Fruktbahet

Kjønnssortert sæd under lupen

Med investeringen i RedX-teknologien har Geno tatt et langt teknologisk skritt, og her kan du lese mer om hvordan kjønnsseparering foregår.

Kristin Ødegård Rendalen

Kvalitetsleder

kristin.odegard.rendalen@geno.no

Artikkelforfatteren orienterer om kjønnssepareringslaboratoriet under den offisielle åpningen.

Foto: Jan Arve Kristiansen.

Styret i Geno gikk «all – in» og investerte i banebrytende teknologi i 2017. Teknologi som skal muliggjøre å kjønnssortere NRF-sæd. Det vil gi den norske bonden et bredere og bedre tilbud av kjønnssortert sæd fra NRF-okser til bruk i egen besetning. Bonden får muligheten til å i større grad styre rekruttering og dermed avlsopplegget i egen besetning. Mulighetene med kjønnssorteringsteknologi er mangfoldige. Ideen og prinsippene bak er relativt enkle; han- og hun-celler skal separeres.

Helmaks og genialt

Kjønnseparert sæd er ikke er nytt produkt fra Geno. I flere år har Geno hatt et tilbud om kjønnsseparert sæd fra enkelte NRF okser. Denne teknologien var tid - og ressurskrevende, oksene måtte sendes til England og ikke alle okser lot seg separere på denne måten. Dette førte til et smalt spenn i valg av okser. I god Olsenbanden-stil («jeg har en plan») startet arbeidet med å finne en teknologi som kunne utføres enklere, raskere og fortrinnsvis i Genos etablerte systemer. Teknologien var å finne i USA, hos våre samarbeidspartner ABS. Dette ville bli både «helmaks og genialt». Det var «taima og tilrettelagt» for separeringsteknologi på norsk jord.

Han-cellene inaktiveres

Utad omtales produktet som separert, det vil si at han-celler (Y) og hun-celler (X) skilles fra hverandre. Det er ikke tilfellet ved denne nye teknologien. Han-cellene er fortsatt tilstede i dosen, men de er inaktivert, og har ikke lenger evnen til å befrukte et egg i mordyret. Inaktiveringen skjer ved laserteknologi som skyter en permanent skade i hodet på Y-sædcellene som gjør at de dør. Hvordan klarer laseren å skille mellom Y og X – sædceller? Laseren klarer å skille på størrelser. Hun-celler har mer DNA en han-cellene, det betyr at X – cellene er 3,8 prosent større, og det er det som gjør sorteringen med laser mulig.

Presortering

Sæden blir tappet fra oksene på Store Ree etter ordinær prosedyre. Sæden fraktes fersk til sorteringslaboratoriet. Her blir sæden kvalitetskontrollert for å vurdere om den som tåler sorteringen. Sorteringen er ingen skånsom prosedyre, og sæden må holde en viss kvalitet før den godkjennes for videre prosessering. Passerer sæden kvalitetskravene blir den fortynnet og tilsatt fargestoffer. Disse fargestoffene vil synligjøre størrelsesforskjellen mellom han– og hun-celler. Etter fargeprosessen vil hun-cellene ha absorbert 3,8 prosent mer farge siden de er 3,8 prosent større. Når sæden har gjennomgått fargeprosessen er den klar for selve sorteringen.

Sortering av celler

Sæden blir sugd inn i svært tynne strå eller rør. Gjennom disse stråene transporteres cellene inn i selve sorterings- maskinen. Cellene sendes i stor hastighet mellom to glassplater. Det er i den tiden cellene passerer mellom glassplatene at laserteknologi inaktiverer han (Y) – cellene, basert på størrelsen og derav mengden fargeopptak. Glassplatene som cellene sendes gjennom er konstruert slik at cellene blir orientert i en strøm, med hodet først, en etter en, ved hjelp av væskestrømmer. På denne måten vil laserøyet klare å skille forskjell på han- og hun-celler og samtidig inaktivere han-cellene (Y). En kan se for seg en kø med biler, alle kjører i samme retning, alle kjører like fort, alle kommer like raskt frem, men bare halvparten blir tatt i radarkontroll – og det er han- cellene.

Postsortering

Sæden har nå gått igjennom det vi kaller sorteringsprosessen, men hele prosessen er ikke sluttført. Sæden har via passasje gjennom glassplatene blitt tilført mye væske og sæden etter sortering er svært fortynnet. Sæden må oppkonsentreres slik at vi fyller doser med minimum to millioner levende celler i hvert strå. Av disse to millioner levende cellene skal 85 prosent eller mer være hun-celler. Ansatte laboratorieingeniører på Store Ree står bak utregninger for å kvalitetssikre at dosen blir fylt med to millioner levede celler. Når stråene er fylt fryses de i nitrogengass under kontrollerte temperaturer, og tilslutt lagret på dunker med flytende nitrogen.

Kvalitetskontroll

Før nitrogendunkene fraktes til ekspedisjonen for videre pakking må Geno kvalitetssikre produktet, RedX. Geno har satt som kvalitetsmål minimum to millioner levende celler per strå. Av disse skal 85 prosent eller mer være sædceller som bærer X – kromosomer, det vil si gi kvigekalv ved drektighet. Kvalitetskontrollen på RedX er viktig av flere grunner. Det åpenbare er kunden, bonden, skal få det produktet som er lovet. I tillegg fungerer kvalitetskontrollen som en kontroll av hele systemet for sorteringen. Kontrollen gir mye informasjon om status på maskiner, temperaturer, valg av okser, håndtering fra operatør og så videre. Denne informasjonen er det svært viktig å bearbeide videre i en prosess for kontinuerlig forbedring og optimalisering av produksjonslinja.

Kompleks kvalitetskontroll

Utførelsen av kvalitetskontrollen er, på lik linje med resten av sorteringen, kompleks og utføres i multiple steg. Første steg er å avgjøre hvorvidt cellene i stråene har overlevd den harde påkjenningen denne prosessen er. Noen strå fra hver batch tines og kontrolleres gjennom mikroskopet. Her skal 85 prosent eller flere av cellene være levende, og de skal svømme med god bevegelighet. Passeres ikke dette kravet blir batchen vraket. Neste steg er å kontrollere om laseren faktisk har inaktivert han-cellene (Y). Kontrollen utføres på mikronivåer, og det utføres en mengde bestemmelse av DNA. Det analyseres for hvor mange prosent av de levende cellene som var i stråene som faktisk var X – eller Y-celler. Noen strå fra hver batch blir tint, og cellene blir renset. Å rense cellene betyr at de døde cellene som er i stråene, sammen med de levende, må fjernes. De døde cellene er de laser-inaktiverte han-cellene, men det er den prosentvise fordelingen mellom levende han- og hun-celler som forteller om kvaliteten til produktet. Etter at de døde cellene er fjernet blir DNA fra de levende cellene ekstrahert, kopiert og tilslutt kvantifisert. Minimum 85 prosent av de levende cellene skal bære arvestoff for å gi kvigekalv, og hvis det ikke er tilfellet blir batchen vraket.

Produksjonskapasitet

Geno valgte å investere i to sorteringsbord. Hvert enkelt bord har fire sorteringsstasjoner men hver sin individuelle skjerm. Det tilsier at det er totalt åtte sorteringsstasjoner på Store Ree. Hver stasjon får, under sorteringsprosessen, hver sin separate løsning med fortynnet og farget sæd som skal gjennom systemet. Hver stasjon fungerer dermed som en separat enhet. Det betyr at dersom en stasjon er ute av drift vil de andre tre fortsette sorteringen. Hver stasjon har to laserstråler som sammen sørger for inaktivering av Y – cellene. Den første laserstrålen oppdager hvem som er Y – eller X, mens den neste laserstrålen utfører inaktiveringen. Hvert bord har en kapasitet på cirka 200 doser per arbeidsskift. Det tilsier cirka 400 doser for to sorteringsbord per arbeidsskift. Dersom en økning i produksjonen er ønskelig og formålstjenlig kan antall skift skaleres opp.

Større kontroll

Siden sæden håndteres i Genos system fra råvare til ferdig produkt har vi en helt annen kontroll enn tidligere. Målet er en strømlinjeformet produksjon, med kontinuerlig fokus på forbedring. Det er mange steg i prosessen som er tidkrevende, marginene er små og variablene mange. Cellene gjennomgår relativt tøff behandling og mange celler dør underveis. Derfor er det viktig å unngå unødvendig ekstra belastning. Det betyr at cellene til enhver tid oppbevares i kontrollert miljø, hva gjelder temperatur og tilsats av kjemikalier. Det er også mange småjusteringer underveis når cellene passeres gjennom systemet og forbi laserne. Operatørene på sorteringsbordene har et trent øye og sans for detaljer. Avvik i fargingen, justering av laserposisjon, hastighet, temperatursvingninger i rommet – alt kan potensielt påvirke laserens effektivitet som igjen vil påvirke kvaliteten på batchen.

Stort teknologisk framskritt

Geno har med investeringen i kjønnssorteringsteknologi gjort et stort teknologisk fremskritt. Laboratoriene på Store Ree er utstyrt med topp moderne analyseverktøy tilsvarende det som benyttes i de mest avanserte sykehuslaboratorier. Dom sier det går tregt på Hedmarken – denne gangen gjør det ikke det!