Forskere har kartlagt torskens arvestoff

Del saken

Norske forskere er først ute med å kartlegge torskens arvestoff.

Torskens genom er nå ferdig kartlagt. Og det er en ekte Lofottorsk som har fått æren av å åpne ballet. Norge er nemlig først ute med å kartlegge arvestoffet til en fisk som har stor økonomisk betydning, melder Norges forskningsråd. 

De norske forskerne har arbeidet intenst med dette prosjektet siden januar i år. Allerede i mars var mesteparten av reisverket på plass. De siste månedene er blitt brukt til finpuss, og det tar tid.

Men i dag, den 30. oktober, forteller de verden at Norge er først ute. Selv om en del arbeid fortsatt gjenstår og den vitenskapelige artikkelen ennå ikke er klar. Forskerne har hele tiden følt seg pustet i nakken av andre forskningsmiljøer i verden, og har derfor hatt det travelt med å komme først i mål.

- Et kappløp med tiden

I 2003 var det første utkastet av det menneskelige genom på plass, etter 13 års arbeid. Nå satser forskere over hele verden på å være først ute med å kartlegge arter som er viktige for dem. Danskene har kartlagt grisens genom. Kineserne har kartlagt arvemassen til pandabjørnen. Flere fisker er tidligere kartlagt, for eksempel sebrafisk og stingsild, men dette er første gang at en produksjonsfisk kartlegges.

At Norge kartlegger torskens arvemasse er bare rett og rimelig. – Torsken er jo nærmest en symbolart for oss, mener Kjetill S. Jakobsen.

Professoren ved Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis (CEES), Biologisk Institutt, Universitetet i Oslo, har sittet i førersetet for dette prestisjeprosjektet. Arbeidet har skjedd i tett samarbeid med forskningsmiljøene ved universitetene i Ås, Oslo, Bergen, Tromsø og Trondheim, samt Havforskningsinstituttet, Nofima og Norges fiskerihøgskole.

Kompetanse- og ressursnettverket er en del av GenoFisk plattformen innenfor Forskningsrådets program for Funksjonell genomforskning (FUGE).

Spesielt immunforsvar

Underveis i arbeidet har det dukket opp både store overraskelser og store utfordringer, forteller Jakobsen.

– Den største overraskelsen så langt er at det ser ut til at torsken har et helt spesielt immunforsvar, som skiller seg klart fra andre arter som er kartlagt. Men dette kan vi ikke fortelle mer om før vi har publisert vitenskapelig, sier en hemmelighetsfull professor.

– Vi har også funnet en spennende malarialiknende parasitt i blodet hos torsken, noe som kan tyde på at også fisk kan bli utsatt for sykdommer båret over fra andre smittebærere i havet.

– Vi tror det kommer flere overraskelser, knyttet til torskens tilpasningsevne til temperatur og oksygenopptak, og faktorer knyttet til vekst og modning. Alt dette er kunnskap vi kan ha god bruk for i forhold til oppdrett og forvaltning.

25 000 gener

Forskerne har så langt kunnet dokumentere nærmere 25 000 gener hos denne torsken. Men det er noe usikkerhet knyttet til det eksakte tallet, og her er det nødvendig for forskerne med ytterligere undersøkelser.

Men torsken tilhører en stor familie. Kysttorsken på Sørlandet er for eksempel ganske forskjellig fra torsk i Barentshavet og i Østersjøen. Det er derfor ikke slik at vi vet noe om all torsk gjennom denne kartleggingen.

– Men nå har vi en referansefisk. Det vil bli mye enklere å kartlegge de andre torskestammene etter hvert, noe vi allerede er i gang med, sier Jakobsen.

Forskerne håper at de kan få bygd opp en egen genetisk biobank med de ulike torskegenomer, slik at de kan få et bilde av variasjonen og sammenholde egenskaper.

Ny teknologi

Forskernes største utfordring har vært de enorme datamengdene som har blitt spyttet ut av to ganske små maskiner som hver koster mangfoldige millioner kroner, og som kalles 454 FLX. Milliarder av DNA-molekyler fra torsken har blitt brutt opp i små biter og puttet inn i denne maskinen. Det som har kommet ut har vært ganske uforståelig, selv for en professor i biologi som Jakobsen.

– Det er ikke nok å forstå biologi eller data for å gjøre en jobb som dette. Du bør forstå begge deler. Det er en utfordring å finne slike personer, sier Jakobsen. Han mener at prosjektet ikke hadde klart seg uten de selvlærte bioinformatikerne, de som utdannet seg som biologer fordi de var interessert i natur, men endte opp foran en dataskjerm. Forskningen har også vært helt avhengige av profesjonelle informatikere som har satt opp hele infrastrukturen til beregningene for oss.

Prosjektet er svært spennende, ikke minst fordi de norske forskerne her er dristige og benytter en helt ny teknologi. Den kalles massiv parallell pyrosekvensering som i dette prosjektet har tatt over for den tradisjonelle Sanger-metoden. Navnet gir oss et hint om at det er snakk om store datamengder.

– Ingen har gjort dette før oss på et så stort genom som torskens, vi visste derfor ikke hvordan det ville gå når vi skulle behandle flere titalls milliarder av gensekvenser på en gang. Og det skulle bli krevende. Programvaren klarte ikke å behandle alle dataene, og måtte utvikles og forbedres underveis, forteller Jakobsen.

- Har flyttet forskningsfronten

Steinar Bergseth, spesialrådgiver i Forskningsrådet, er stolt over at lille Norge er først ute med å kartlegge torskens genom.

–Vi viser at vi betyr noe i verden på forskningsfronten. Internasjonalt er det allerede store forventninger til at vi som marin nasjon skal ta grep. Nå har vi vist at vi kan. Vi har flyttet forskningsfronten og vist verden at norske forskere og forskningsmiljøer har noe å bidra med internasjonalt.

Bergseth mener at dette ikke har kommet av seg selv. – Vi tok et strategisk grep da vi etablerte GenoFisk og samlet flere spredte kompetente miljøer. Mye av den kunnskapen som vi har fått fram om fiskens biologi gjennom torskeprosjektet, vil også være nyttig i kartleggingen av laksens genom.

En gullgruve for Norge?

Kartleggingen av torskens genom kan bli en gullgruve for Norge, både når det gjelder torsk, men også generelt innenfor marin genomforskning. Men det er en lang vei dit –og det går ikke av seg selv, mener Jakobsen.

Mye tyder på at torsken vil bli en viktig oppdrettsart. Da er det en fordel å kjenne fiskens biologi.

Å få oversikt over torskens genom vil også kunne åpne dørene for bedre forvaltning av villtorsken. Vi vet at det er mange bestander og stammer av torsk i havet, men ikke hvor mange og hvor ulike de er. Kunnskap om genomet kan gi mulighet for å identifisere bestandene, og dermed vurdere hvor mye fisk som kan fiskes av de ulike bestandene for at vi skal få et bærekraftig fiske.

Trenger translasjonsforskning

– Men vi som grunnforskere kan ikke alene omsette denne grunnforskningen praktisk, anvendbar kunnskap. Dette er en krevende øvelse og krever penger, innsats og samarbeid mellom forskningsgrupper. Jakobsen sparker ballen videre.

– I medisinen har de noe som heter ”translasjonsforskning”. Det går ut på å omsette basalforskningen til klinisk forskning. Det er nettopp det som trengs her også. Vi må ha translasjonsforskere som kan omsette grunnforskningen til noe som kan brukes innen akvakultur. Det får bli opp til Forskningsrådet å sette sammen miljøer som kan anvende denne kunnskapen til noe nyttig.

- Torsken likner mennesket

Forskerne er blitt overrasket over mange gener torsken har til felles med oss mennesker.

– Andelen gener som er like mellom oss, overrasker. Vi spøkte en stund, i disse Ida-tider, med at det kanskje er torsken som er menneskets stammor. Men overlappingen skyldes nok at undersøkelsen av mennesket er mer nøyaktig enn undersøkelsen av andre arter. Når mennesket blir brukt som referanse, vil vi derfor kjenne igjen mange av menneskets gener hos andre arter, forteller biologen.

De norske forskerne har arbeidet intenst med dette prosjektet siden januar i år. Allerede i mars var mesteparten av reisverket på plass. De siste månedene er blitt brukt til finpuss, og det tar tid.