Prosjektresultater

Gener er en naturlig del av all mat, og laks får naturlig forekommende gener og gensekvenser i alt fôr. Det er først de siste årene etter at genmodifiserte organismer (GMO) har fått så mye oppmerksomhet at dyr og menneskers inntak av gener har kommet i fokus. Forskning viser at et menneske spiser fra 0,1-1,0 gram DNA per dag. Det som er spesielt med genmodifiserte planteråvarer (GMPP) er at de inneholder gensekvenser som ikke er naturlige for planten. Gensekvensene kan for eksempel komme fra en bakterie.

I forsøkene med laks, har vi studert en type genmodifisert Bt-mais (event Mon810) som har et innsatt gen fra bakterien Bacillus thuringiensis (Bt), Dette gjør at maisen uttrykker CryIA(b) proteiner. CryIA(b) proteiner gjør planten motstandsdyktig mot insektangrep fra maispyralide (Ostrinia nubilalis). Proteiner ødelegger tarmen til insektene slik at de dør. Bt-mais (mon810) er godkjent på matmarkedet i EU og USA, samt i det norske fôrmarkedet. Studiene har også evaluert bruk av Roundup Ready® soya (RRS) i fôr til laks. RRS uttrykker et protein som gjør planten motstandsdyktig mot sprøytemiddelet Roundup. RRS er også godkjent i EU og USA, og har vært relativt lenge på fôrmarkedet her i landet.

Blir modifiserte gener brutt ned i fôrproduksjonen, eller i laksens tarm?

Spôring og lokalisering av gensekvenser fra RRS og Mon810 planter har vært en del av arbeidet med bruk av GM råvarer i fôr til laks. Siden prosjektet ble startet i 2001 har man utviklet metoder for å finne igjen små mengder genmodifiserte gener (transgener) i ulike organer og celler hos Atlantisk laks som har spist GMPP.

Det er utviklet svært følsomme metoder som kan identifisere lave konsentrasjoner av flere GMPP i fôr og matvarer. Metoden trenger ikke mer enn 2-5 genkopier for å identifisere en tilstedeværelse av GMPP, og 50-100 genkopier for å kvantifisere mengden av GMPP. Det er særlig GTS 40-3-2-(Roundup Ready® soya (RRS)) og Mon810-mais som har blitt vektlagt i disse forsøkene. Man kan nemlig ikke anta at ulike genmodifiserte planter har den samme effekten på fisken, heller ikke at fisk i ulike livsstadier reagerer identisk på GMPP.

Selv om råvarene utsettes for høyt trykk og varme i fôrproduksjonen, blir GMPP bare delvis nedbrutt i denne prosessen. Alle DNA-sekvensene fra GMPP som ble undersøkt, ble funnet igjen i det ferdige fôret (link til Sanden et al 2004). Nyere resultater fra NIFES viser også at tarmceller hos laks kan ta opp små DNA-sekvenser. Metoden vil bli brukt i fremtidige fôringsforsøk, og vil blant annet kunne fortelle oss mer om ulike opptaksmekanismer for transgener når man bruker genmodifiserte råvarer i fiskefôr.

Finner man de modifiserte genene igjen i andre celler hos laksen, og i tilfelle i hvor stor mengde?

Bildet viser deler av tarmen til atlantisk laks og er et lysmikroskopi-bilde. Lysmikroskoper forstørrer opp små detaljer i et bildet som man ikke kan se med det blotte øyet, forstørrelse brukt her er 400x. De svarte feltene på bildet er tarmceller som har tatt opp små DNA-molekyler og de hvite feltene er tarmceller som ikke har tatt opp DNA-molekyler. Foto: Monica Sanden, NIFES.

Laks ble fôret med syntetiske DNA-sekvenser for å se om fisken tok opp gensekvenser fra tarm, og eventuelt transporterte disse til andre organer. Resultatene viser at DNA-sekvenser kan tas opp fra tarm og føres videre til laksens organer (blod, lever, nyre og muskel ble undersøkt). Den høyeste konsentrasjonen av DNA-sekvenser ble funnet 6 timer etter fôring. Dette forsøket sier ingenting om mengden DNA som tas opp i fisken. I et forsøk der laks fikk injisert syntetiske DNA-sekvenser i bukhulen ble DNA funnet igjen i alle undersøkte organer i små mengder (ca 1 % av injisert DNA). Resultatene fra injeksjonsforsøket antyder at mengde DNA som kan tas opp og finnes igjen i laksens organer er svært små (1% eller mindre av konsumert DNA).

Påvirkes laksen av å spise fôr med genmodifiserte ingredienser?

Flere fôringsforsøk har blitt gjennomført i prosjektet hvor de to mest utbredte genmodifiserte plantene, Roundup Ready^ soya og Bt mais, har blitt evaluert som fôringredienser til laks. De har blitt sammenlignet med de konvensjonelle (umodifiserte) plantene, som regel morlinjen som ble brukt som utgangspunkt for genmodifiseringen.

Effekten av Roundup Ready^® soya på produksjons-parametere og helse hos laks har blitt grundig undersøkt i fire fôringsforsøk. Det har ikke blitt observert forskjeller mellom GM og konvensjonell soya på vekst, fôrutnyttelse eller fordøyelighet av næringsstoffer. Små forskjeller mellom diettgruppene som har blitt observert i parametere som størrelse på milt og tarm, plasma lipider og lysozym nivåer (komponent i det uspesifikke immunsystemet), har ikke vært reproduserbare fra forsøk til forsøk (eller til og med vist motsatt respons), noe som tilsier at disse er forårsaket av andre ting enn genmodifiseringen, som f.eks små forskjeller i anti-næringsstoffer som er umulig å balansere for i diettene. Videre har ingen av målingene vist seg å være utenfor det normale området for frisk laks. Vi kan konkludere med at Roundup Ready^®  GM soya ser ut til å være en like god fôringrediens for laks som ikke-GM soya, selv ved så høye innblandingsnivåer som 25%.

Når det gjelder Bt mais, ble det ikke observert noen forskjeller i vekst eller organutvikling hos lakseyngel gitt en lav innblanding (6%) av GM mais. Imidlertid så vi en reduksjon både i fôrinntak og vekst i et påfølgende forsøk der vi brukte 15 og 30% GM mais. Det var også andre forskjeller mellom fisken fôret med GM og ikke-GM mais, inkludert i den relative størrelsen på lever og baktarm, glukoseopptak over tarm, nivåer av stress-relaterte proteiner i lever og tarm, samt andelen granulocytter i blodet. Sammen kan dette indikere en mild stress respons og muligens en effekt på immunsystemet. På dette tidspunktet har vi ikke tilstrekkelig data til å konkludere angående Bt mais som fôringrediens for laks. 

Hva mer må vi finne ut?

Prosjektpartnerne er allerede i gang med flere fôringsforsøk med laks med genmodifisert Bt mais, ett forsøk med voksen laks som er fullført (men resultatene er ikke ferdig analysert enda) og et fôringsforsøk med stamfisk der vi også følger utvikling av egg og yngel. Vitenskapskomiteen for Mattrygghet (VKM) har stilt spørsmålstegn ved hvorvidt Bt-proteinet er trygt, da vi mangler kunnskap på dette området. I de nye forsøkene vil vi følge opp de mulige effektene på blod- og immunsystemet grundigere, og i tillegg undersøke flere parametere som kan si noe om immunfunksjon og fiskehelse blir påvirket.

Laks. Foto: NIFES

Reproduskjonsforsøket vil også fokusere på tidlige stadier i livssyklus som kanskje kan være spesielt sensitive, og Bt maisen vil bli testet i kombinasjon med soya som kan gjøre fisken mer sårbar på grunn av betennelsesreaksjoner i tarmen.

Opptak av gensekvenser fra fôret er også et område der vi trenger mer kunnskap. Selv om det på nåværende tidspunkt ikke er noe som tilsier at det er noen forskjell på genmodifiserte og ”vanlige” gener når det gjelder opptak i fisken, er det svært mye vi ikke vet her, som mekanismen for opptak og eventuelle konsekvenser, positive eller negative, av dette opptaket. Ved å bruke rotter som humane helsemodeller i fôringsforsøk blir også ulike problemstillinger knyttet til mattrygghet undersøkt. Rotter vil bli fôret både med GM planter direkte i fôret og med filet fra laks som har spist GM planter.

Bruk av sebrafisk for videre undersøkelser av fiskehelse

Partnerne er allerede i gang med et fôringsforsøk der fôr med Mon810 mais og RRS blir gitt til sebrafisk. Fisken er en mye brukt modellfisk i utviklingsbiologi, fysiologi og molekylær genetikk, mens fiskeernæringsstudier med sebrafisk som modell er et relativt nytt felt.

Sebrafisk. Foto: NIFES

Her vil man ta i bruk etablerte molekylærbiologiske metoder og erfaringer fra tidligere fôringsforsøk og undersøke om sebrafisken blir stresset av å spise genmodifisert mais. Det er fordelaktig å bruke en liten akvariefisk fordi den trenger små mengder fôr. Det kan nemlig være vanskelig å skaffe tilstrekkelige mengder genmodifiserte råvarer med morlinjer, hvilket er det optimale materialet til disse studiene. I tillegg går fôringsforsøk med sebrafisk mye raskere og er mindre ressurskrevende enn storskala fôringsforsøk på laks.