Bioteknologi/digital teknikk

Transkript

1 Teknologisprang for utvikling av havrommet Bioteknologi/digital teknikk Stig W. Omholt NTNU Biotechnology: the Confluence of Life Sciences, Mathematical Sciences and Engineering

2 Bioteknologi - definisjon Anvendelse av naturvitenskap og teknologi på levende organismer og på deler, produkter og modeller av disse, slik at levende eller ikke-levende materialer endres for å frembringe kunnskap, varer og tjenester.

3 NTNU Biotechnology The Confluence of Life Sciences, Mathematical Sciences and Engineering

4 NTVA/DNVA: Mat fra havet, Januar 2013 The Digital Salmon Key to both more science and more profit S W Omholt, A Gjuvsland, J O Vik from a reactive to a preemptive R&D strategy

5

6 By God, gentlemen, I believe we have found it the Fountain of Funding

7

8 Transistoren Laseren Solcellen Unix Kommunikasjonssatelitten Mobiltelefonen Fiber-optiske kabelen Visjonært lederskap Tvungen interdisiplinaritet Orientert forskningsfrihet Institusjonell tålmodighet

9

10 Genet har daua! Lenge leve genotypen!

11 Genotype-fenotype avbildningen

12

13

14 S. Leduc (1911, p. xv): The Mechanism of Life

15 DNA har ingen priviligert plass i årsakskjeden: DNA+ DNA = 0!

16 Bioteknologi - definisjon Anvendelse av naturvitenskap og teknologi på levende organismer og på deler, produkter og modeller av disse, slik at levende eller ikke-levende materialer endres for å frembringe kunnskap, varer og tjenester.

17 Hva mener vi med et laksegenom? Total lengde DNA i en laks: ( m)( )(10 12 )= meter = 13 AE

18 IUPS Physiome Project Genes mrna Proteins Lipids Carbohydrates Cell structure -function Tissue structure -function Organ structure -function Clinical medicine Physiome Project Genome/Transcriptome/Metabolome/Proteome 25,000 genes 100,000+ proteins 200+ cell types 4 tissue types 12 organ systems 1 body Hunter, PJ and Borg, TK. Integration from proteins to organs: The Physiome Project. Nature Reviews Molec & Cell Biol. 4: , 2003

19 Organ system Physiome Projects Cardiovascular system Respiratory system Musculo-skeletal system Digestive system Skin (integument) Urinary system Lymphoid system Female reproductive system Special sense organs Central nervous system Endocrine system Male reproductive system

20 Infrastructure for linking Molecular Biology to Physiome Physiome FieldML library Structure & physics Tissue motifs Cell type Cell function Meiosis Sensing Mitosis Apoptosis Growth Motility Contraction Signalling Transport Adhesion ECM protein synthesis Cell process Cell cycle Intracell. signalling Calcium transport Protein trafficking Protein degradation Electro physiology Cellular metabolism Protein synthesis Protein regulation Gene regulation Gene transcription CellML & SBML libraries Model components annotated with ontologies Cell receptors Signalling modules Ion channels Metabolic modules Gene networks Molecular Biology Genes mirna mrna Proteins Sequence Structure PTMs Binding motifs Lipids Carbohydrates

21 Sally Dobbel haploid ved mitotisk androgenese

22

23 Uten fenotyping er en laksesekvens av svært liten verdi!

24 Norske avlsselskaper har generert unike biobank-ressurser Vekst, kjønn og produktkvalitet: Vekt Kjønn Vaksinasjonsskader Vekt og form på hjerte Vekt og tykkelse på filet Filletfarge og fettinnhold Tekstur Sykdommer: Infectious pancreatic necrosis (IPN) Infectious salmon anemia (ISA) Pancreas Disease (PD) Salmon Rickettsial syndrome (SRS) Cardiomyopathy syndrome (CMS) Lakselus

25 Optimalisering av produksjon og forbedring av helse/velferd til laks sykdomsresistens lus kjønnsmodning tilvekst forutnyttelse tilpassing til nye fôrmidler eggkvalitet smoltkvalitet stress/velferd steril fisk Sigbjørn Lien CIGENE, UMB

26 Genominformasjon er allerede i praktisk bruk Survival % IPN QTL Standard product Challenge test 2010 Low resistant line Days

27

28

29 Problemer = Forklaringsidealer Nåværende forklaringsevne

30 Vedski tennes og tenner en vedski, flamme kveikes av flamme; i lag med mann vinner mannen kunnskap, folkesky mann blir fåvis. Hávamál

31 The road to hell is paved with good intentions Not by Samuel Johnson