Liczenie kurcząt przed ich wykluciem
Przemysł spożywczy polega na dwóch różnych odmianach kur – brojlerach do produkcji mięsa i nioskach do produkcji jaj. „Ale kury płci męskiej nie mogą znosić jaj i mają zbyt wątłą budowę jak na potrzeby rynku drobiu”, wyjaśnia Yehuda Elram, współzałożyciel i dyrektor generalny izraelskiej firmy eggXYt, którego dziadkowie byli hodowcami kur niosek. Zauważa, że na całym świecie rocznie gładzi się szacunkowo 7 miliardów piskląt płci męskiej – 50 % wszystkich wylęgających się kurcząt. Nakłuwanie jajka w celu wyciśnięcia materiału genetycznego do badań jest kosztowne i naraża jajko na skażenie, ale zespół projektu eggXYt opracował sposób na wykorzystanie najnowocześniejszej technologii edycji genu CRISPR umożliwiającej dodanie genetycznego biomarkera do męskiego chromosomu zarodków wewnątrz jajka. Przechodząc przez specjalnie opracowany przez zespół projektu eggXYt skaner, jajka męskie zyskują poświatę.
Tworzenie „superkwoki”
„Musieliśmy stworzyć nową »superkwokę«, którą będziemy hodować i rozmnażać”, mówi Elram. Kury te będą następnie składać jaja, których męskie zarodki będą nosić biomarker. Eliran Kadosh, szef działu badań w firmie eggXYt, wyjaśnia: „Wykorzystujemy CRISPR do rozszczepienia DNA kury w konkretnym, pożądanym miejscu genomu. Nie wpływa to na prawidłową ekspresję innych genów, co mogłoby zaszkodzić rozwojowi, dobrostanowi, żywotności lub płodności kury. Umożliwia to jednak skuteczną ekspresję czerwonego białka fluorescencyjnego, które chcemy włączyć”. Nie było to łatwe. Pierwotne komórki linii germinalnej kurcząt są wrażliwe i wymagają wyjątkowych warunków laboratoryjnych, aby mogły prawidłowo się rozwijać. Ich ekstrakcja i hodowla jest skomplikowanym zadaniem, jak twierdzi Kadosh. „Jednak udało nam się je zmienić pożądaną modyfikacją genetyczną, aby możliwe było wykrywanie ich płci”.
Równoczesne prace nad skanerem
Podczas prac nad stworzeniem kury o edytowanych genach zespół opracował od podstaw technologię skanowania. „Zadanie polegało na przetestowaniu różnych aspektów, w tym źródła, kąta padania i siły światła oraz temperatury jajka”, mówi Kadosh. Skaner umożliwia rozpoznanie zarodków męskich wewnątrz jaja poprzez wykrycie długości fali z fluorescencyjnego markera genetycznego, który wskazuje na męski chromosom Z. „Trudno było zaprojektować skaner, nie wiedząc, jakie dane mają być wykrywane”, mówi Kadosh, który wyjaśnia, jak zespół musiał znaleźć sposób na odwzorowanie i ocenę oczekiwanego sygnału z komórki poddanej edycji genów. Stwierdzili, że sygnał autofluorescencyjny różni się między poszczególnymi jajami. „Niemniej jednak większość jaj mieści się w zakresie umożliwiającym rozróżnienie z dużą pewnością pomiędzy jajami oznaczonymi (męskimi) i nieoznaczonymi (żeńskimi)”, zauważa Kadosh.
Wykorzystanie nieinkubowanych jaj płci męskiej
Kury płci żeńskiej trafiają na rynek bez zmian, podkreśla Elram. „Nie ingerowaliśmy w genetykę samic, ale wszystkie jaja zawierające samce otrzymują od oznaczonej kury »matki« chromosom Z”. Nieinkubowane jaja zawierające samce można wykorzystać w innych branżach, np. w przemyśle kosmetycznym, który wykorzystuje jaja jako składnik chemiczny. Pozwoli to zaoszczędzić na kosztach inkubacji, emisji dwutlenku węgla, seksowania i uboju; do identyfikacji piskląt płci męskiej w przemyśle zatrudnia się wysoko wykwalifikowanych „sekserów”. „To rozwiązuje wiele problemów związanych z dobrostanem zwierząt, wynikających z powoływania do życia zwierząt, których nie potrzebujemy”, podsumowuje Elram.
Słowa kluczowe
eggXYt, kury, drób, jaja, edytowanie genów, CRISPR, chromosom męski, biomarker, inkubacja, dobrostan zwierząt
