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Des scientifiques vont concevoir des vaches laitières sans cornes

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Les vaches Holstein vont perdre leurs cornes à cause de l'édition de gènes

Wikimédia/Gnagarra

Un troupeau de vaches ruminant fadement dans un champ herbeux semble être une source de danger improbable, mais la scène pastorale a apparemment un côté sombre, alors les scientifiques essaient maintenant de concevoir génétiquement des vaches laitières sans cornes.

Selon le Courrier quotidien, retirer les cornes des vaches laitières réduirait le risque de blessure pour les agriculteurs et les autres animaux. Les agriculteurs brûlent actuellement les bourgeons des cornes des bébés vaches pour empêcher les cornes de se développer, mais le processus est désagréable et douloureux pour les animaux. Les agriculteurs pouvaient auparavant se débarrasser des cornes de certaines variétés de bovins de boucherie grâce à l'élevage sélectif, mais n'ont pas pu faire de même pour les vaches laitières sans affecter l'approvisionnement en lait.

Au lieu de cela, les scientifiques vont s'y attaquer. Les chercheurs prévoient d'obtenir des Holstein sans cornes, la race de vache laitière la plus productive, en prélevant un peu d'ADN connu pour arrêter la croissance des cornes d'autres races de bovins et en l'intégrant dans le génome Holstein.

Scott Fahrenkrug, professeur de génétique à l'Université du Minnesota, a déjà pris l'ADN suppresseur de corne et l'a modifié en cellules prélevées sur un taureau Holstein nommé Randy. Ensuite, ces cellules seront transformées en 40 embryons et implantées dans un troupeau de femelles Holstein. Une période de gestation plus tard, ces vaches donneront naissance à des petits clones de Randy qui n'ont pas de cornes. La progéniture des clones sans cornes de Randy sera également sans cornes. Les scientifiques disent que le processus n'aura aucun effet sur le lait que les nouvelles vaches produiront, car à part les cornes manquantes, elles seront comme les vaches Holstein ordinaires.


Le bétail sans cornes annoncera une révolution de l'édition de gènes dans les fermes

À L'œil désinvolte, elles ne sont pas différentes des autres vaches laitières. Mais là où la plupart des vaches laitières ont des cicatrices là où leurs cornes ont été enlevées, celles-ci n'en ont pas. Grâce à une petite modification de leur ADN, ils ne pousseront jamais de cornes.

Créés par une société du Minnesota appelée Recombinetics, les bovins sans cornes sont les premiers d'une nouvelle vague d'animaux d'élevage développés à l'aide de techniques qui, contrairement au génie génétique conventionnel, n'impliquent aucun ADN « étranger » (voir « Comment modifier un génome » #8220).

“Nous avons déjà de nombreux bovins dans plus d'un endroit,” le fondateur &hellip


Réglementaire 'repenser'

Les derniers travaux ont été effectués pour déterminer si la modification du génome avait été fidèlement transmise à l'un des descendants des taureaux - et pour rechercher tout changement inattendu.

Les chercheurs ont séquencé les génomes (les compléments complets d'ADN stockés dans les noyaux des cellules animales) des veaux et de leurs parents pour analyse.

Cela a montré sans équivoque que les traits modifiés par le génome avaient été transmis aux veaux.

L'utilisation d'animaux génétiquement modifiés pourrait révolutionner des domaines entiers de la santé publique et de l'agriculture, selon les défenseurs. Mais le monde est-il prêt pour les moustiques modifiés et le saumon GM ? Lire la fonctionnalité

Une courte portion d'ADN bactérien appelée plasmide, utilisée pour transmettre la variante génétique sans cornes au taureau parent, avait été incorporée aux côtés de l'une des deux variantes génétiques sans cornes.

Le Dr Van Eenennaam a déclaré que le plasmide ne faisait pas de mal aux animaux, mais son inclusion fait techniquement du taureau modifié par le génome un organisme génétiquement modifié (OGM) au sens traditionnel du terme, car il contient de l'ADN étranger d'une autre espèce.

Les chercheurs n'ont trouvé aucune altération génétique involontaire chez les veaux.

Depuis le travail initial pour produire le bétail sans cornes, qui a été lancé par la société de biotechnologie basée au Minnesota, Recombinetics, de nouvelles méthodes ont été développées qui n'utilisent plus de plasmides ni aucune autre séquence d'ADN étrangère.

Certains scientifiques voient l'avènement de l'édition du génome comme une opportunité de repenser le régime réglementaire américain actuel concernant les animaux génétiquement modifiés.

Le processus de mise sur le marché des animaux destinés à l'alimentation génétiquement modifiés est considéré comme long et coûteux par les acteurs du domaine. Jusqu'à présent, un seul animal génétiquement modifié a franchi avec succès le processus d'approbation réglementaire - le saumon AquaAdvantage.

Ces saumons incorporent un gène qui permet aux animaux modifiés de se développer toute l'année, plutôt que juste au printemps et en été. Cependant, le processus d'approbation réglementaire par la Food and Drug Administration a pris plus d'une décennie et a coûté des millions de dollars.


5 façons dont les animaux conçus par CRISPR peuvent aider à lutter contre le changement climatique

Le changement climatique est un problème causé par l'homme, mais les humains ne sont pas les seuls animaux qui seront touchés par le réchauffement des températures et les changements climatiques. Le changement climatique menace de nombreux récifs coralliens et d'autres espèces indigènes, les poissons et le bétail. Les scientifiques s'efforcent de résoudre ces problèmes en adaptant la technologie d'édition de gènes connue sous le nom de CRISPR pour une utilisation chez les animaux.

1. Récifs coralliens conçus par CRISPR

Les récifs coralliens sont menacés par de nombreuses activités anthropiques, mais les effets du changement climatique sont particulièrement puissants. Les vagues de chaleur ont déjà tué la moitié des coraux de la Grande Barrière de Corail. Les scientifiques ont essayé de reproduire des coraux pour une meilleure tolérance à la chaleur, mais les coraux sont des reproducteurs capricieux. Les coraux ne se reproduisent également qu'une fois par an. C'est une petite fenêtre. Pire encore, le transfert réussi d'un trait souhaitable pourrait prendre plusieurs cycles de reproduction. Mais les récifs n'ont pas des années à attendre.

Les scientifiques du corail avaient besoin d'un moyen d'accélérer l'évolution pour suivre le rythme du changement climatique rapide. Au printemps dernier, Stanford, l'Université du Texas et l'Australian Institute of Marine Science se sont associés pour démontrer, pour la première fois, qu'il est possible de modifier les gènes du corail à l'aide de CRISPR.

2. Protéger le bétail avec CRISPR

Le climat actuel crée des barrières naturelles qui empêchent la propagation des maladies et des animaux qui les portent. Le changement climatique entraînera une modification des conditions météorologiques et, avec cela, les limites de certains agents pathogènes se déplaceront également. Étant donné que les bactéries et les virus ont tendance à mieux se porter dans les climats plus chauds, ce changement ne sera probablement pas positif.

À mesure que le terrain de jeu pour les maladies s'étend, les animaux, y compris le bétail, sont susceptibles d'être menacés par des maladies dans des zones où ces maladies n'étaient pas un problème auparavant. Heureusement, les scientifiques utilisent déjà CRISPR pour développer la résistance aux maladies chez plusieurs animaux, notamment les vaches, les porcs et les poulets.

3. CRISPRing vaches pour produire moins de méthane

Nous avons tous entendu ces statistiques sur la façon dont les éructations des vaches sont pires pour l'environnement que les voitures. Ces affirmations sont exagérées, mais les vaches produisent vraiment beaucoup de méthane et ce méthane n'aide pas au changement climatique.

Des chercheurs vétérinaires de l'Université d'Adélaïde ont récemment montré que la quantité de méthane produite par une vache dépend beaucoup de la constitution génétique de cette vache. Cela signifie que le génie génétique pourrait aider à réduire l'empreinte carbone des gros burpers. CRISPR a déjà été utilisé pour modifier d'autres caractères chez les vaches, donc l'émission de méthane pourrait être une prochaine étape.

4. CRISPR aide les animaux à prendre la chaleur

Non seulement les maladies menaceront de plus en plus le bétail en raison du changement climatique, mais la hausse de la température elle-même est également une menace directe. La chaleur extrême peut être dangereuse pour le bétail vivant dans les éléments.

Les bovins vivant sous les tropiques se sont adaptés aux températures élevées en développant un gène appelé Slick. Le gène Slick donne aux vaches des poils plus courts. À l'avenir, CRISPR pourrait être utilisé pour aider à propager ce caractère aux bovins dans les régions qui deviendront insupportablement chaudes.

5. CRISPR pour l'aquaculture

La hausse des températures des océans signifie que les poissons côtiers seront parmi les animaux les plus gravement touchés par le changement climatique. Les menaces du changement climatique sur les poissons sont exacerbées par l'aquaculture en mer qui peut propager des maladies entre les populations d'élevage et sauvages. En plus d'un risque écologique, le changement climatique menace les communautés qui dépendent du poisson pour leur alimentation et leur économie.

Un remède potentiel aux populations de poissons menacées consiste à déplacer les fermes aquacoles sur le rivage, où elles ne peuvent pas se mélanger aux poissons sauvages et où la température de l'eau peut être contrôlée plus soigneusement. Le découplage des exploitations piscicoles des côtes peut également contribuer à rapprocher le marché du poisson des consommateurs, diminuant ainsi les coûts environnementaux associés au transport des produits de la mer.

Pour que les aquacultures enclavées soient économiquement viables, les poissons doivent atteindre le poids du marché plus rapidement que dans les cages océaniques. Des techniques plus anciennes de génie génétique ont été utilisées pour développer des saumons à croissance plus rapide, et les fermes salmonicoles sont maintenant une réalité. Les chercheurs se tournent maintenant vers CRISPR pour préparer d'autres espèces de poissons pour l'aquaculture.

Le paysage réglementaire pour les animaux modifiés par CRISPR

Lorsqu'il s'agit d'utiliser CRISPR chez les animaux, le paysage réglementaire est beaucoup plus compliqué qu'il ne l'est pour les plantes ou les microbes. Le seul animal génétiquement modifié qui a été approuvé par la FDA pour la consommation jusqu'à présent a dû surmonter les mêmes obstacles réglementaires qu'un médicament vétérinaire. Ces animaux (le saumon AquAdvantage) sont transgéniques, c'est-à-dire qu'ils contiennent un gène du saumon quinnat qui n'est pas naturellement présent chez cette espèce.

Le CRIPSR peut être utilisé pour apporter des modifications beaucoup plus subtiles au génome, des modifications qui auraient pu se produire par le biais de mutations naturelles. Pour cette raison, l'USDA a choisi de ne pas imposer de réglementation supplémentaire sur les plantes éditées par CRISPR. Ce ne sera pas le cas pour les animaux.

La FDA a indiqué qu'elle réglementerait les animaux modifiés par CRISPR de la même manière qu'elle a historiquement réglementé les animaux transgéniques - comme s'il s'agissait de médicaments vétérinaires. Les scientifiques soutiennent que ces réglementations ralentiront probablement les progrès et l'impact de la recherche CRISPR.


Une vache, une controverse et un rêve brisé de fermes plus humaines

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Photographie : CHRISTIE HEMM KLOK

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Le matin du 7 août, Alison Van Eenennaam s'est réveillée avec un tweet d'un homme qu'elle n'avait jamais rencontré. Il lui avait envoyé un lien vers une histoire écrite en allemand, illustrée d'une vache clip-art à côté d'un symbole de danger biologique rose-pis. « N'êtes-vous pas impliqué dans les vaches sans cornes critiquées ici par une ONG allemande ? l'homme a tweeté à Van Eenenaam depuis neuf fuseaux horaires. « Pouvez-vous nous donner des détails sur ce que @US_FDA a trouvé ? »

Van Eenennaam ne pouvait pas. Mais pas parce qu'elle n'avait pas les détails.

Pendant près de deux ans, la généticienne animale et son équipe de l'UC Davis avaient méticuleusement poussé, poussé, pesé et mesuré un troupeau de six jeunes Herefords génétiquement écornés. Nés sur le campus en septembre 2017, les veaux étaient des royalties de l'édition de gènes. Leur père, Buri, avait été créé dans un laboratoire du Minnesota quelques années auparavant, son génome modifié par la startup d'agtech Recombinetics pour l'empêcher de faire pousser des cornes. Les cornes sont considérées comme une menace dans le secteur laitier commercial et sont généralement brûlées. La startup a donc décidé d'utiliser l'ingénierie pour créer une industrie de l'élevage plus humaine.

Une première mondiale, lui et son demi-frère Spotigy ont fait sensation dans les médias du jour au lendemain. "Nous savons exactement où le gène doit aller, et nous l'avons placé à son emplacement exact", ont déclaré les dirigeants de Recombinetics à Bloomberg en 2017. Cette année-là, Van Eenennaam a obtenu une subvention d'un demi-million de dollars du département américain de l'Agriculture pour voir si Buri descendants hériteraient de son altération génétique comme prévu, et étudieraient la santé et le potentiel de production laitière de ces animaux. (Spotigy a été sacrifié en 2016 pour analyser la qualité de sa viande. Il n'a engendré aucun veau.)

Alors qu'elle regardait Twitter ce matin d'août, Van Eenennaam en savait plus que quiconque sur Buri et sa famille élargie. Y compris le fait que six mois auparavant, des scientifiques de la Food and Drug Administration américaine étaient tombés sur une surprise dans l'ADN de Buri. Il y avait eu un accident pendant le processus d'édition de Recombinetics. Et l'erreur avait été transmise à quatre des six veaux de Buri, ainsi que le gène sans cornes. Pourtant, ces veaux étaient tout aussi sains que leurs homologues Hereford naturellement cornus, pour autant qu'elle puisse en juger.

Mais elle ne pouvait pas parler de tout cela parce qu'elle avait soumis un article à un journal pour examen par les pairs. Si elle en parlait maintenant, son article pourrait être rejeté. Alors elle s'est mise à bouillonner en lisant une ligne de l'histoire allemande : « Aucune recherche n'a été menée sur les conséquences possibles pour la santé animale, ou si ces gènes supplémentaires sont biologiquement actifs.

La recherche prend du temps, surtout lorsqu'il s'agit d'animaux ayant une période de gestation de neuf mois. Au moment où ces résultats sont publiés, l'étude est en quelque sorte une vieille nouvelle. Il revient sur la longue histoire d'une découverte scientifique, comme scruter la lumière ancienne des étoiles à travers le canon d'un télescope. À l'ère d'Internet, les scientifiques sont devenus de plus en plus impatients face au rythme effréné de l'édition traditionnelle et ont cherché à le bousculer. Pour la plupart, ces douleurs de croissance sont restées encerclées dans les actes de conférence, invisibles pour le grand public. Mais parfois, les conflits dans la culture éditoriale peuvent se répandre dans le monde réel de manière inattendue, façonnant l'opinion publique avec des effets de grande envergure. Dans le cas des vaches sans cornes – les veaux potentiels de l'avenir de la nourriture – cela bouleverserait leur histoire.

Van Eenennaam a déménagé de Melbourne, en Australie, à Davis, en Californie, alors que le génie génétique transformait la ville universitaire agricole. Dans les champs voisins, la tomate Flavr Savr sortait du sol et arrivait dans les épiceries locales, pour devenir le premier aliment génétiquement modifié disponible à l'achat.

Elle et d'autres jeunes professeurs ont décidé d'exploiter ces nouveaux outils de génie génétique pour faire pour le bétail ce que d'autres chercheurs et entreprises faisaient pour les cultures, en donnant aux animaux et aux aliments qu'ils produisaient de nouvelles caractéristiques. Ils se sont lancés dans des expériences sur des bovins et des chèvres pour rendre leur lait plus nutritif. Mais ensuite, leur travail a heurté un hic. La FDA a décidé que l'introduction d'ADN étranger dans les animaux les qualifiait de médicaments vétérinaires, créant un processus d'approbation long et coûteux qui a dissuadé de nombreux scientifiques. Le financement de la recherche sur le bétail transgénique a échoué. Et des gens comme Van Eenennaam ont gratté les quelques subventions restantes.

Puis vint la révolution de l'édition de gènes. Des outils tels que TALENS et Crispr, qui permettent aux scientifiques de modifier les génomes des animaux sans ajouter d'ADN étranger, ont ravivé l'imagination des chercheurs en élevage et stimulé une nouvelle récolte d'entreprises, dont Recombinetics. Ses ingénieurs voulaient introduire l'ADN de races bovines sans cornes et non laitières dans leurs cousins ​​producteurs de lait et de fromage. L'entreprise a demandé à Van Eenennaam de l'aider à héberger et à étudier ses créations. En 2015, Buri et Spotigy ont déménagé à UC Davis.

Un an et demi plus tard, le sperme de Buri a été utilisé pour inséminer artificiellement dix mères Hereford à cornes dans le troupeau Davis. Lorsque Van Eenennaam a appris que six grossesses avaient été confirmées, elle a envoyé une demande au programme USDA Biotechnology Risk Assessment Grant. Sa mission est de financer des projets qui aident les agences fédérales à évaluer les technologies émergentes. Van Eenennaam était prudemment optimiste sur le fait qu'en collectant des tonnes de données sur les veaux, son équipe pourrait aider à plaider en faveur de la régulation différente des animaux modifiés génétiquement par rapport aux animaux transgéniques.

Ces espoirs n'ont pas duré le mois.

Le 19 janvier 2017, la FDA a publié un ensemble de lignes directrices préliminaires, regroupant l'édition de gènes avec les anciennes technologies OGM. L'USDA, qui supervise l'édition de gènes chez les plantes, a décidé, dans la plupart des cas, de ne pas réglementer la technologie, la traitant comme une version accélérée des méthodes de sélection traditionnelles. Mais la FDA est parvenue à une conclusion différente, à savoir que le processus d'édition présente des risques uniques. Et si Crispr ou TALENS apportaient des changements qu'ils ne sont pas censés faire ? Et si ces erreurs entraînaient des mutations inattendues ? Et si ces changements génétiques se propageaient du bétail à leurs relations sauvages ?

«Nous étions en plein milieu de nos expériences et cela nous a pris au dépourvu», explique Van Eenennaam, qui n'a pas hésité à critiquer la décision de la FDA. "Nous avions tout misé sur l'hypothèse que ces animaux pourraient entrer dans l'approvisionnement alimentaire."

Si les veaux - cinq mâles et une femelle - étaient considérés comme des OGM, ils ne pourraient pas être abattus et vendus par le biais du Meat Lab de l'Université. Pour Van Eenennaam, c'était la clé pour faire fonctionner l'économie de sa recherche. Au lieu de cela, chaque animal de 2 000 livres devrait être incinéré, à un coût de 60 cents par livre. Van Eenennaam a donc demandé une exemption à la FDA.

En décembre 2018, elle a envoyé à l'agence un dossier détaillé sur les veaux, divulguant les résultats de leurs examens physiques, tests sanguins et séquençage ADN. D'après les analyses de son équipe, rien n'allait de travers. Les animaux semblaient en bonne santé, leurs génomes édités avec précision, leurs fronts poilus complètement dépourvus de cornes. Pendant que Van Eenennaam attendait que l'agence prenne sa décision, elle et ses collègues ont rédigé leurs résultats et les ont soumis en février à Biotechnologie naturelle.

Pendant que l'équipe de l'UC Davis tapait son manuscrit, les scientifiques de la FDA passaient également au peigne fin les données. L'un d'eux était Alexis Norris, biostatisticien dans une division du Centre de médecine vétérinaire. Lorsqu'elle a rejoint l'agence en juillet 2018, elle n'avait pas beaucoup d'expérience avec les génomes des vaches et des porcs et d'autres espèces de basse-cour. Mais elle était devenue vraiment douée pour analyser des quantités massives de données de séquences dans le cadre de ses travaux de deuxième et troisième cycles à Johns Hopkins, sur les fondements génétiques des maladies humaines. À la FDA, elle utilisait ces compétences pour utiliser le dépistage des données ADN du bétail pour des modifications involontaires.

Une partie de son travail consistait à développer un logiciel spécifique à cette tâche. L'équipe de Norris prévoyait depuis longtemps de le tester avec les génomes de Buri et Spotigy, car il s'agissait du plus grand ensemble de données accessible au public pour un animal modifié génétiquement. « Nous voulions nous assurer qu'il pouvait gérer des données de cette taille », explique Norris. "Et que notre ordinateur ne planterait pas en l'analysant."

Plus tôt cette année, ils ont utilisé leur logiciel pour comparer l'ADN de Buri et Spotigy à un génome bovin de référence. Ensuite, par mesure de précaution supplémentaire, ils ont également vérifié l'ADN de la vache par rapport à une courte séquence d'ADN bactérien circulaire appelée plasmide. La recombinétique avait utilisé ce plasmide particulier pour transporter les instructions génétiques de l'absence de corne dans les cellules qui deviendraient plus tard Buri et Spotigy. Il n'est pas censé rester. Mais ni Recombinetics ni Van Eenennaam n'avaient jamais vérifié pour s'assurer que c'était vrai.

Alors que le logiciel de la FDA commençait à cracher des résultats, Norris a vu le gène sans cornes, là où il devrait être. Mais ensuite, à côté, elle a vu des données de séquençage qui correspondaient au plasmide. "C'était une découverte très inattendue", dit Norris. Ce qui était censé être une validation rapide avait été une surprise majeure. Au cours du processus de montage, Buri et Spotigy avaient accidentellement acquis un peu d'ADN bactérien. Ce n'était pas grand-chose, environ 4 000 lettres. Mais l'insertion génétique était suffisante pour faire des taureaux des OGM par définition.

Il a fallu quelques semaines à Norris et à son équipe pour avoir l'assurance d'avoir fait une vraie découverte et de ne pas tomber, par exemple, sur une faille dans leur code. Le 6 mars, ils ont annoncé la nouvelle à Van Eenennaam et à ses collaborateurs. Selon Van Eenennaam, la FDA a révélé que le plasmide n'avait pas seulement glissé dans l'ADN de Buri et Spotigy. Il avait également été transmis à quatre des six veaux de Buri. (La FDA a refusé de commenter les veaux, citant des accords de confidentialité.)

Pour Recombinetics, les retombées ont été rapides. L'entreprise avait conclu un accord avec le Brésil pour y créer un troupeau sans cornes après que des responsables gouvernementaux eurent déterminé que les vaches de l'entreprise ne nécessitaient pas de surveillance particulière. La société préparait des expéditions de sperme de Buri pour l'exportation lorsque la FDA a alerté ses homologues brésiliens du problème d'ADN bactérien. L'agence brésilienne a rapidement reclassé Buri (et l'un de ses descendants) en tant que produit OGM. Recombinetics a abandonné le projet, comme WIRED l'a rapporté exclusivement en août, mais la société envisage de le revisiter à l'avenir avec une lignée cellulaire sans plasmide.

Pendant ce temps, l'équipe de Van Eenennaam a notifié Biotechnologie naturelle de la découverte. Ensuite, ils ont examiné eux-mêmes les génomes des veaux pour confirmer la présence d'ADN bactérien et ont envoyé leurs résultats au journal. Pendant ce temps, Norris et ses collègues de la FDA étaient également occupés à rédiger leurs conclusions. La découverte du plasmide était la leur, après tout, et ils ne voulaient pas que d'autres personnes fassent la même erreur. Ils y ont inclus un autre détail potentiellement incendiaire : l'ADN bactérien des vaches contenait quelques gènes indésirables de résistance aux antibiotiques. En juillet, ils ont téléchargé un résumé de leur travail sur le serveur de préimpression bioRxiv, un référentiel quelque peu controversé pour les manuscrits qui n'ont pas encore été évalués par des pairs. Bien que salués par beaucoup comme un outil crucial pour accélérer le progrès scientifique, les critiques craignent que les prépublications, qui sont destinées à être consommées par des collègues scientifiques, puissent être mal interprétées par le grand public.

L'étude est passée largement inaperçue jusqu'à ce qu'elle soit reprise début août par une organisation allemande appelée Testbiotech. C'est ainsi que Van Eenennaam a entendu parler pour la première fois de la publication de la FDA. D'autres histoires ont rapidement suivi sur d'autres plateformes anti-OGM. Bientôt, sa boîte de réception e-mail et sa chronologie Twitter se sont remplies de questions et de demandes des médias pour commenter la préimpression. Elle les repoussa tous à contrecœur. Parce que Biotechnologie naturelle était encore en train de réviser son manuscrit, elle ne pouvait pas raconter aux gens les petites histoires de réussite enchâssées dans tout ce gâchis : que deux des jeunes taureaux avaient hérité avec succès du gène sans cornes sans ADN bactérien qu'ils étaient sains et sans cornes et qu'avec un dépistage approprié, faire plus comme eux serait facile. Mais au fur et à mesure que les semaines passaient et que la rhétorique anti-édition de gènes s'intensifiait sur les réseaux sociaux, elle désespérait que le sentiment public se retourne contre les vaches.


Des scientifiques vont concevoir des vaches laitières sans cornes - Recettes

Il n'y a que quelques races bovines existantes qui n'ont pas de cornes naturellement, mais maintenant les scientifiques américains développent le trait chez les bovins Holstein.

Les animaux à cornes constituent une menace pour les autres animaux, les agriculteurs et les promeneurs de chiens et seule une poignée de races telles que Aberdeen Angus et Hereford n'ont pas de cornes. Cependant, des scientifiques californiens ont trouvé un moyen d'épisser le gène "sans cornes" de la race Angus à la race laitière Holstein, ce qui, selon eux, rendra l'agriculture plus sûre.

La généticienne animale, le Dr Alison Van Eenennaam, de l'Université de Californie, a découvert qu'il est possible d'épisser le gène "sans cornes" du bétail Aberdeen Angus dans les vaches laitières Holstein noir et blanc afin qu'elles naissent sans protubérances. Les veaux de races laitières et la plupart des autres races à viande doivent normalement être écornés quelques jours après la naissance, ce qui peut être une expérience assez traumatisante pour eux.

L'élevage de vaches sans cornes faciliterait également leur tri dans des enclos et des camions, ce qui permettrait à l'industrie d'économiser des millions de livres par an. Cependant, il y a un problème car ces bovins sont effectivement classés comme étant génétiquement modifiés. De ce fait, ces bovins nouvellement élevés n'arriveront pas de sitôt car les régulateurs n'ont pas accepté que les animaux génétiquement modifiés puissent être autorisés dans la chaîne alimentaire.

Les premiers veaux, créés à l'aide de techniques de FIV, s'appellent Spotigy et Buri et l'équipe de l'Université de Californie espère que leur progéniture sera également sans cornes même s'ils sont élevés avec des vaches à cornes.

En cas de succès, cela permettra à l'industrie de contourner des décennies d'élevage de vaches sans cornes.

L'équipe de scientifiques de l'Université de Californie espère également mettre au point une technique pour concevoir génétiquement des bovins afin qu'ils ne produisent que des descendants mâles, qui grandissent plus vite que les femelles.

Et, ils espèrent concevoir des vaches moins sujettes à la pneumonie, ce qui réduirait leur besoin d'antibiotiques.


Élevage de vaches Holstein sans cornes plus sûres

Il n'y a que quelques races bovines existantes qui n'ont pas de cornes naturellement, mais maintenant les scientifiques américains développent le trait chez les bovins Holstein.

Les animaux à cornes constituent une menace pour les autres animaux, les agriculteurs et les promeneurs de chiens et seule une poignée de races telles que Aberdeen Angus et Hereford n'ont pas de cornes. Cependant, des scientifiques californiens ont trouvé un moyen d'épisser le gène «sans cornes» de la race Angus dans la race laitière Holstein, ce qui, selon eux, rendra l'agriculture plus sûre.

La généticienne animale, le Dr Alison Van Eenennaam, de l'Université de Californie, a découvert qu'il est possible d'épisser le gène «sans cornes» du bétail Aberdeen Angus dans les vaches laitières Holstein noir et blanc afin qu'elles naissent sans protubérances. Les veaux de races laitières et la plupart des autres races à viande doivent normalement être écornés quelques jours après la naissance, ce qui peut être une expérience assez traumatisante pour eux.

L'élevage de vaches sans cornes faciliterait également leur tri dans des enclos et des camions, ce qui permettrait à l'industrie d'économiser des millions de livres par an. Cependant, il y a un problème car ces bovins sont effectivement classés comme étant génétiquement modifiés. De ce fait, ces bovins nouvellement élevés n'arriveront pas de sitôt car les régulateurs n'ont pas accepté que les animaux génétiquement modifiés puissent être autorisés dans la chaîne alimentaire.

Les premiers veaux, qui ont été créés à l'aide de techniques de FIV, s'appellent Spotigy et Buri et l'équipe de l'Université de Californie espère que leur progéniture sera également sans cornes même s'ils sont élevés avec des vaches à cornes.

En cas de succès, cela permettra à l'industrie de contourner des décennies d'élevage de vaches sans cornes.

Le Dr Van Eenennaam a déclaré: "L'édition de gènes est une technologie qui peut combiner de manière transparente les traits souhaités de deux animaux non apparentés sans croisement, préservant ainsi la production actuelle de bovins laitiers tout en éliminant les cornes avec des méthodes génétiques." Pour l'instant, les vaches expérimentales produites par l'Université de Californie ne peuvent pas encore être utilisées en élevage. "On ne sait pas encore quel statut réglementaire auront les animaux destinés à l'alimentation produits avec l'édition de gènes", a ajouté le Dr Van Eenennaam.

« La perspective que les animaux modifiés génétiquement soient soumis à une réglementation en tant que médicament animal, même si leurs modifications génétiques peuvent être indiscernables de celles obtenues par la sélection conventionnelle, est une préoccupation pour les éleveurs d'animaux qui voient le potentiel d'utiliser la modification du génome pour compléter les méthodes traditionnelles. programmes d'amélioration génétique.

L'équipe de scientifiques de l'Université de Californie espère également perfectionner une technique pour concevoir génétiquement des bovins afin qu'ils ne produisent que des descendants mâles, qui grandissent plus vite que les femelles.

Et, ils espèrent concevoir des vaches moins sujettes à la pneumonie, ce qui réduirait leur besoin d'antibiotiques.


Les médias détruisent la dernière innovation biotechnologique : les vaches sans cornes

C'est toujours révélateur de la façon dont la presse décrit les derniers développements de la génétique agricole - avec sobriété ou avec la poussée d'hystérie qui en est venue à définir la couverture médiatique de la biotechnologie.

Malheureusement, une série de rapports au cours du week-end sur les progrès dans le développement d'une vache laitière génétiquement modifiée pour être sans cornes ont été teintés d'exagérations et de distorsions familières. « Les scientifiques conçoivent une vache de santé et de sécurité, génétiquement modifiée pour n'avoir pas de cornes », a déclaré le Horaires du dimanche. « Frankencow sans cornes : les ingénieurs en génétique visent à créer des super-bovins », a crié La Russie d'aujourd'hui. Les généticiens, disent-ils, « extraient » une bande d'ADN du génome d'un bovin et « l'implantent » d'ADN dans un autre. Un flux d'histoires tel que décrit Le télégraphe quotidien et un grand nombre d'autres médias se lisent comme des pages du livre de jeu anti-OGM. Les histoires sont généreusement saupoudrées de mots de code sur les animaux de conception, les transgéniques et les Frankencows. Pas étonnant que les gens soient dans le vertige.

En fait, les innovations qui ont conduit à la vache laitière sans cornes sont à la fois époustouflantes et simples, faisant partie d'un effort international qui a trouvé un moyen moins coûteux, plus rapide, plus sûr et plus précis de combiner le génie génétique avec des techniques d'élevage standard pour modifier le bétail. C'est une avancée, pas une révolution. Des scientifiques du Royaume-Uni et des États-Unis s'associent pour développer un animal de ferme classique, des vaches laitières sans cornes, afin que le bétail ne mette pas en danger les humains, eux-mêmes et les autres animaux à proximité de leur tête oscillante.

Le bétail sans cornes (animaux sans cornes chez les espèces à cornes normales) existe depuis des lustres. Notez cet article (à gauche) de 1947 décrivant un agriculteur de l'Iowa qui avait développé un troupeau de bovins Guernesey sans cornes, portant son total de bovins sans cornes à 16, tous descendants du stock d'origine.

Alors que les agriculteurs ont pu croiser des bovins de boucherie, comme l'Aberdeen Angus, afin qu'ils n'aient pas de cornes dangereuses, ils ont eu moins de chance dans les races laitières les plus productives, en particulier les Holstein, la vache laitière la plus productive au monde.

La biotechnologie pourrait-elle prêter main-forte ici? Scott Fahrenkrug, professeur de génétique à l'Université du Minnesota, pense que oui. En collaboration avec des scientifiques de l'Université Texas A&M et de l'Université d'Édimbourg, Fahrenkrug a fondé une entreprise, Recombinetics, qui utilise des «ciseaux moléculaires» surnommés TALEN pour déplacer des extraits naturels d'ADN trouvés chez les animaux. La technique de Fahrenkrug n'implique pas la transgénique, qui résulte du déplacement de gènes d'une espèce à une autre. Bien que totalement sûre, la mention même de la manipulation génétique exaspère les militants anti-OGM. Dans ce cas, Recombinetics reflète la nature en prenant des extraits d'ADN qui sont apparus pour la première fois par le biais de mutations naturelles et spontanées dans le bétail il y a des centaines d'années pour créer des vaches sans cornes. Les extraits sont copiés et non insérés comme l'avaient fait divers rapports. Ils ne sont pas déplacés. Aucun ADN « étranger » n'est inséré. Nous mangeons ces vaches et buvons leur lait depuis des siècles, nous sommes donc sûrs qu'il n'y a pas de conséquences néfastes pour la santé.

"La mutation est totalement naturelle et clairement sans danger", m'a dit Fahrenkrug. « Nous pourrions déplacer cette mutation grossièrement par croisement. Mais depuis les années 1960, nous avons vu notre production de lait décupler. Si nous devions créer ces vaches laitières sans cornes par ces techniques à l'ancienne, cela pourrait prendre des années et, au mieux, cela entraînerait une confusion des stocks de bœuf et de lait. Ils détruiraient les deux lignes. L'autre alternative est ce que nous choisissons de le faire. Faisons-le avec précision, en protégeant la santé et l'intégrité des animaux et en garantissant des lignes de bœuf et de lait robustes. »

Nous avons donc ici une technique qui n'est pas transgénique, comme la plupart des articles de presse le laissent entendre. Aucun ADN « étranger » n'est inséré, comme de nombreux rapports l'ont indiqué. Aucun organisme génétiquement modifié (OGM) n'a été créé. Yet when you read the reports—or worse, the comments posted by activists—you would think Mother Nature had been violated.

Progressives and sustainability experts should be eagerly promoting and embracing Fahrenkrug’s editing technique, which would mean that fewer cows are manually dehorned on farms, a much more invasive and painful process. “This would be a major advance in animal welfare,” said Geoff Simm, a professor of animal breeding who chairs the UK government’s Farm Animal Genetic Resources Committee, and has long championed the idea. People for the Ethical Treatment of Animals has expressed tentative support for this innovation, noting it would have a dramatic and positive impact on the lives of livestock. But more uncompromising groups, such as the American Anti-Vivisection Society, remain opposed to it on the grounds that it might make factory farming, which is their central target, more acceptable.

The beauty of Fahrenkrug’s work is that scientists are using what are essentially classical breeding techniques, albeit more precisely and without the use of antibiotic resistance genes (one of the main targets of anti-GMO campaigners). The process mimics natural genetic mutations so closely that it would be impossible to tell from examining the animal’s DNA whether or not it had been altered, researchers say.

Creating hornless milk cows is just one of the cutting edge projects using this editing technique. Fahrenkrug is using similar techniques to develop pigs and cows that are resistant to hoof and mouth disease. He’s also pioneered the development of “sustainable cows”—animals that grow larger yet consume less protein and also give off less gases released as methane waste, which could dramatically cut down on greenhouse gas levels. He’s also identified ways to knock out a disease carried by as much as 25 percent of Jersey cows simply by editing out a single letter in the 3 billion bovine genetic alphabet.

Professor Bruce Whitelaw, Fahrenkrug’s partner at the Roslin Institute at the University of Edinburgh, calls these advances “clean genetic engineering” for how precise and safe it is, thanks for the fact that it uses existing mutations—yet that distinction is lost on anti-GMO campaigners who paint biotechnology with a broad brush. “Unless you had an audit trail of how that animal was formed, you would have no way of knowing how that mutation happened. It could have happened naturally, or in this case been engineered by a DNA editor.

Most anti-GMO campaigners, baffled by the simplicity of Fahrenkrug’s technological breakthroughs, continue to mischaracterize his work and similar biotechnology, breakthroughs by widely circulating the “Frankencow” canard. It’s not just campaigners, however, Fahrenkrug notes. He pointed to a central clause in the “Genetically Engineered Food Right to Know Act,” introduced in Congress last week. The wording was clearly guided by activists rather than scientists, he told me. For example, the bill now uses a sweeping and very unscientific definition of “genetic engineering” to include “in vitro nucleic acid techniques, including recombinant DNA and direct injection of nucleic acid into cells or organelles.” That’s stunning in its breadth … and would result in mandatory labeling of natural processes, such as those introduced by Fahrenkrug. In effect the poorly written legislation attempts to re-classify some simple techniques used in classical breeding as GMOs—and could in the process endanger the technologically enhanced classic breeding techniques that are poised to revolutionize animal welfare. However intended, that’s just one of many passages in this shabbily written bill that will retard or kill the biotechnology revolution.

If passed in its current form, this bill could undo progress in our science-based regulatory system and unnecessarily complicate the marketing of natural and safe products springing from Fahrenkrug’s and others pioneering work in gene editing. This backwards thinking in the Era of the Genome would tragically hinder the development of foods focused on sustainability, feeding the burgeoning world, and enhancing animal welfare.

Jon Entine, executive director of theGenetic Literacy Project, is a senior fellow at theCenter for Health & Risk Communication etSTATISTIQUES (Statistical Assessment Service) at George Mason University.


Scientists genetically engineer hornless dairy bulls

The technology has been proposed as an alternative to debudding, a common practice performed to protect other cattle and human handlers.

This process can, however, often be unpleasant and has implications for animal welfare.

Now researchers at the University of California, Davis, have successfully bred bulls without horns after splicing the ‘hornless’ gene from Aberdeen Angus cattle.

They inserted this gene into the Holstein breed. Since then, the team have been studying six offspring of a dairy bull, genome-edited to prevent it from growing horns.

They report that none of the bull’s offspring developed horns, as expected, and blood work and physical exams of the calves found they were all healthy.

The researchers also sequenced the genomes of the calves and their parents and analysed these genomic sequences, looking for any unexpected changes.

“Our study found that two calves inherited the naturally occurring hornless allele and four calves additionally inherited a fragment of bacterial DNA, known as a plasmid,” said author Alison Van Eenennaam, with the UC Davis Department of Animal Science.

Plasmid integration can be addressed by screening and selection, in this case, selecting the two offspring of the genome-edited hornless bull that inherited only the naturally occurring allele.

“This type of screening is routinely done in plant breeding where genome editing frequently involves a step that includes a plasmid integration,” she added.

Van Eenennaam said the plasmid does not harm the animals, but the integration technically made the genome-edited bull a GMO, because it contained foreign DNA from another species, in this case a bacterial plasmid.

“We’ve demonstrated that healthy hornless calves with only the intended edit can be produced, and we provided data to help inform the process for evaluating genome-edited animals,” said Van Eenennaam.

“Our data indicates the need to screen for plasmid integration when they’re used in the editing process.”


Hornless cattle make case for gene editing and less restrictive regulation of GM animals

Hornless cattle, described by GLP’s Jon Entine here last year, have lumbered onto the GMO scene once more. This time they appear as an example in Antonio Regalado’s speculations at Technology Review about the future of GMO regulation, especially animal biotechnology.

Because the cattle are made using gene editing techniques and no genes from other species, the hope by some is that regulators will accept them more readily than they have GM animals produced in other ways. The hornless cattle are the brainchild of molecular geneticist Scott Fahrenkrug, who used to be at the University of Minnesota but left to form his animal GMO startup, Recombinetics. He wants to breed GM pigs as model animals for human disease research as well as cattle without horns.

Hornless cattle are desirable because they are less dangerous to people and to each other. Some breeds are hornless naturally, but dairy cattle breeds usually have horns that are burned or sliced off, a horribly painful process. A Recombinetics investor who took part in dehorning in his youth told Regalado that it was a bloody mess. “You wouldn’t want to show that on TV.”

Fahrenkrug, whose company is using a gene editing method called TALENs, is not the only scientist hoping that gene editing will pass muster with regulators. A few weeks ago I wrote here at GLP about a gene deletion, using a different gene editing technique called CRISPR, which helps wheat resist powdery mildew. The hope is that because the work did not involve gene transfer it will not arouse opposition.

Is gene editing close enough for government work?

It’s not clear that organisms made via gene editing techniques will be able to avoid the name-calling and regulatory suspicion usually heaped on GMOs. Optimists are hoping that gene-edited products will impress regulators when they contain no foreign genes and so make it to market.

The Chinese scientists who developed the disease-resistant wheat said that explicitly. China has invested in research on GM crops but has approved none for field-testing recently, ostensibly in response to public concern. Two plant geneticists (one from China) took to the pages of PLOS Biology in June to make the case for regulatory approval of genetic modification of plants that does not involve “foreign” genes. In addition to gene editing methods like CRISPR, there are plant GM methods that resemble natural mutations, and also mutations produced by techniques long accepted in agriculture, such as those induced by chemicals, X-ray, and gamma rays.

The hornless cow people are hoping for regulatory benignity too. A hornless cow has a uniquely attractive quality: its purpose is to produce dairy herds that don’t have to undergo the painful de-horning procedure now common in the industry. This is a GMO that is the embodiment of kindess to animals, in contrast to the complaints often leveled against genetically engineered livestock. Good PR for a change?

The question of “foreign” genes is a little iffier here though. Hornlessness is produced by insertion of genes from other cattle breeds that are naturally hornless. “We’re talking about genes that already exist in a species we already eat,” Fahrenkrug told Tech Review.

Is that close enough for government work? Would the Food and Drug Administration nod and approve its first genetically modified food animal because–although a hornless dairy cow is, strictly speaking, a transgenic organism–it contains only inserted genes from the same species?

Even if the argument is persuasive with regulators, would it fly with the general public, and particularly with opponents of genetic modification? I’m doubtful. For one thing, the professional GMO antagonists often have agendas not directly related to genetic modification, for example opposition to agricultural multinationals. For them, how GM is done doesn’t matter much.

For others, a lot of the unease with genetic modification appears to involve inchoate worries about “tinkering with Nature” and “playing God.” For people with those concerns, the methods of genetic modification are irrelevant. It’s the very idea of genetic modification that worries them.

Note also that not all applications of gene editing are transgene-free. Presumably they would encounter the same objections made to any GM project involving insertion of foreign genes. One extraordinary example: The breathtaking proposal to modify the genes of the entire species of mosquito that carries malaria. The proposal employs CRISPR gene editing. But it also involves insertion of a gene, designed by the researchers, that would make mosquitoes resist the malaria parasite. My July GLP article about this plan, and proposals made by the researchers themselves for public discussion of this massive project, is here.

Bringing home CRISPR bacon

Meantime, gene editing, especially CRISPR, continues to take genetic science by storm. (Here’s my GLP description of how CRISPR works.)

In just a year, Spanish researchers say, CRISPR has made possible “an immense range of genetic modifications in most model organisms.” With CRISPR, multiple genetic modifications can be introduced seamlessly in a single step. It has enabled precise genetic engineering of organisms with difficult-to-edit genomes. Also technically challenging species. (They are speaking here of primates.)

Scientists at the Université Laval in Quebec report that they have used CRISPR to alter virulent phages. Phages are viruses that infect bacteria, not people they can’t even recognize animal cells. That kind of thing will make it possible to study relationships between phages and their hosts, and presumably could lead to engineered phages that could destroy disease bacteria.

CRISPR and other synthetic biology techniques will lead to cures for diseases of neurodegeneration, according to researchers at Imperial College London.

On September 5 in Science, scientists at the University of Texas Southwestern Medical Center announced that they had prevented muscular dystrophy in mice by using CRISPR to correct the mutation that causes it. They did this in the mouse germline, so the correction showed up in their offspring. The plan for humans is to cure the disease, not prevent it, by correcting disease-causing mutations in the muscle tissue of patients with muscular dystrophy.

But why wait until a patient has suffered? Why not prevent the disease long before birth? Researchers at the University of Wisconsin say the CRISPR “system is poised to transform developmental biology by providing a simple, efficient method to precisely manipulate the genome of virtually any developing organism.”

Franco J. DeMayo and Thomas E. Spencer, Editors-in-Chief of the journal Biology of Reproduction, declared last month that CRISPR “is completely revolutionizing genome engineering.” This was a commentary on “sizzling work” describing the “easy and efficient” way CRISPR generates genetically engineered pigs. They say the techniques are critical to developing new animal biomedical research models, agricultural animals with specific desired traits achieved without a complicated breeding scheme, and therapeutics to correct human and animal diseases. “In summary, we expect this technology to revolutionize all aspects of science.”

Wow. That’s a pretty comprehensive forecast. And please believe me when I tell you that these examples are just a few highlights. There’s more, much more about the coming glory days of gene editing methods, especially CRISPR. My point is to emphasize once more the unprecedented power that scientists are claiming for these techniques. And it’s not just boyish enthusiasm and hype. They think gene editing, which employs a tactic that bacteria invented 3 billion years ago for warding off disease, is light-years better than other genetic engineering techniques. Easier. Cheaper. And therefore bound to become more widespread.

And just to be clear, we are not talking here only about plant and animal GMOs. In a New England Journal of Medicine paper recounting gene editing techniques for modifying primate embryos and calling for public discussion of the implications of this work, scientists at the University Medical Center Freiburg, Germany said this: “The successful genetic editing of one-cell primate embryos raises ethical issues that go beyond the balance between the scientific value of transgenic monkey models in understanding human disease and concerns about their creation. These studies bring us one step closer to the potential for manipulating genes in human embryos.”

Tabitha M. Powledge is a long-time science journalist and a contributing columnist for the Genetic Literacy Project. She also writes On Science Blogs for the PLOS Blogs Network. Follow her @tamfecit.


Voir la vidéo: NEOFAL P - Un sans cornes très complet (Août 2022).