Bakerst fra venstre: Professor Dirk Linke, Fellow Athanasios Saragliadis, Kirsten Borse Haraldsen, Senior supervisor. På TV-skjermen bak er Muhammed Gecgel (Molekylær biologi) til høyre på skjermen og til venstre fra NTNU, Martin Eide Lien (Systembiologi). Foran til venstre på kne er Alexander Refsnes (Havbruksdrift, genetisk utviklingsbiologi og Marinbiologi), til høyre på kne er Jonas Grønbakken (Kybernetikk og automasjon). Foto: UiO
Bakerst fra venstre: Professor Dirk Linke, Fellow Athanasios Saragliadis, Kirsten Borse Haraldsen, Senior supervisor. På TV-skjermen bak er Muhammed Gecgel (Molekylær biologi) til høyre på skjermen og til venstre fra NTNU, Martin Eide Lien (Systembiologi). Foran til venstre på kne er Alexander Refsnes (Havbruksdrift, genetisk utviklingsbiologi og Marinbiologi), til høyre på kne er Jonas Grønbakken (Kybernetikk og automasjon). Foto: UiO
Bakerst fra venstre: Professor Dirk Linke, Fellow Athanasios Saragliadis, Kirsten Borse Haraldsen, Senior supervisor. På TV-skjermen bak er Muhammed Gecgel (Molekylær biologi) til høyre på skjermen og til venstre fra NTNU, Martin Eide Lien (Systembiologi). Foran til venstre på kne er Alexander Refsnes (Havbruksdrift, genetisk utviklingsbiologi og Marinbiologi), til høyre på kne er Jonas Grønbakken (Kybernetikk og automasjon). Foto: UiO

Studenter til krig mot amøbegjellesykdom

I januar meldte en gruppe studenter seg på en global forskningskonkurranse. Prosjektet deres skal ikke bare gi tidlig varsling av sykdom hos laks, men også gi oppdretterne et våpen mot en farlig parasitt.

Fisk med lus vil typisk søke nedover i merden. Amøbegjellesykdom (AGD), som studentene har blinket seg ut, gjør at laksen istedet søker seg opp mot vannoverflaten. 

Studentprosjektet, med utspring fra Universitetet i Oslo, forsker blant annet på avvikende adferd hos laks.

Tanken er at en systematisert overvåking og tolkning av adferd kan gi store besparelser for næringen. Tidligvarsling ved avvikende adferd kan hindre nedslakting av hele anlegg.

zoomAmøbegjellesykdom er et stort problem for oppdrettsnæringen. Parasitten hindrer laksens oksygenopptak, og er irreversibel hvis den ikke oppdages tidlig. 
Amøbegjellesykdom er et stort problem for oppdrettsnæringen. Parasitten hindrer laksens oksygenopptak, og er irreversibel hvis den ikke oppdages tidlig. 

Se studentenes video av simuleringen her:

Næringen i blodet

Tekfisk har snakket med prosjektleder Alexander Refsnes. Han er den i gruppen som er nærmest i å ha næringen i blodet, og har i tillegg fått merdkanterfaring som trainee hos Mowi. I Nordfjord kom han både nærmere sine vestlandske røtter, og ikke minst tilgang til viktige data fra en region som har utfordringer med sykdom.

- Jeg fikk mange indikatorer som vi drar nytte av nå, forteller han.

iGem-konkurransen

iGem er en global konkurranse med hovedsete i Boston i USA. Den holdes årlig av et ikke-profitterende fond. Her møtes studentprosjekter fra ulike land til «vennlig kappestrid», som det heter. Hovedtemaet er genteknologi, som er del to av studentgruppens prosjekt.

Refsnes, som skryter av god oppfølging fra flinke professorer og fagmiljø i Norge, forteller at konkurransen har et godt rykte. 

- Alle team med nye prosjekt har fullført, og har også levert det ingen hadde trodd var mulig.

At konkurransen har gitt mange deltakere rakettfart i karrièren, lokker nok også. 

zoomDen tradisjonelle måten å påvise amøbene på har blant annet vært ved bruk av mikroskop. Nå kan studentenes adferdsanalyse gi tidligvarsling ved sykdom. 
Den tradisjonelle måten å påvise amøbene på har blant annet vært ved bruk av mikroskop. Nå kan studentenes adferdsanalyse gi tidligvarsling ved sykdom. 

Amøbegjellesykdom

Amøbegjellesykdom er en av mange parasittsykdommer oppdrettere prøver å få bukt med. Parasitten setter seg på gjellene, og gir dårlig eller ingen tilgang på oksygen. Stress på grunn av manglende respirasjon og dårlig vekst gjør ofte at fisken må slaktes. Fisken blir også mer mottagelig for andre sykdommer.

Sykdommene ble første gang påvist i 2006, og har siden den gang påført næringen store tap.

- Når amøbegjellesykdom har kommet for langt er den irreversibel, understreker han.

Sykdommen kan gi opp til 80 prosent dødelighet ved anlegg.

Adferdsteknologi er i vinden

Der er den parasittiske amøben Paramoeba perurans som forårsaker lidelsen. Synlig tegn på fisken er hvite, slimete områder rundt gjellene.

Å påvise amøbene på et tidligere stadium innebærer tradisjonelt bruk av mikroskop eller polymerasekjedereaksjon (PCR). Det innebærer å kopiere opp arvestoff for spektralanalyse. Det innebærer også dyrt utstyr.

Refsnes forteller at næringen for tiden oppfordres til bruk av nettopp adferdsanalyse for å kunne gjøre mottiltak tidlig i et sykdomsforløp. 

zoomLaksens adferd kan gi viktige indikatorer for om sykdom er i emning. 
Laksens adferd kan gi viktige indikatorer for om sykdom er i emning. 

Bruk av bakterier

I prosjektets andre del forsøker studentene å få en bakteriestamme til å gjenkjenne amøbeparasitten.

- Vi prøver å finne «en vei inn» med syntetisk biologi, forteller Refsnes.

Syntetisk biologi dreier seg om å programmere arvematerialet i mindre organismer, slik at de kan utføre nyttige oppgaver. I dette tilfellet dreier det seg om å klone et gen i en bakterie. Håpet er å programmere bakterien til å finne amøbe-parasitten. 

- Vi må også få bakterien til å gå på amøben, og ikke laksen, sier prosjektlederen.

Kan kanskje drepe bakterien

Lykkes det å finne en mekanisme for gjenkjennelse, kan parasitten kanskje uskadeliggjøres eller drepes.

- Dette er en mulig behandlingsform, som kan tenkes tilsatt under vanlig badebehandling, tror han.

Han understreker at denne typen «tukling» med gener ikke vil skape nye, farlige bakteriearter.

- Når vi kloner et gen, bruker vi de funksjonene som allerede finnes, beroliger han.

Konsentrerer seg om ett felt

Selv om det er amøbegjellesykdom prosjektet handler om, ser studentene videre opp og frem.

- Denne parasitten er fase én, sier Refsnes.

I første omgang spisser studentene forskning og utvikling inn på ett område. Lakselusproblematikk, furunkulose, ila, vintersår og pankreassykdom er områder som i denne omgang velges bort. Senere kan også disse settes under lupen.

Nå må bare prosjektet landes. Tidsfrist i konkurransen er i oktober.

- Vi er i rute, og dette blir kjempebra! mener Refsnes.

zoomProsjektet har hittil ikke vært rammet av nedstengte laboratorier under koronakrisen. 
Prosjektet har hittil ikke vært rammet av nedstengte laboratorier under koronakrisen. 

Kan være løsning for flere

- Kanskje oppdager vi at den kan brukes mot andre sykdommer, håper Refsnes.

Syntetiske bakterier kan revolusjonere badebehandling av atlantisk laks, regnbueørret og havabbor. Markedet kan være stort. For eksempel rammer amøbegjellesykdom også land i varmere strøk, som Australia og USA.

- Her ligger fremtiden for preventive tiltak mot fiskesykdommer i sjøvann, ferskvann og brakkvann, mener han.

Systematiserte avvik

I den delen av prosjektet som omhandler adferd har gruppen systematisert avvik i måten laksen svømmer på. 

Opptakene, blant annet fra to av Mowis anlegg, har studentene brukt til å lage et karaktersystem for adferd. De danner grunnlaget for algoritmene for analysere. 

Måten fisken oppfører seg på kan fortelle både om sykdom, og om hvilke fisk som blir «vinnere» eller «tapere» i biomassen. Også pankreassykdom (PD) gir en avvikende adferd som kan gi tidlig informasjon.

- Det er spennende med slike observasjoner, sier Refsnes entusiastisk.

Maskinlæring

Maskinlæring, som er den del av det som gjerne kalles kunstig intelligens, håndteres internt i gruppen. Et av medlemmene tar mastergrad på fagfeltet kybernetikk og automasjon.

Kunstig intelligens skal gjøre det langt enklere å oppdage uønskede tendenser ved anleggene. En beregningsmodell kan også gjøre det enklere å trekke lærdom av både håndtering og av repeterende hendelser.

zoomAlexander Refsnes på en av Mowi sine brønnbåter.
Alexander Refsnes på en av Mowi sine brønnbåter.

Ønsker å strekke grenser

Refsnes tror at analysen kan være et godt supplement til tradisjonelle indikatorer. Hvor mye fisken spiser har for eksempel vært en vanlig måte å vurdere helsen på.

- Vi ønsker å strekke grenser, å gjøre noe nytt, sier han.

Da studentgruppen skulle melde seg på konkurransen, var det Refsnes’ prosjekt som fikk gehør og vant frem. 

Bakgrunn fra Vestlandet

Han snakker som en oslokar, men har familiebakgrunn fra Stad. Slekten kommer fra både havfiske og den gamle laksegarnbransjen. Sjømat står hjertet nær.

- I tillegg har der vært mange teknisk anlagte i familien, legger han til.

Teknisk utstyr står imidlertid ikke sentralt i prosjektet. Det er eksisterende merdkamera som leverer data.

Ikke koronarammet

Koronakrisen ikke har rammet studentgruppen så hardt som den kanskje har rammet andre.

- I starten har vi ikke vært avhengige av laboratoriene, som først nå begynner å åpnes opp igjen.

NTNU, som har meldt seg av konkurransen, har forsynt gruppen med et hode ekstra. Denne studenten tar en master i systembiologi. Prosjektlederen, som tok kontakt med NTNU, håper å komme opp i syv medlemmer i løpet av prosjektet. Inntil videre teller den lille studentgruppen fire.

- Konkurransen åpner for å arbeide på tvers av prosjekter og fagområder, forteller prosjektlederen.

zoomProsjektleder Alexsander Refsnes, til høyre, mellom slagene under oppsamling av data ved et Marine Harvest-anlegg. 
Prosjektleder Alexsander Refsnes, til høyre, mellom slagene under oppsamling av data ved et Marine Harvest-anlegg. 
( VILKÅR )
 
Del saken