Ledet av Christiaan Henkel ved BIOVIT (NMBU), SALMOCODE (laksekartet over organer og celler for optimal utvikling av embryoer) er et treårig samarbeid mellom NMBU, Nofima, UiT , Aqua Kompetanse og NCE Aquaculture, med industripartnere Benchmark Genetics og MOWI, finansiert av Norges Sjømatforskningsfond (FHF). SALMOCODE vil bruke encellet transkriptomi for å undersøke sårbarheten ved å utvikle atlantisk laks for miljøforhold.
Norsk havbruksnæring produserer over 1,6 millioner tonn laks i året, mer enn halvparten av den globale produksjonen. Dette produksjonsnivået krever hurtigvoksende fisk, noe som er oppnådd både ved å målrette veksthastighet i selektiv avl og ved å bruke høye oppdrettstemperaturer i tidlige livsstadier. Imidlertid går mer enn 90 millioner laks i året tapt før de når slaktestørrelse, noe som går på bekostning av økonomisk, etisk og miljømessig bærekraft. Tap oppstår av en rekke årsaker, men kan for en stor del tilskrives mangler i organhelsen, inkludert hjerte, nyrer og gjeller, men også immunsystem, hud og skjelett.
Ettersom de utvikler seg i egg utsatt for miljøet, er fisker spesielt utsatt for ytre påvirkninger under tidlig utvikling. Disse inkluderer temperatur og lys, som har vist seg å ha langsiktige kondisjonseffekter. Det nye prosjektet SALMOCODE vil utforske hypotesen om at produksjonsforhold under embryonal utvikling av atlantisk laks kan ha en negativ innvirkning på organogenesen, den innledende fasen av organutvikling, omtrent mellom gastrulering og klekking. Denne komplekse prosessen består av pluripotente stamceller som gjennomgår påfølgende runder med differensiering, som til slutt gir opphav til en rekke spesialiserte celletyper, som kombineres for å danne funksjonelle organer.
I løpet av det siste tiåret har enkeltcellet transkriptomikk (scRNA-seq) dukket opp som den ledende teknologien for å ta opp spørsmål om vevssammensetning og heterogenitet, utviklingsbiologi og regulering av genuttrykk. Den tillater kvantifisering av genuttrykk for tusenvis til millioner av individuelle celler, i motsetning til vanlig "bulk" RNA-seq som blander opp genuttrykkssignalene fra alle cellene i en prøve. scRNA-seq er fortsatt relativt dyrt, men brukes i økende grad i akvakulturforskning.
SALMOCODE planlegger å utnytte scRNA-seq for å screene utviklende laks fra et stort antall produksjonsforhold. Først vil SALMOCODE dokumentere helheten av cellulære og genuttrykksendringer i lakseembryoet i utvikling. Dette vil gi et omfattende "veikart" for organogenese, som beskriver den tidsmessige fremveksten av alle celletyper, deres ekspresjonsprofiler og celleskjebnebeslutninger. SALMOCODE vil deretter generere 'grunne' (lavere kostnader) kart for utvikling under forskjellige produksjonsforhold, og ved å sammenligne disse med referansen nøyaktig identifisere de første utviklingstidspunktene der spesifikke organabnormiteter oppstår. Til slutt vil SALMOCODE bruke denne kunnskapen til å designe protokoller som omgår deres fremvekst og validere disse ved hjelp av en rekke stresstester.
En prosjektbeskrivelse av SALMOCODE er tilgjengelig på norsk på FHFs prosjektbase: https://www.fhf.no/prosjekter/prosjektbasen/901864/
English