Unaturlig seleksjon

For 1000 år siden hadde menneskene enda ikke oppdaga New Zealand. De eneste pattedyrene som bodde der var de som hadde flydd dit, altså flaggermus, og de som hadde svømt, som seler og sjøløver. Fraværet av landpattedyr førte til at fuglene kunne holde seg på bakken, og flere arter mista etter hvert evnen til, og behovet for, å fly.

Så kom menneskene, og med menneskene kom blant annet rotta, røyskatta og pungrotta. Det er ikke greit å være landfast fugl når du er omgitt av rovpattedyr, mennesker medregna, og i dag står arter som kivi, veka og kakapo på rødlista.

• Les: Født sånn, blitt sånn, eller redigert sånn?

I fjor gikk New Zealands daværende statsminister John Key ut og erklærte krig mot predatorene.

– I 2050 skal New Zealand være fritt for rotter, røyskatter og pungrotter. De dreper omtrent 25 millioner fugler hvert eneste år.

Å kvitte seg med hundrevis av millioner av dyr er åpenbart lettere sagt enn gjort. Men ny teknologi åpner dører, og nå kan gendrivere i teorien gjøre det mulig å utrydde hele populasjoner uten at noen dyr blir drept.

Ikke lenger tilfeldig

I utgangspunktet styres en populasjons utvikling av tilfeldig mutasjon og naturlig seleksjon. Mutasjoner i arvestoffet kan oppstå av flere årsaker – det kan framprovoseres av eksterne faktorer som for eksempel stråling, eller komme som en konsekvens av normale prosesser i en celle.

Som oftest har mutasjoner enten ingen effekt eller negative konsekvenser for organismen den bor i, og da forsvinner den etter hvert fra populasjonen. Hvis mutasjonen derimot gir organismen en fordel, sånn at avkom som arver den er bedre rusta enn de som ikke har den og dermed får flere levedyktige etterkommere, spres den – naturlig seleksjon. Vanligvis må det to foreldre til for å lage barn, og hver av disse foreldrene får videreført bare halvparten av sitt genetiske materiale til avkommet. Med mindre det er en gendriver med i bildet.

Genredigeringsteknologien CRISPR/Cas9 gjør det nå forholdsvis enkelt å gjøre målretta endringer i DNA, man kan både fjerne og bytte ut gener. Hvis man i tillegg setter selve genredigeringssystemet inn i arvestoffet sammen med den genvarianten man vil ha, "klipper" redigeringssystemet varianten inn i – det i utgangspunktet normale – genet som kommer fra den andre forelderen. Dermed vil alle avkom, ikke bare halvparten, arve den ønska genvarianten. Dette er en gendriver, og gendrivere er i stand til å spre genetiske endringer til hele populasjoner.

– Galt å si nei

"Å spre genetiske endringer til hele populasjoner" er potensielt akkurat så revolusjonerende som det høres ut som. For eksempel:

• Sykdomsbekjempelse: Hvert år dør omtrent 500.000 mennesker av malaria. Det er parasitten Plasmodium som forårsaker sykdommen, og den spres av forskjellige myggarter i Anopheles-slekta. Ved hjelp av gendrivere kan man lage mygg som er resistente mot parasitten, eller man kan rett og slett gjøre alle hunnene sterile.
• Utrydde skadedyr: Tilbake til New Zealand og gnagerproblemet der. Det er vanskelig å belage seg på rottegift når områdene som skal dekkes er såpass store, og i byene er det umulig. Med gendrivere kan man for eksempel sørge for at det bare fødes hannrotter, dermed vil populasjonen forsvinne av seg selv.
• Hjelpe trua arter genetisk: På samme måte som man kan sette inn ufordelaktige genetiske varianter i organismer, kan man sette inn varianter som hjelper dem til å overleve.

Hvis en nyvinning er potensielt revolusjonerende og i tillegg knytta til redigering av gener er den gjerne omdiskutert, og i dag kom Bioteknologirådet med sin uttalelse om gendriverteknologi.

De stiller seg positive til utvikling av teknologien, samtidig som de sier at videre forskning bør være påkrevd. Fullskala utsetting i naturen mener de vi bør vente med til vi har et godt internasjonalt regelverk på plass. Rådet er stort sett innbyrdes enige, det eneste som skiller er noen ulike meninger om hva som skal til for å få gjøre feltforskning.

• Les: Teknologien som kan endre alt

– Vi kan ikke være helt sikre på hvilke konsekvenser det vil få å forandre genene til hele populasjoner, gendriverkonseptet skiller seg såpass mye fra evolusjon som vi kjenner det, sier Arne Holst-Jensen, medlem i Bioteknologirådet og seniorforsker ved Veterinærinstituttet, til NRK.

Han påpeker at dette handler om teknologi som kan gjøre irreversible forandringer, og at man derfor må være ekstremt forsiktig når det kommer til feltforsøk.

– Men for å få nok kunnskap må vi gjøre disse forsøkene, dette har så stort potensial at det ville vært galt å si nei til teknologien. Vi må bare være forsiktige, og ta det trinn for trinn.

Nå også i pattedyr

Foreløpig har gendrivere bare blitt testa ut i laboratorier. Hittil vet vi om at det er gjort forsøk med bananfluer og to typer malariamygg, og at det i tillegg jobbes med rundorm ved MiT i USA.

I forrige uke rapporterte MIT Technology Review at forskere både i USA og Australia har satt gendrivere inn i husmus, dermed er også pattedyrbarrieren brutt. De modifiserte musene ble født for bare noen måneder siden, og rapporten lar foreløpig vente på seg.

Forsøkene med mus koordineres av Island Conservation, ei gruppe som prøver å fjerne gnagere fra øyer for å bevare trua fuglearter under mottoet "forhindrer utryddelse". For det er ikke bare på New Zealand de mister arter – dyr på øyer er særlig sårbare. Øyer utgjør mindre enn 5 prosent av Jordas totale landmasse, men huser 40 prosent av de artene vi vet er utrydningstrua. På små øyer kan rottegift mot uønska gangere fungere, men på større øyer, og på øyer der det bor masse mennesker, blir den taktikken vanskelig.

– Vi må tenke litt utenfor boksen. Nå jobber vi mot å få skapt datterløse mus, sier Karl Campbell fra Island Conservation til MIT Technology Review.

En datterløs populasjon blir ganske fort en utrydda populasjon, uten at noen blir drept.

Men hvor stor forskjell er det egentlig på å aktivt utrydde en populasjon kontra det å la dem dø ut ved å ta fra dem muligheten til å forplante seg?

– Dyr har behov for å formere seg, og når alle individene er hanner hindres de i naturlig atferd, noe som også må tas med i vurderingen Bjørn Hofmann til NRK

Han er professor ved NTNU Gjøvik og ved Senter for medisinsk etikk, UiO, og er også medlem av Bioteknologirådet. Hoffman sier at dette temaet er komplekst, og reiser en rekke grunnleggende spørsmål

– For det første er det et spørsmål om hvor mye mennesker bør gripe inn i naturen. Selv om vi driver avl, utgjør naturen et livsgrunnlag som mange mener må respekteres. Grunnen til dette varierer. Noen mener at naturen er skapt av gud, mens andre mener at den utgjør er en skjør balanse, som vi skal være forsiktige med å rokke ved.

Han forklarer at andre igjen vil hevde at evolusjonen utgjør et grunnleggende prinsipp, som vi ikke skal rokke ved. Og at noen argumenterer for at naturen er ond eller ufullstendig og må forbedres, for eksempel ved genmanipulasjon.

– For det andre handler det om hvorvidt vi har kontroll og hvordan vi skal håndtere risiko. Er det riktig å endre naturen ut over hva vi har kontroll over eller kan ta ansvar for?

Med gendrivere vil endringene komme lenge etter selve inngrepet. Hofmann sier at dette fører til at mange tar i bruk føre-var-prinsippet, men at det er omdiskutert, fordi det kan brukes til å stoppe viktige fremskritt, og har mange tolkninger.

– Det viktigste og vanskeligste spørsmålet som ligger under mange av disse argumentene er spørsmålet om dyr og planter har verdi i seg selv eller om de får verdi ut fra hvilken betydning de har for mennesker.

Noen år frem i tid

Neill Gemmell er forsker ved University of Otago i New Zealand, og sitter i komitéen som jobber mot å få landet predatorfritt før 2050. Han tror ikke gendrivere er en enkel løsning på problemet.

– Jeg tror det er veldig mange ting som kan gå galt. Hvis vi tror at vi bare kan slippe løs noen genmodifiserte mus og tro at de skal utrydde seg selv gjør vi en stor feil.

Gemmell er likevel ikke avvisende til at det kan bli aktuelt på sikt, og komitéen har omtalt gendrivere som en realistisk mulighet. Men hvor er det egentlig usikkerheten ligger?

Holst-Jensen forteller at det er flere elementer i en gendriver som er med på å avgjøre hvordan det går:

• Overlever individene du setter ut lenge nok til at de rekker å formere seg?
• I hvor stor grad overføres den ønskede genvarianten til det andre kromosomet?
• Vil en gendriver ha noen utilsikta påvirkning, en form for genetisk tilleggskostnad? I teorien skal den ikke det, men vi vet ikke.
• Hvor stabil er gendriveren selv?
• Hvor sannsynlig er det at det i populasjonen oppstår eller eksisterer en mutasjon i den sekvensen som gendriveren setter seg inn i, slik at deler av populasjonen er resistente, eller utvikler resistens mot gendriveren?

I tillegg må vi vite nok om arten rent genetisk, er det risiko for overføring mellom arter? Er populasjonen helt avgrensa, eller foregår det en viss utveksling med nabopopulasjonen? Hvilken nisje fyller den, hvem tar over nisjen når den eventuelt forsvinner? Hvem mister maten sin? Og vil gendriverrotta på New Zealand kunne finne på å flyte helt til Australia på en kokosnøtt, for så å spre guttebarngenene sine der?

– Fullskala utsettelse av gendrivere ligger nok noen år frem i tid. Og når det gjelder rottene på New Zealand vil dette kunne få globale konsekvenser hvis genene kommer på avveie. Man starter nok heller der de økologiske konsekvensene av en utryddelse står i forhold til gevinst. Som for eksempel med malariamygg.

Men det er fortsatt lenge til 2050.