, där efterfrågan på animaliskt protein kommer att öka kraftigt. Afrika ligger långt efter i djurens produktivitet, och det är verkligen svårt för landet att komma runt sjukdomar och tropiska anpassningsproblem. Afrika är vid den punkt där vi var på 1800-talet innan vi började odla med förbättrade raser. Den här tekniken kan hjälpa till att få Afrika dit snabbare. Det kommer inte att lösa allt helt, eftersom landet fortfarande behöver göra andra viktiga förvaltningsmetoder för att stödja produktionen.
SF:Kommer vi att komma till den punkt där vi kan använda grislever i mänskliga transplantationer?
TS: Grislevern hos en människa är steg ett. Forskare har framgångsrikt löst viktiga inkompatibilitetsgener i grisgenomet och utvecklat grisar som inte kan överföra grisretrovirus. Nästa fas är att testa dessa organ.
Steg två är att använda människolevrar som odlas i grisar. Det är en av anledningarna till att jag gick med i det här företaget. Kan vi framgångsrikt odla människolever i en gris för transplantation tillbaka till människor? Det är där vårt företag lägger minst en tredjedel av sin insats.
Bio för Tad Sonstegard
Titel: Chief scientific officer för Acceligen, jordbruksavdelningen för Recombinetics, Sankte Pär, Minnesota
Hemstad: Montivideo, Minnesota
Bakgrund: Sonstegard växte upp på en fjärde generationens odlings- och boskapsgård. Han köpte sina första kor när han var 12 och var aktiv i 4-H, FFA, och Red Angus Junior Association. Hans bröder är fortfarande på gården och säljer renrasig Red Angus-frö.
Utbildning: Sonstegard tog examen från Iowa State University i ag biokemi och doktorerade i molekylär genetik vid University of Minnesota. Han tillbringade 20 år med USDA innan han började på Recombinetics.
