RISE - Resistance in Salmon with CRISPR editing

Lakselus utgjør en betydelig utfordring for lakseoppdrettsnæringen, med negative konsekvenser for fiskevelferden og bærekraftsmål. Tradisjonelle avlsmetoder har dessverre vist begrenset suksess for å forbedre motstandsevnen. Med utviklingen av genredigeringsverktøy (CRISPR/CAS9) er det mulig å endre på genomet slik at laksen får evnen til å kvitte seg med lakselusen. Hovedutfordringen i dette prosjektet ligger i identifisering av gener som kan slå på resistensen i Atlantisk laks. Inspirert av coho-laks, som naturlig kvitter seg med lakselus, skal prosjektet beskrive de underliggende resistensmekanismene og genene, og så overføre dette til Atlantisk laks gjennom avanserte genredigeringsteknikker. Fremgangsmetoden for prosjektet er å etablere en forbedret genomannotering, bruke nye og mer presise fenotyper og et datasett på tvers av arter. All informasjon skal så kobles sammen og analyseres for å forstå forskjellen mellom resistent og mottagelige laksefisk. Dette vil bidra til å begrense listen over målgener som deretter vil bli testet i laboratoriebaserte modeller for å bestemme genfunksjon. Genredigeringsarbeidet vil fokusere på å aktivere de samme mekanismene som er observert hos coho-laks, enten gjennom overuttrykk eller redusert genaktivitet. Den redigerte Atlantiske laksen vil gjennomgå tester for å bekrefte om vi har oppnådd resistens mot lakselus. Prosjektet er ambisiøst, men kan potensielt revolusjonere oppdrett av Atlantisk laks og bidra til redusert bruk av kjemiske behandlinger, forbedre bærekraften og øke verdiskapingen. Selv om det gjenstår utfordringer, vil dette gjennombruddet representere et stort skritt mot mer bærekraftig lakseoppdrett.

Sea lice infestation negatively affects animal welfare and is the major challenge in Norwegian salmon farming industry, holding back increased value creation and sustainability. Salmon breeding relies on trait heritability and more recently it has been shown that selection for resistance has little potential. For the salmon breeding industry, gene editing holds promise for bringing out novel products, albeit with technological challenges. This project seeks to take advantage of the natural resistance to sea lice in coho salmon and transfer the causative genes or expression responses to Atlantic salmon through use of gene editing. The main challenge when it comes to achieving the project goal of using gene editing to bring about sea lice resistant Atlantic salmon is to identify target genes. By taking advantage of improved genome annotation, generation of a cross-species dataset to sea lice and novel phenotype resembling responses to sea lice infestation, we can analyse high quality and reliable expression networks to narrow down the list of causative genes for gene editing. Further, a new in vitro model will be developed to validate gene function and rank target genes for in vivo testing. It is likely that sea lice resistance in coho is a result of increased rather than reduced expression of causative genes. Consequently, resistance in Atlantic salmon is most likely to be achieved through gain of function approaches which must be optimized for efficacy and reduction of mosaicism. Lines with inserts will still have to be phenotyped in the F1 generation, whereas knockouts can be tested in the founders. The development of a gene-edited, sea lice-resistant Atlantic salmon is of importance for the industry and AquaGen’s as a genetics supplier. Bringing about a gene edited product is challenging but have a huge potential in the realization of value creation.