Koeien die geen hoorns krijgen

Gaan we koeien zonder hoorns fokken met genetische modificatie?
Melkvee heeft hoorns, waarmee de dieren hun stalgenoten kunnen verwonden – zeker als ze wat dicht op elkaar staan. Ook voor mensen vormt de koe met hoorns een gevaar. Daarom hebben wetenschappers genetisch gemodificeerde koeien gecreëerd die geen hoorns krijgen. Maar wat zit hier werkelijk achter?

Begin vorig jaar hebben Amerikaanse wetenschappers de genen gevonden die bepalen of een koe wel of geen hoorns krijgt. Met deze kennis kunnen zij het platteland veiliger maken voor boeren, voorbijgangers en vee, zo stellen zij. Want er sterven jaarlijks 25 Amerikanen door toedoen van een koe. 25? En dat terwijl gemiddeld per jaar ruim tienduizend Amerikanen sterven aan vuurwapens. Het lijkt erop dat er naast veiligheid nog andere factoren meespelen.

Lossy page1 800px cow on a farm near leakey  being de horned. near san antonio   nara   554950.tif
De hoorns van koeien worden nu vaak afgesneden. Maakt het genetisch modificeren van koeien deze praktijken verleden tijd?

Traditioneel kruisen en onthoornen

In de Verenigde Staten wordt per jaar ongeveer 80 procent van alle melkkalveren en 25 procent van alle vleeskalveren onthoornd. Bij elkaar zijn dit ongeveer 12,5 miljoen dieren. In Nederland gaat het jaarlijks om ruim 700 duizend kalveren. De hoorns van deze dieren worden ofwel afgesneden, ofwel afgebrand om het groeien van scherpe hoorns tegen te gaan. Zo kunnen ze elkaar niet verwonden. De veehouderij kan wellicht kosten besparen als de koeien gelijk zonder hoorns ter wereld komen.

Nadelige gevolgen van kruisen

Het inkruisen vanuit een andere populatie heeft vaak een sterk negatief effect op de andere kenmerken van een populatie. Dit komt omdat de dieren die men gebruikt voor het kruisen eigenlijk een ander doel dienen binnen de veehouderij. Koeien van het ras Holstein bijvoorbeeld zijn gefokt voor melkproductie. Wanneer je die populatie gaat kruisen met hoornloze dieren van een ras dat bijvoorbeeld gefokt is voor vleesproductie, heeft dit negatieve gevolgen voor de melkproductie. Dit nadeel van traditioneel kruisen speelt niet bij het genetisch weghalen van de hoorns.

Kunnen er via gericht kruisen dan geen hoornloze koeien worden gefokt? “De genenmutatie voor hoornloosheid komt van nature voor in sommige runderpopulaties”, zegt prof. dr. Martien Groenen, hoogleraar Fokkerij en Genetica aan de WUR. “Het kruisen van soorten vanuit een andere populatie op de traditionele manier kost enorm veel tijd en gaat ten koste van andere kenmerken.”

“Als de eigenschap hoornloosheid wel al voor komt in de populatie, maar slechts bij enkele koeien, moet je heel sterk selecteren op deze dieren. Daardoor kun je minder gericht selecteren op andere kenmerken, zoals de melkproductie”, vertelt Groenen. “Fokkerij is het maken van keuzes. In de praktijk wil je de populatie verbeteren voor een groot aantal kenmerken. Tegelijkertijd wil je zo veel mogelijk inteelt voorkomen en zorgen dat je ook in je toekomstige populatie voldoende variatie behoudt.” Traditioneel fokken valt dan dus af als optie.

Knutselen aan koeien

Met het gebruik van TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease), een gentechnologie vergelijkbaar met het bekendere CRISPR-cas, kunnen de onderzoekers de eigenschap hoornloosheid nauwkeurig plaatsen in embryo’s van koeien die anders hoorns zouden krijgen.

In dit Engelstalige filmpje wordt genetische modificatie duidelijk uitgelegd.

“Het enige wat je doet is het inbrengen van een specifieke mutatie (allel of eigenschap) binnen je populatie”, schrijft Groenen, “Belangrijk hierbij is echter je te realiseren dat je met het genetisch modificeren van één dier er nog niet bent. De eigenschap komt dan nog maar bij enkele individuen in de gehele populatie voor.”

Eurekalertkoe
Door genetische modificatie krijgt dit zeven maanden oude kalf geen hoorns. De hoorns hoeven dus niet te worden afgesneden of weggebrand.

Volgens de hoogleraar zijn er twee mogelijkheden om deze frequentie te verhogen: genetische modificatie uitvoeren bij een zeer groot aantal dieren of de genetisch gemodificeerde koeien inzetten als ouders voor de volgende generatie. De eerste optie is waarschijnlijk erg duur. Bij de tweede optie gelden weer dezelfde nadelen als bij traditionele fokkerij.

Alle koeien zonder hoorns?

De eigenschap hoornloosheid wordt bovendien niet altijd doorgegeven op de volgende generatie. Zou je dit niet kunnen verbeteren, zodat deze altijd wordt doorgegeven? “Dat hangt helemaal af van hoe die mutatie het fenotype (alle waarneembare eigenschappen) veroorzaakt. In het geval van hoornloosheid is het erg onwaarschijnlijk die eigenschap dominant te maken. Dat sluit niet uit dat er mutaties kunnen zijn die wel een dominant effect kunnen hebben op de ontwikkeling van hoorns. Echter de kans daarop acht ik uitermate klein”, zegt Groenen.

Is deze technologie dan rendabeler om hoornloosheid bij melkkoeien te bevorderen dan het traditionele onthoornen? “Dat is de cruciale vraag”, vindt Groenen. “Het hangt uiteindelijk af van het economisch voordeel van de nieuwe mutatie binnen je populatie en of dit opweegt tegen de gemaakte kosten.”

Maar waarom doen wetenschappers dan onderzoek naar het genetisch modificeren van koeien, wanneer deze methode wellicht niet efficiënt of rendabel is? “Het gaat de onderzoekers in de VS in dit geval voornamelijk om de principekwestie van genetische modificatie bij dieren”, schrijft Groenen. De onderzoekers hebben laten zien wat je met genetische modificatie kan doen. Dit wil echter niet zeggen dat deze technologie de gehele veehouderij gaat bepalen.

Dit onderzoek laat zien wat de mogelijkheden zijn van technieken als CRISPR-cas en TALEN. De uitkomst van dit onderzoek zegt dus niet veel over de kosten en baten van het wel of niet genetisch onthoornen van koeien, maar vooral over de ontwikkelingen en toepassingen van genetische modificatie. Dit onderzoek lijkt een testcasus, een onderzoek dat de drempel voor andere toepassingen van genetische modificatie bij dieren lager zal leggen.

Bron

Carlson, D. e.a., Production of hornless dairy cattle from genome-edited cell lines, Nature biotechnology (6 mei 2016). DOI: 10.1038/nbt.3560.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink, en hoort bij de thema's Voedsel produceren en Duurzaamheid vergroten op Biotechnologie.nl.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden