A GMO-k szép új világa (?)

Átírás

1 A GMO-k szép új világa (?) Sági László

2 Tematika A géntechnológia alapjai A GM növények előállítási módszerei A GM növények néhány alkalmazása GM növények a piacon Kérdések

3 Géntechnológia szövet sejt

4 Géntechnológia térfogat: 2-3 μm³ DNS tömege: 1-20 pg hossza: 0,5-3,5 Gbp = 0,5-3,5 x 10 9 bp 1 bp = kb. 1 nm (10-9 m) kb. 0,5-3 m DNS/sejt!! kompakt kazetta: 65 cm³ és 100 m

5 Géntechnológia 1977: 1000 bp/év humán genom: 10 év (2001) és 15 perc (2013) ma: Gbp/nap/gép 1000 $ személyes genom 200 $ génjellemzés R. Franklin ( ) jövő: táplálkozásgenomika, gyógyszergenomika, sport~, tanulás~,...

6 Géntechnológia Táplálkozásgenomika

7 Géntechnológia Genomszerkezet 60-90% dinamikus, gént nem kódoló DNS - mozgó elemek: (retro)transzp - ismétlődő elemek alkalmazkodás, evolúció 5-10% csak RNS-t kódol 5-30% fehérjét kódoló (gén) ezer, kölcsönhatások

8 Géntechnológia Gén

9 Géntechnológia Génkapcsoló

10 Géntechnológia Aktiválás Génszabályozás Gátlás

11 Géntechnológia Az SRY gén alloszómák

12 Géntechnológia Az SRY gén alloszómák Szex-determináló Régió az Y kromoszómán

13 Géntechnológia Az SRY gén 42. nap SRY!!

14 Géntechnológia Génszabászat Darabolás: Másolás: Ragasztás:

15 Géntechnológia Rekombináns DNS Bármilyen DNS és gén: pl. humán inzulin előállítása

16 Mi a GMO? Genetikailag módosított organizmus (mikroba, növény, állat,...) Genetikai anyagának (genom, DNS) módosítása: - idegen/saját DNS beépítése (transz-v. ciszgenikus GMO) - a beépített DNS öröklődik az utódgenerációkba (stabil) - a beépített DNS (v. gén) működése nem feltétel Helye: sejtmag v. sejtszervek (kloroplasztisz) Célja: javított szervezetek gyógyászati v. élelmezési célra Jelen megítélése: vitatott, megosztó, túlpolitizált,...

17 Génpiszkált, génkezelt,... Mi NEM a GMO? Hiszen (szinte) minden (sejtes v. nem sejtes) élőlény: - géneket tartalmaz ( ), tehát DNS-t is - ezek működő egységet alkotnak Frankenfood, mert >90% kutatási célú (laboratórium)

18 GMO-k Definíciók Organizmus olyan biológiai egység, amely képes önmaga megkettőzésére vagy örökítő anyag átvitelére, a mikroorganizmusokat beleértve, de embert vagy emberi embriót nem beleértve Állati és növényi sejtkultúra = mikroorganizmus!

19 GMO-k Definíciók Genetikai módosítás egy organizmus örökítőanyagának megváltoztatása oly módon, ami a természetben nem fordul elő párzással vagy természetes rekombinációval vagy mindkettővel Igen: rekombináns NS vektor + mikroinjektálás (ICSI!), sejtfúzió Nem: in vitro termékenyítés, poliploidizáció, keresztezés

20 GMO-k Alkalmazás Kutatás >>> Kereskedelem Cél: génfunkció, jelátvitel, anyagcsereút fogyasztás, feldolgozás Körny.: ellenőrzött mezőgazdasági, ipari Termék: szellemi piaci

21 GMO-k Összetett jelenség Szakmai Környezeti Egészégügyi Gazdasági Jogi Szociális Etikai Politikai Term. tudományos Szocio-ökonómiai

22 Géntechnológia A génátvitel elemei Hova? (sejt, szövet, egyedi növény v. állat) Hogyan? (direkt és indirekt módszerek) Mit? (DNS, gén) Interdiszciplináris, komplex terület: (bio)informatika, (molekuláris) genetika, mikrobiológia, szövettenyésztés, nanotechnológia, műszaki fejlesztés, agronómia, toxikológia

23 Géntechnológia A génátvitel elemei Hova? (sejt, szövet, egyedi növény v. állat) Bármi, ami in vitro tenyészthető és fogadóképes

24 Géntechnológia A génátvitel elemei Hova? (sejt, szövet, egyedi növény v. állat) Hogyan? (direkt és indirekt módszerek) Mit? (DNS, gén)

25 Agrobaktériumos génátvitel Alapelvek hímivarsejtek Megtermékenyítés Természetes génátvitel

26 Agrobaktériumos génátvitel Növényi tumor...

27 Agrobaktériumos génátvitel M. van Montagu & Jeff Schell

28 Agrobaktériumos génátvitel Technikai lépések fertőzés tenyésztés antibiotikum

29 Agrobaktériumos génátvitel Teljes növénybe

30 Géntechnológia A génátvitel elemei Hova? (sejt, szövet, egyedi növény v. állat) Hogyan? (direkt és indirekt módszerek) Mit? (DNS, gén)

31 GM növények Magyarországon Alkalmazkodóképesség Öntözetlen kontroll búza Szárazságtűrő GM búza Gabonakutató Kht & MTA SzBK

32 GM növények Magyarországon Betegségellenállóság Vírus rezisztens GM dohány (hátul) és fertőzött, kontroll dohány (elöl) MBK, Gödöllő

33 GM banánnövények Gének nyomjelzése luciferin + ATP + O 2 LUC oxiluciferin + AMP + PPi + CO 2 + fény (562 nm) ultraérzékeny digitális CCD kamera rendszer

34 GM banánnövények Gének nyomjelzése látható luciferáz embrió/nap

35 jelölt kontroll GM banánnövények Gének nyomjelzése látható luciferáz jelölt

36 GM banánnövények Gének nyomjelzése látható LUC 26 C LUC 8 C

37 GM banánnövények

38 GM banánnövények

39 GM banánnövények Fehérjetesztelés

40 GM banánnövények Fehérjetesztelés Kontroll Magfehérje

41 GM banánnövények kiültetve üvegházban

42 GM banánnövények Fehérje kivonatok W GM növények (0-7) -K SK AMP

43 GM banánnövények Fehérje kivonatok táptalaj magfehérje (2.5 µg/ml) kontroll növény GM növény

44 GM banánnövények Levélteszt Kontroll -K GM növény W +K

45 GM termékek a piacon GM növények területe a világban M Ha 10%

46 GM termékek a piacon GM növények tulajdonságai M Ha

47 GM termékek a piacon GM növényfajok a világban M Ha

48 M Ha GM termékek a piacon GM növényfajok elfogadottsága a világban

49 GM papaya GM PRSV (Hawaii) Hagyom. Ellenőrzött kísérlet

50 GM termékek a piacon Amisok és a GM növények konzervatív vallási közösség nincs áram, telefon és autó nincs PC, nem fotózhatók de: GM dohány/burgonya 10x haszon (kukorica) a kisgazdaság összeegyeztethető a GM technológiával

51 GM termékek a piacon Mi engedélyezett az EU-ban? GM kukorica (21): import és feldolgozás, termesztés (1) GM szója (2): import és feldolgozás GM burgonya (2): ipari (!) feldolgozás, termesztés (1) GM repce (3): import és feldolgozás GM gyapot (1): import és feldolgozás GM cukorrépa (1): takarmány és feldolgozás GM szegfű (1): import, feldolgozás (termesztés)

52 GM termékek a piacon A közeljövő Burgonyavész Ellenálló GM burgonya ( Fortuna )

53 GM termékek a piacon És mi engedélyezett hazánkban? 0

54 GM termékek a piacon És mi engedélyezett hazánkban? 0 Magyarország január 1-től hatályos Alaptörvényének X. cikke értelmében: (1) Magyarország biztosítja a tudományos kutatás és művészeti alkotás szabadságát, továbbá - a lehető legmagasabb szintű tudás megszerzése érdekében - a tanulás, valamint törvényben meghatározott keretek között a tanítás szabadságát. (2) Tudományos igazság kérdésében az állam nem jogosult dönteni, tudományos kutatások értékelésére kizárólag a tudomány művelői jogosultak.

55 Az álproblémák Bt-méreg a magzatokban? Anyaméhben is mérgez a GMO szeptember 14. Frankensteinék a spájzban (vezércikk) szeptember percent of unborn babies contaminated with GMO toxins május 25. GM food toxins found in the blood of 93% of unborn babies 20th May 2011

56 Az álproblémák Bt-méreg a magzatokban? Kanadai terhes nők és magzataik vérében Cry1Ab fehérje Hipotézis 1: GM növényekből/ételekből (szupermarket) Cáfolat 1: napi 0,5-1 kg kukoricát kellene fogyasztani Hipotézis 2: GM növényekkel etetett állatok húsából Cáfolat 2: Miért nem Bt peszticiddel kezelt zöldséggel?? Melyik a reálisabb és valószínűbb??? Cáfolat 3: módszertani hibák, vleg hamis pozitív, bad science (túl kezdetleges)

57 Dipel biopeszticid 50 éve Az álproblémák Bt-méreg a magzatokban? Dipel felhasználása Kanadában: alma, bogyósok, burgonya, brokkoli, csonthéjasok, fűszernövények, káposztafélék, karfiol, körte (>50 termesztett növényfaj) Dózis: 0,2-2 kg/ha alkalmanként (7-10 ezer Ft/kg) Kijuttatás: naponként (almában 10x = kb. 10 kg/év)

58 Kérdések (Németh G.) 1. GM növények és a biológiai diverzitás: mennyire lesznek ellenállóak ezek a növények (nincs több fajta génállomány, amely jobban reagál, növények csak egy része pusztul el valami betegségben...stb.), mennyire leszünk kiszolgáltatva ennek?

59 Kérdések 2. Előállítható tetszőleges gén a semmiből (2.1. úgy is értve, hogy adott génű növényünk fizikailag nincsen, de valamilyen formában megvan az adat (pl. számítógépen az adott gén pontos leírása), 2.2. teljesen a semmiből kísérletezéssel)? 3. Génekkel mennyire módosítható az életciklus (pl.: mennyi idő alatt érik meg a kukorica, mennyi idő múlva lesz kitermelhető a fa, szélsőséges eset: mennyi ideig él az ember)?

60 Növény fejlődés Jan Feb Ma r Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov dormant germination LONG DAY plants flower SHORT DAY plants flower senescence (annuals) dormant Dec Daylength (hours)

61 Kérdések 4. Már kihalt növényfajok/altípusok visszahozása mennyire lehetséges (van-e róla génadat, ha igen visszahozható-e)? Paleogenomika: mammut (2008)

62 Kérdések 5. Mik a tématerület távolabbi (10-30 év) kilátásai, fejlődési lehetőségei? 6. Nagy az ellenállás a génmódosított élelmiszerekkel szemben. Van-e ennek bármilyen tudományos alapja?