Rencontrez la femme qui utilise CRISPR pour élever des bovins Terminator entièrement mâles

Aleksandra Domanovic et Spencer Lowell

Une étudiante diplômée attendait Alison Van Eenennaam sur le seuil de son laboratoire à l'Université de Californie à Davis. Généticienne australienne, elle passe des jours sur la route à discuter avec les détracteurs du soja GM de Monsanto, à apparaître dans des documentaires et à dire au public pourquoi la modification génétique est sans danger.

Son travail scientifique, cependant, concerne le bétail. Maintenant, alors que l'étudiant, Joey Owen, lui chuchotait quelque chose à l'oreille, elle laissa échapper un Ouais dans son accent traînant Down Under. Nous avons knock-in !

Après un an d'essais, le laboratoire venait d'utiliser l'outil d'édition de gènes CRISPR pour ajouter un gène appelé SRY à certaines cellules cutanées bovines. Et SRY n'est pas un morceau d'ADN ordinaire. A elle seule, la présence de SRY peut faire en sorte qu'une femme se révèle être essentiellement un homme - avec des muscles plus gros, un pénis et des testicules (bien qu'incapable de produire du sperme).

Ce n'est pas une journée normale au laboratoire, a déclaré Van Eenennaam.

La technologie d'édition de gènes a un grand potentiel chez les animaux de ferme. Il a été utilisé pour créer des porcs immunisés contre les virus et des moutons dont la laine pousse plus longtemps. Van Eenennaam a participé à un effort réussi pour modifier les vaches laitières afin d'éliminer leurs cornes.

Maintenant, dans le projet qu'elle appelle Boys Only, elle vise à créer un taureau qui n'engendrera que des descendants mâles : soit des taurillons normaux, soit des taurillons avec deux chromosomes X, mais aussi des mâles. SRY . Pas de femelles du tout.

Ce serait précieux pour les éleveurs de bœufs, pense-t-elle, car les mâles grandissent plus vite et plus gros. C'est beaucoup plus de steak. Le bœuf est déjà le produit agricole le plus précieux d'Amérique. Imaginez, dit-elle, des taureaux CRISPR errant dans les pâturages, faussant les chances vers la masculinité et rendant l'industrie plus efficace.

C'est pourquoi je me bats pour l'innovation dans l'élevage, dit-elle. Son gratuit , une fois que vous avez fait l'amélioration génétique.

Problèmes de réglementation

Van Eenennaam est un ardent défenseur des OGM sous toutes leurs formes. Dans un différend où des mères anti-OGM se sont organisées pour faire valoir que les aliments sont dangereux, elle n'hésite pas pour souligner qu'elle est aussi une mère. En 2014, avec le scientifique en chef de Monsanto, elle a vaincu les sceptiques dans un débat public en présence de la personnalité scientifique Bill Nye.

Le débat sur les OGM, ironiquement, a eu ses effets les plus effrayants sur les scientifiques des animaux comme Van Eenennaam, qui détient le titre de spécialiste de la vulgarisation coopérative. Le travail consiste à diffuser le savoir-faire scientifique pratique aux agriculteurs. Pourtant, cela s'avère presque impossible à faire. Une seule espèce génétiquement modifiée - un saumon à croissance ultra-rapide - a été approuvée pour la consommation aux États-Unis.

Les scientifiques espéraient que l'édition de gènes pourrait obtenir une touche plus légère de la part des régulateurs, accélérant ainsi de nouvelles idées dans la chaîne alimentaire. Mais en janvier 2017, comme l'un des derniers actes de l'administration Obama, la Food and Drug Administration des États-Unis a déclaré qu'elle avait l'intention de traiter les animaux modifiés par CRISPR comme s'il s'agissait de nouveaux médicaments, nécessitant des études de sécurité élaborées et coûteuses.

Les règles proposées mettent un énorme bloc réglementaire sur l'utilisation de cette technique d'édition de gènes chez les animaux, déclare Van Eenennaam, qui a envoyé une lettre à simple interligne de sept pages et demie à la FDA, remettant en question la décision.

Les entreprises font maintenant pression sur l'administration Trump pour qu'elle tue les règles et déclare les animaux génétiquement modifiés non réglementés. Ils ont averti la Maison Blanche que les États-Unis pourraient prendre du retard sur des pays comme l'Argentine et le Brésil.

Certains s'attendaient même à ce que le président Donald J. Trump annonce le changement cette semaine lors d'un discours en direct aux agriculteurs de Nashville. Au lieu de cela, Trump a offert une promesse plus générale concernant 'la rationalisation des réglementations qui ont bloqué la biotechnologie de pointe, permettant à nos agriculteurs d'innover, de prospérer et de se développer'.

Graine de terminateur

L'avènement de CRISPR - un nouveau type de ciseaux moléculaires capables de couper avec précision l'ADN - a rendu beaucoup plus facile la modification des gènes de presque tous les organismes. Mais les craintes d'une technologie galopante signifient qu'il est plus facile d'obtenir des fonds pour étudier les risques et les dangers de CRISPR que d'en faire quoi que ce soit d'utile.

Van Eenennaam, en fait, a obtenu le financement du projet de bétail d'un Programme du Département américain de l'agriculture examinant les dangers potentiels des organismes génétiquement modifiés. Le département veut des moyens de stériliser les organismes GM, y compris les poissons-chats et les peupliers, afin que leurs modifications d'ADN ne se propagent pas aux parents sauvages.

Parce que les animaux sont devenus mâles par SRY sont censés être stériles, ils ne transmettront pas le changement génétique ou toute autre altération de l'ADN qui y est liée. Cela offre une forme de confinement génétique.

Il s'agit essentiellement d'une technologie 'terminator', dit Van Eenennaam, faisant référence à une idée autrefois lancée par des géants de l'agriculture pour créer des plantes avec des graines stériles afin que les agriculteurs ne puissent pas les collecter et les replanter. C'est la ligne que nous avons soutenue qui l'a financé.

La proposition originale de terminateur s'est avérée controversée. A tel point qu'en 1999 Monsanto s'est engagé à ne jamais commercialiser de plantes génétiquement modifiées stériles . (Au lieu de cela, les agriculteurs signent des contrats s'engageant à ne pas conserver les semences.) Même si elle a été abandonnée, l'idée s'est avérée suffisamment notoire pour que les critiques des OGM en parlent encore.

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Je déteste utiliser ce terme, car les militants ont toujours dit 'Oh mon Dieu, Monsanto utilise la technologie Terminator' et ils ne l'ont jamais fait. dit Van Eenennaam. Je veux avoir une discussion plus nuancée autour de cette technologie, plutôt que juste le même vieux... C'est juste comme, 'Ugh, tirez-moi.' On nous empêche d'utiliser ces technologies à cause de la discussion autour du récoltes.

mâles de remplacement

Parce que les bovins sont étiquetés, marqués, parqués et abattus, en plus d'être lents à se reproduire, ils sont en fait parmi les organismes les moins susceptibles de provoquer une évasion génétique. L'objectif à long terme de Van Eenennaam est de rendre la production de viande bovine plus efficace. Les mâles produisent plus de viande que les femelles et ne tombent pas enceintes ou n'entrent pas en chaleur. Elle pense que les mâles ersatz devraient être environ 15% plus efficaces pour transformer l'herbe et le grain en muscle que les femelles.

Pour les créer, son laboratoire se concentre sur SRY , également connu sous le nom de facteur déterminant les testicules. Chez les mammifères, ce gène à lui seul peut déterminer si un animal est physiquement mâle. Comme vous vous en doutez, il est normalement situé sur le chromosome Y.

Parfois, cependant, le gène saute naturellement sur le chromosome X. Cela peut arriver aux humains. En 1992, le Comité international olympique a commencé à tester les athlètes féminines pour SRY , trouver sur 13 cas parmi plus de 5 000 femmes, bien que les tests sexuels obligatoires aient été abandonnés par la suite car intrusifs et potentiellement injustes.

Jusqu'à présent, aucun bovin femelle devenu mâle n'a jamais été trouvé à héberger naturellement SRY . Owen, son élève, pense que cela aurait pu arriver sans que personne ne s'en aperçoive : la plupart des bovins de boucherie mâles sont de toute façon castrés.

Le laboratoire de Van Eenennaam vise à créer un taureau avec une copie supplémentaire de SRY édité sur son chromosome X afin que toutes les filles se retrouvent avec. Le jour de ma visite, Owen a signalé la première étape : ajouter SRY à un chromosome X dans les cellules cutanées masculines. Pour créer un taureau vivant, Van Eenennaam doit créer une modification similaire dans un embryon de bovin. Si cela ne fonctionne pas, elle peut utiliser une cellule de peau dans la boîte de Pétri d'Owen pour fabriquer un taureau par clonage.

Les éleveurs de bovins ont déjà un moyen de ne fabriquer que des mâles. Parce qu'un spermatozoïde portant un chromosome Y a un peu moins d'ADN que son homologue X et est donc plus léger, le sperme de taureau contenant ces cellules peut être séparé en poids. Le sperme entièrement masculin est vendu dans les catalogues.

Mais les taureaux Terminator pourraient être une meilleure solution. L'insémination artificielle n'est utilisée que chez environ 4% des bovins de boucherie en raison de l'effort nécessaire pour parcourir le parcours, rassembler les vaches et les mettre en gestation. Van Eenennaam pense que ses taureaux exclusivement mâles seraient un moyen moins coûteux.

Un taureau est bien meilleur que nous pour le faire, dit-elle. Et il l'apprécie beaucoup plus.

Clarification : Une phrase mentionnant qu'Alison Van Eenennaam est elle-même une mère a été modifiée par rapport à la version originale pour résoudre une formulation ambiguë.

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