Bioteknologi
Hvordan genredigering kan bevare biodiversitet
Redde arter fra udryddelse
Destruction of habitats, over-hunting, and other ecological damages have pushed many species into extinction, or close to it. It is an inherent characteristic of the so-called “Anthropocene”, a new geological era marked by the dominance of mankind over the Earth’s ecosystems.
Traditionelle bevaringsstrategier som naturreservater, beskyttelse af jagede dyr og avl i zoologiske haver har hjulpet med at redde mange arter fra randen.
Dog fokuserer disse strategier ofte på at redde arten som et samlet koncept, typisk med kun en begrænset pulje af individuelle dyr eller planter sammenlignet med den oprindelige naturlige population.
Dette kan faktisk redde en art, men medfører stadig et enormt tab af genetisk diversitet. Det kan gøre den reddede art mere sårbar over for fremtidige trusler som klimaforandringer, levestedødelæggelse eller patogener.
Et fremvoksende alternativ er genomredigeringsteknologi, som modificerer ikke kun ét gen, men store dele af en individs genetik. Dette kan hjælpe med at genoprette genetisk diversitet i en population, hvis genpulje har gennemgået en flaskehals som følge af en næsten-udryddelsesbegivenhed.
Forskere fra University of East Anglia, University of Copenhagen, University of Kent, Mauritian Wildlife Foundation, Durrell Wildlife Conservation Trust og Colossal Foundation & Colossal Biosciences diskuterede de etiske, samfundsmæssige og økonomiske overvejelser ved denne teknologi i en publikation i Nature Reviews Biodiversity1, med titlen “Genome engineering in biodiversity conservation and restoration”.
Genetiske flaskehalse
Planter og dyrepopulationer er opdelt i arter, med en almindelig definition at arter ikke kan krydsbestøve hinanden.
Genetikken i en art er dog ikke en homogen blok, da mange subtile genetiske variationer fører til intra-arts forskelle i adfærd, udseende, kapacitet, tolerance over for forskellige stressfaktorer, sygdomsresistens osv.
Når mange af de individer, der udgør arten, dræbes eller ikke formår at reproducere, kan en del af den genetiske diversitet gå tabt sammen med de individer, der bar den.
Det skaber det, økologer kalder en genetisk flaskehals, hvor mange egenskaber går tabt og ikke længere er til stede i de overlevende medlemmer af arten.
Kilde: Naturalis Historia
Dette kan ikke kun medføre mindre genetisk diversitet, men også en koncentration af en højere belastning af skadelige mutationer, et fænomen kendt som genomisk erosion. Hvis den er for stærk, kan genomisk erosion føre til artens udryddelse, uanset dens miljø og de tilgængelige ressourcer.
I mindre ekstreme tilfælde kan den overlevende art forblive genetisk kompromitteret med reduceret modstandsdygtighed over for fremtidige trusler som nye sygdomme eller skiftende klimaer.
Selvom disse tabte gener nu er fraværende i levende individer, kan de stadig findes i historiske prøver, biobanker og beslægtede arter.
Case Study: Genetisk erosion hos den lyserøde due
Et eksempel på en art, der er bragt tilbage fra udryddelsesranden, er den mauritiske lyserøde due, en fugl hjemmehørende på Mauritius i Det Indiske Ocean. Fra 10 overlevende individer har avl i fangenskab og genindførelse i deres naturlige habitat øget antallet til 600 fugle.
Genetiske studier af disse dyrs genetik har afsløret, at genomisk erosion kan føre til udryddelse inden for de næste 50-100 år. Uden andre individer i fangenskab eller i naturen, ville det tidligere have betydet, at bestræbelserne på at redde denne art i sidste ende var forgæves.
Der er derfor behov for nye løsninger for den lyserøde due samt mange andre truede arter.
“For at sikre den langsigtede overlevelse af truede arter argumenterer vi for, at det er essentielt at omfavne nye teknologiske fremskridt sammen med traditionelle bevaringsmetoder.”
Find de tabte gener
Mange biologiske materialer er blevet bevaret i museer og biologiske databanker, især for arter, der er blevet udryddet eller er i fare for udryddelse i de seneste årtier, efterhånden som vigtigheden af DNA blev bedre forstået i det videnskabelige samfund.
Det betyder, at selvom individet, der bar denne genetiske diversitet, kan være død for årtier eller endda århundreder siden, eksisterer deres genetiske arv stadig i hænderne på de samme mennesker, der forårsagede tabet af disse gener.
Kilde: Stephen Turner
Efterhånden som genomanalyse og genredigering bliver lettere dag for dag, bliver det stadig mere attraktivt at bringe disse vigtige gener tilbage i genpuljen hos truede arter.
“Vi står over for den hurtigste miljømæssige forandring i Jordens historie, og mange arter har mistet den genetiske variation, der er nødvendig for at tilpasse sig og overleve. Genredigering giver en måde at genoprette den variation på.”
The research group outlined three main applications of the technology:
- Genoprettelse af tabt genetisk variation. Dette kan gøres ved at bringe gener, der er til stede i en historisk prøve, men fraværende i den moderne overlevende population, tilbage gennem genredigering.
- Forbedring af tilpasning. Gener, der er kendt for at være forbundet med egenskaber som varmetolerance eller patogenresistens, kan prioriteres for at forbedre en arts overlevelsesrate og evne til at tilpasse sig sit miljø, især i naturen.
- Reduktion af skadelige mutationer. Målrettet sletning af skadelige mutationer i den overlevende population kan øge overlevelse, generel sundhed og reproduktionsrate på lang sigt. Dette kan være særligt vigtigt for individer, der senere vil blive genindført i deres naturlige habitat.
| Anvendelse | Beskrivelse | Potentiel indvirkning |
|---|---|---|
| Genoprettelse af tabte gener | Genindfør alleler, der gik tabt under populationsflaskehalse | Forbedrer arts robusthed og diversitet |
| Forbedring af tilpasning | Indfør egenskaber for klima- eller sygdomsresistens | Forbedrer overlevelse i vilde levesteder |
| Reduktion af skadelige mutationer | Rediger skadelige mutationer ud af de overlevende populationer | Øger sundhed og reproduktionspotentiale |
Risici ved genomisk ingeniørkunst
Den første risiko er, at teknologien ikke fungerer som forventet. Især kan off-target genetiske ændringer skabe ekstra skadelige mutationer.
Et for stærkt fokus på at faktorisere reproduktionen af de modificerede individer for at sprede de genindførte gener og egenskaber kan utilsigtet føre til yderligere reduktioner i den genetiske diversitet.
For nylig kan uventet udtryk eller virkninger af de genindførte gener, især når kun en brøkdel af de tabte gener genindføres, føre til uønskede nye egenskaber, der aldrig har været til stede i arten. Dette kan enten yderligere forringe den truede arts overlevelsesevne eller endda forårsage økologisk skade, hvis de introduceres i det bredere økosystem.
Af alle disse grunde anbefaler forskerne faseinddelte, småskala forsøg og grundig langsigtet overvågning af evolutionære og økologiske påvirkninger af ethvert genomredigeringsprojekt.
En anden risiko ville være at vedtage en “teknologi-først” tankegang i bevaringsarbejdet, mens genetiske indgreb kun bør supplere og ikke erstatte habitatgenopretning og traditionelle bevaringshandlinger.
“Genredigering er ikke en erstatning for artsbeskyttelse og vil aldrig være en magisk løsning – dens rolle skal nøje evalueres sammen med etablerede bevaringsstrategier som en del af en bredere, integreret tilgang med artsbeskyttelse som ledende princip.”
Synergi med ”De-Extinction”
På samme måde som genomredigering kan introducere nye gener i en population, der har gennemgået en flaskehals, kan den potentielt genindføre arter, der er fuldstændigt uddøde. Dette er konceptet kaldet “de-extinction”.
En stor fortaler for denne idé er virksomheden Colossal. Den har for nylig skabt stor opmærksomhed i medierne med sin delvise genoprettelse af den frygtelige ulv.
Det næste skridt for virksomheden er at genskabe den uldne mammut.
“De samme teknologiske fremskridt, der gør det muligt for os at introducere mammutgener i elefantens genom, kan udnyttes til at redde arter, der balancerer på udryddelsesranden.
Det er vores ansvar at reducere udryddelsesrisikoen, som tusinder af arter står over for i dag.”
Dr Beth Shapiro, Chief Science Officer at Colossal Biosciences.
De-extinction involverer normalt at skabe embryoner af den uddøde art og få dem båret til termin af beslægtede arter. En sådan tværspecies surrogacy anvendes i øjeblikket allerede til at redde den hvide næsehorn.
Potentielt kan den samme metode også bruges til truede arter i kombination med genomredigering, hvilket giver mulighed for næsten at “masseproducere” en population med større genetisk diversitet, parallelt med de beskyttede naturlige individer.
Samlet set er denne idé en del af den bredere indvirkning, som syntetisk biologi kan have på bevaringsindsatsen.
Kilde: iScience
Investering i bioteksektoren
Ginkgo Bioworks: En leder inden for bevaringsgenomik
(DNA )
Virksomheden producerer on-demand organismer til specifikke anvendelser. Den har diversificeret sine anvendelser bredt med mange forskningsprogrammer og partnerskaber:
- Cannabinoider
- mRNA-vaccineproduktion og nukleinsyremedicin
- Fødeproteiner
- Biologisk gødningsproduktion i partnerskab med Bayer
- Programmerbare mikrober til tarmsygdomme
- Bioremediering af mikroplast
- Biosecurity og patogendetektion
- Genanvendelse af affald og forurenende stoffer
Den tjener penge ved først at blive betalt på forhånd for udviklingsprocessen og derefter gennem royalties på det færdige produkt.
Virksomheden har været i frontlinjen af innovation inden for konstruktion af nye organismer og udvikling af teknikker til nye dyr og planter.
Dette placerer den i en stærk position til potentielt at bidrage til bevaringsindsatsen og udvikle nye metoder til at multiplicere truede arter, ikke kun store dyr men også planter og endda mikrobiomer. Den kan være en nøglepartner for offentlige programmer og private miljø-NGO’er til at implementere sådanne strategier.
(Vi har dækket denne virksomhed i yderligere detaljer i en dedikeret rapport, der forklarer dens historie, unikke teknologier og forretningsmodel.
Seneste nyheder og udviklinger om Ginkgo Bioworks (DNA) aktien
Studie refereret
1. Van Oosterhout, C., Supple, M.A., Morales, H.E. et al. Genome engineering in biodiversity conservation and restoration. Nat. Rev. Biodivers. 18 juli 2025. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6
