Jak CRISPR może uratować 6 miliardów kurczaków z maszynki do mięsa

musimy porozmawiać o kurczakach.

gdziekolwiek ludzie istnieją na planecie, prawie na pewno jedzą kurczaki – lub kurze jaja. Od Delhi do Pekinu, Moskwy do Oona-Woop-Woop, skromne ptactwo uzupełnia nasze pieczenie, zupy i talerze śniadaniowe.

każdego roku hoduje się 50 miliardów kurczaków, ale ponad 6 miliardów piskląt płci męskiej nigdy nie przekroczy wieku jednego dnia. Wylęgarnie na całym świecie czekają, aż chłopcy wyjdą z jaja, tylko po to, aby wysłać ich na pewną śmierć: szybka, przemysłowa szlifierka, która natychmiast je maceratuje.

to makabryczny los, ale to obecnie najbardziej ekonomiczny i-co ciekawe, niektórzy powiedzieliby-najbardziej humanitarny sposób radzenia sobie z tymi „bezużytecznymi” ptakami. Niefortunna prawda o biologii kurcząt: samce nie produkują jaj. Każdy samiec, który wykluje się jako kura składająca jaja, jest bezwartościowy, skazany na śmierć.

ale jeśli istnieje sposób na określenie płci pisklęcia przed wykluciem się, ubój jednodniowych samców może zakończyć się na dobre. Może to być postrzegane jako zwycięstwo dla grup obrońców zwierząt, które uważają rzeź za nieetyczną i barbarzyńską, ale również jako zwycięstwo dla przemysłu niosek jaj, który od dziesięcioleci szukał alternatywnej metody zabijania, która ma sens ekonomiczny.

w ciągu ostatnich 10 lat startupy biotechnologiczne zaczęły łapać i szukać złotego jajka w branży: przełomu, który umożliwiłby determinację płci w jajku (w ovo) i zmieniłby los miliardów kurczaków każdego roku.

niektórzy pionierzy z australijskiej Organizacji Badań Naukowych i przemysłowych (CSIRO) uważają, że znaleźli odpowiedź-i dotyczy to laserów. Korzystając z rewolucyjnego narzędzia inżynierii genetycznej znanego jako CRISPR, zespół może połączyć geny ukwiału morskiego w Genom kurczaka i stworzyć specjalne, świecące jajko. Świecąc światłem laserowym na skorupę, mogą wykryć płeć kurczaka w dniu, w którym jest położony.

chociaż pomysł jest prosty, ma moc fundamentalnej zmiany kurczaka na zawsze, umieszczając genetycznie zmodyfikowany organizm w łańcuchu pokarmowym. Oznacza to, że wkrótce możemy stanąć przed decyzją: czy chcemy powstrzymać zabijanie jednodniowych piskląt? A może chcemy użyć biotechnologii, aby nagiąć naturę do naszej woli?

co było pierwsze?

genetyka to największy problem branży układania i jej potencjalne rozwiązanie.

kurczak na talerzu to nie ten sam kurczak, który złożył jajka w omlecie. Kurczaki są specjalnie hodowane w obu celach. Te używane do produkcji mięsa są znane jako brojlery, podczas gdy te używane do produkcji jaj są znane jako warstwy. Na poziomie genetycznym te dwa rodzaje kurczaków są nieco innymi zwierzętami.

kurczęta brojlerów są genetycznie zaprogramowane tak, aby ich karma zamieniała się w mięśnie, robiąc się tak duże, jak to możliwe, tak szybko, jak to możliwe. Z drugiej strony kurczęta nieśne są predysponowane do składania jaj zamiast pompowania mięśni. Podczas gdy samce i samice kurcząt mogą być używane jako brojlery, warstwy to inna historia. Samice wyrastają na fabryki jaj, ale samce są w zasadzie nieużywanym produktem ubocznym. Nie mogą produkować jaj, a ze względu na ich genetykę, nie są tak świetne w budowaniu mięśni.

„ich genetyka jest taka, że są elitarni we wszystkim, co robią. Są albo elitarni w produkcji mięsa, albo elitarni w produkcji jaj”, mówi Mark Tizard, genetyk z CSIRO.

” rezultatem tego jest to, że potrzeba średnio trzy razy więcej czasu i dużo, dużo więcej paszy, aby wyhodować samca nieśnego kurczaka do rozsądnych rozmiarów, który można przekształcić w produkt mięsny.”

Chiny, największy na świecie producent jaj, potrzebują około 1,2 miliarda kur warstwowych, aby produkować ponad 1 miliard jaj dziennie. USA ma około 325 milionów warstw, które wypompowują około 75 miliardów jaj rocznie. W akcie hodowli kur warstwowych połowa potomstwa matki kury będzie płci męskiej.

w obecnej formie wszystkie jaja kury matki przechodzą ten sam 22-dniowy cykl inkubacyjny, który na końcu rodzi pisklę. Następnie wyspecjalizowany ” kurczak płciowy „sprawdza nowonarodzone pisklęta, patrząc” między ich nogi ” lub badając ich pióra skrzydeł, które różnią się nieznacznie między samcami a samicami. Płeć podejmuje decyzję-szybko-opierając się na małym wybrzuszeniu widocznym w otworze odbytu ptaka.

„dziewczyny wyjeżdżają na uroczą farmę, gdzie są pod opieką, karmione i trzymane” – wyjaśnia Tizard. „Chłopcy schodzą taśmą przenośnikową, a następnie prosto w dół do wirującego ostrza o dużej prędkości.”

rezultatem jest ponad 6 miliardów samców niszczonych każdego roku.

może się to wydawać bezlitosne i zimne, ale międzynarodowe organizacje dobrostanu zwierząt, takie jak Światowa Organizacja Zdrowia Zwierząt, nie potępiają takich zabójstw klinicznych. American Veterinary Medical Association 's guidelines for chick eutanasia stwierdzają, że jedną z głównych zalet tej metody jest „śmierć jest prawie natychmiastowa”, ale ten argument niewiele robi, aby przekonać organizacje opieki społecznej, że praktyka jest etyczna.

„jako organizacja wierzymy, że zwierzęta mają pełne prawo do życia, które nam się podoba”, mówi Alex Vince, koordynator kampanii zwierząt hodowlanych w Animal Liberation Australia. „Nie wierzymy, że istnieje etyczny sposób wykorzystania innego zwierzęcia w jakimkolwiek celu, gdy mamy mnóstwo dostępnych alternatyw.”

poza zamknięciem każdej fermy kurczaków na całym świecie, samce kurczaków będą nadal karmione do młynka. Rozwiązanie problemu, gdy kura jest jeszcze w jajku, jest mniej makabryczne niż alternatywa-i wiele firm na całym świecie próbuje to zrobić.

Policz kurczaki

ustalanie płci kurczaka w ovo nie jest nowym pomysłem.

jedna z niemieckich firm biotechnologicznych, Seleggt, wprowadziła swój pierwszy na świecie produkt „no-kill” do sieci supermarketów w Berlinie w listopadzie 2018 roku. Technologia Seleggt wybija małe dziury w skorupce jaja w dziewiątym dniu inkubacji, wysysając trochę płynu. Płyn jest używany do określenia płci pisklęcia poprzez testowanie kobiecego biomarkera.

stosując podobną metodę, Holenderski startup w Ovo pracuje nad własnym rozwiązaniem. Firma otrzymała ostatnio miliony euro, aby kontynuować rozwój swojej metody, która, podobnie jak w przypadku jaj Seleggt, pobiera próbkę płynu wewnątrz jaja w dziewiątym dniu inkubacji i szuka innego biomarkera.

„problem w tym, że tego rodzaju procedury są powolne i drogie” – mówi Tizard. „Są zbyt powolne i zbyt drogie, aby były ekonomiczne, aby zastąpić proces usuwania samców po wykluciu się.”

Tizard i jego koledzy z australijskiego CSIRO stosują inne podejście, które, jak mają nadzieję, będzie znacznie szybsze: genetycznie Inżynieria kurczaka do produkcji specjalnego rodzaju jaja. Taki, który emituje jasne, czerwone światło. Ta prosta edycja genów byłaby podobna do trzeciego oka-pozwoliłaby nam zajrzeć do wnętrza jaja. Warto zauważyć, że można go użyć pierwszego dnia, zaraz po złożeniu jaja.

„mamy proste przesłuchanie, które nie wymaga wiercenia żadnych otworów ani pobierania próbek i przetwarzania tych próbek i czekania na odpowiedź”, mówi Tizard.

wszystko czego potrzebujesz to laser i garstka genetyków.

czerwone światło, zielone światło

kiedy zapłodnione jajko jest złożone, pisklę w środku jest niczym więcej niż wiązką 60 000 komórek.

te komórki zawierają już materiał genetyczny, chromosomy pełne genów, geny pełne DNA. Podobnie jak u ludzi, chromosomy kurczaka determinują płeć. Jeśli kurczak otrzyma dwa chromosomy Z, będzie to mężczyzna. Jeśli otrzyma chromosom Z i W, będzie to kobieta. To daje inżynierom genetycznym cel: żeński chromosom Z, który jest przekazywany samcom piskląt.

technologia w centrum przełomu to CRISPR, potężne narzędzie Odkryte w 2012 roku, które jest tak wszechstronne, że może edytować prawie każdy gen w prawie każdym gatunku. Często nazywany „parą molekularnych nożyczek”, CRISPR może dokonać cięcia w sekwencji DNA genu i „wkleić” nowy gen w szczelinę.

w przypadku genetycznie zmodyfikowanych kurcząt CSIRO, CRISPR wklejałby Gen pochodzący z ukwiału morskiego do chromosomu męskiego. Gen ten wytwarza „czerwone białko fluorescencyjne” (RFP), które świeci w świetle lasera, powodując, że komórki wydzielają czerwono-pomarańczową fluorescencję. Tak jak czerwone światło mówi ci, abyś się zatrzymał, widząc czerwone światło odbijające się od wnętrza jaja, mówi handlerowi (lub maszynie), że w środku jest samiec, a proces inkubacji zostaje zakończony.

” to prosty test na obecność chromosomu przez światło w tym Jajku … zanim w ogóle włożysz go do inkubatora ” – mówi Tizard.

co się stanie, jeśli jajko nie świeci na Czerwono? Następnie kurą jest samica, jajo umieszcza się w inkubatorze, a 21 dni później rodzi się kura. Następnie jest sprzedawana na farmie i przez całe życie będzie wypompowywać jaja, które wypełniają kartony na półkach w supermarketach.

korzyści z usunięcia jaja z linii produkcyjnej krótko po złożeniu są dwojakie: inkubator miałby dwukrotnie wolną przestrzeń, dzięki czemu można zmieścić dwukrotnie jaja, a samce mogą być również przystosowane, na przykład do szczepionek lub produkcji pasz.

kartonowe kopie

jednym z najważniejszych elementów tworzenia genetycznie zmodyfikowanego kurczaka w tym celu jest edukacja społeczeństwa wciąż zaniepokojonego ryzykiem związanym z jedzeniem genetycznie zmodyfikowanej żywności. Podczas gdy naukowcy na ogół zgadzają się, że żywność modyfikowana genetycznie jest Bezpieczna do spożycia, Wiele osób nadal sprzeciwia się jej stosowaniu.

” wybór jest taki: czy chcesz nadal wycinać męskie pisklęta?- pyta Tizard. „A może chcesz mieć proces, w którym Biotechnologia jest wprowadzana i usuwana, bez żadnych zmian w produkcie spożywczym, który zbierasz w supermarkecie?”

jaja, które opracowuje CSIRO, są w zasadzie węglowymi kopiami jaj, które już kupujesz w supermarkecie. To dlatego, że samice-kurczaki, które składają nasze jadalne jaja-nigdy nie otrzymują modyfikacji genetycznej. Nie może skończyć w naszych ciastach lub omletach, ponieważ jest związany z męskim chromosomem.

rozwiązanie to elegancko omija kwestię regulacji dotyczących organizmów zmodyfikowanych genetycznie przeznaczonych do spożycia przez ludzi. A regulacje były notorycznie trudne w tej dziedzinie. Pierwsze zwierzę zmodyfikowane genetycznie, które zostało dopuszczone do spożycia, łosoś AquAdvantage, spędził 25 lat, starając się uzyskać zatwierdzenie od Amerykańskiej Agencji ds. żywności i Leków oraz od Health Canada. FDA ostatecznie zatwierdziła sprzedaż GM łososia w 2015 roku, ale komplikacje dotyczące sposobu znakowania produktów nadal uniemożliwiają wprowadzenie go na rynek w USA.

tizard sugeruje, że organy regulacyjne inaczej postrzegają swojego genetycznie zmodyfikowanego kurczaka i jest przekonany, że nie oznaczą jaj na rynku „GM.”Mimo to zdaje sobie sprawę, że ich jaja muszą podlegać tym samym procesom regulacyjnym, przez które przechodzą inne genetycznie zmodyfikowane organizmy. „Chciałbym zobaczyć, jak wszystkie pola są zaznaczone, zanim dojdziemy do etapu, w którym publiczność ma do czynienia z tym”, mówi.

dla konsumenta jest też kwestia ceny. W Niemczech, gdzie w grudniu 2018 r.po raz pierwszy w sprzedaży trafiły jajka „no-kill”, ceny kartonu wzrosły o 2-3 centy. Może nie na tyle, żeby było łatwo zauważalne, ale mimo to różnica. Biorąc pod uwagę potrzebę wyposażenia wylęgarni w nowy sprzęt, istnieje możliwość, że wzrosty te będą widoczne również w przypadku kur CSIRO.

Chris Delforce, dyrektor wykonawczy w Environmental advocacy group Aussie Farms, sugeruje, że ekonomia się nie sumuje.

„Przejście wszystkich tych urządzeń na seks przed wykluciem stanowiłoby znaczny koszt bez wyraźnego zwrotu Ekonomicznego, zwłaszcza gdy praktyka maceracji jednodniowych piskląt jest nadal w dużej mierze nieznana dla społeczeństwa zjadającego jaja.”

niektóre koszty mogą zostać częściowo zrekompensowane przez producentów jaj, ponieważ powstają nowe źródła dochodów z nadmiaru jaj kurzych samców. Jaja są ważną częścią produkcji szczepionek, a do pół miliarda jaj rocznie produkuje się około 90 procent szczepionek przeciwko grypie na świecie. Białka jaj są również widoczne w przemyśle kosmetycznym ze względu na wysoką zawartość białka, gdzie mogą być stosowane w szamponach i kuracjach do włosów.

tizard uważa, że jego kurczaki mogą bezproblemowo pasować do linii produkcyjnej, choć z niewielkimi zmianami w obecnych praktykach. „Potrzebne byłyby drobne poprawki do tego, jak rzeczy są obecnie wykonywane, ale jesteśmy pewni, że można to zrobić”, mówi.

wylęgając plan

poprzez selektywną hodowlę przypadkowo zaprojektowaliśmy samce piskląt, aby były całkowicie bezużyteczne dla przemysłu niosek. To stworzyło etyczny koszmar: rodzą się tylko po to, by umrzeć. Teraz musimy zaprojektować wyjście z tego.

Unilever, jeden z czołowych światowych producentów żywności, ogłosił dążenie do zaprzestania uboju piskląt w 2014 roku. Wydawało się, że zapoczątkowało to postęp w zakresie badań i rozwoju, a nawet doprowadziło do tego, że United Egg Producers, która stanowi 95 procent producentów jaj w USA, zobowiązała się do zakończenia tej praktyki do 2020 r., trzy lata temu.

ale wprowadzenie produktu na rynek było trudne. Poza niemieckimi jajami „no-kill” jest kilka historii sukcesu. Ponieważ zbliża się termin 2020, jest mało prawdopodobne, aby cel został osiągnięty, ale trwają nowe inicjatywy mające na celu pobudzenie nowego rozwoju.

najnowsze informacje pochodzą z Fundacji Badań nad żywnością i rolnictwem. Organizacja wspierana przez rząd USA ogłosiła 6 milionów dolarów ” Egg-Tech Prize „w październiku 2018 r., aby” stymulować rozwój nowych technologii”, które zapewniają szybką, wczesną determinację płci w ovo. Wnioski o finansowanie zalążkowe spodziewane są na początku 2019 r.

Timothy Kurt, dyrektor programu naukowego w FFAR, wyjaśnia, że obecne rozwiązania dotyczące seksu nadal cierpią na wiele pułapek: są zbyt powolne, działają zbyt późno podczas inkubacji i mają niską czułość.

dla grup zajmujących się dobrostanem zwierząt nic z tego nie ma znaczenia. Pomimo postępu naukowego, kurczaki będą nadal zabijane i umieszczane na naszych talerzach, smażone w naszym fast foodzie i pieczone w naszych piecach. Grupy takie jak Animal Liberation i Aussie Farms będą nadal sprzeciwiać się nieludzkiemu traktowaniu najbardziej zaludnionego ptaka na świecie.

„nasze stanowisko jest takie, że nie ma nic etycznego w hodowli, wykorzystywaniu i zabijaniu czujących istot dla zysku”, mówi Delforce. – Zawsze pozostanie on przemysłem nieodłącznie i bezpodstawnie nieetycznym.”

w końcu ani kurczak, ani jajko nie kończą jako pierwsze. To miejsce jest zarezerwowane dla nas, nasze śniadanie rozprzestrzenia się i nasze żołądki. Ale przekierowanie 7 miliardów jaj rocznie z gwarantowanego zniszczenia przez szybkobieżną szlifierkę musi się na coś liczyć, prawda?