ZÖLD BIOTECHNOLÓGIA http://www.zoldbiotech.hu
Index - Tudomány, 2012. április 25. http://index.hu/tudomany/2012/04/25/a_genmodositott_ novenyek_kockazatait_vizsgaltak_magyar_kutatok/ A génmódosított növények kockázatait vizsgálták magyar kutatók MTI A számos országban engedélyezett és piacra került géntechnológiai úton módosított (GM) növényekből készült élelmiszerek és takarmányok kockázatait vizsgálta egy többéves nemzetközi projektben a Központi Élelmiszer-tudományi Kutatóintézet (KÉKI), közölte a KÉKI kedden. A közlemény emlékeztet: a világon több mint egymillió hektáron termesztenek GM növényt. Mindehhez azonban szigorú ellenőrző rendszer és követéses hatásvizsgálatok szükségesek a biztonság érdekében. A magyar kutatók a GM kukorica, valamint zöldborsó állati és emberi szervezetre gyakorolt hatásvizsgálatában működtek közre. A 2008- ban indult programot az Európai Unió támogatta, és az ausztriai Medizinische Universität Wien koordinálta. Magyarországon tilos a GM növények szabadföldi termesztése, ám forgalmazásuk meghatározott jogszabályi keretek között lehetséges. Így Magyarországon is forgalmaznak külföldről érkezett GM takarmányt és élelmiszert, amelyeket az érvényes európai jogszabályok szerint kell jelölni. kifejlesztése volt, amelyek az engedélyezett és piacon forgalmazott GM növényt tartalmazó élelmiszerek egészségügyi kockázatát előre jelzik. A KÉKI szakmai csoportja ezen belül azt kutatta, hogy laboratóriumi és háziállatok szervezetében mi történik, ha GM takarmányt kapnak rövid, közepes és hosszú távon. A magyar csoport biológiai minták (vér, szervek, gyomor- és bélfolyadék) vizsgálatával szűrte ki, miként hat az érintett állatok szervezetére a GM táplálék. A magyar kutatók által végzett egyik kísérletben például GM kukoricát etettek sertésekkel, majd megvizsgálták, hogy ez a takarmány hatással van-e az immunválasz minőségére. A laboratóriumi elemzések semmiféle káros következményt nem mutattak ki az állatoknál. A transzgén kapcsán termelődő új fehérje a sertés tápcsatornájában még kimutatható volt, ám a vérplazmában, a szervekben és az izomban már nyomokban sem volt tetten érhető. Ugyanezzel a végeredménnyel zárultak az atlanti lazacokkal végzett kísérletek is. A terméken fel kell tüntetni, ha annak bármely összetevője 0,9 százalék feletti arányban tartalmaz génmódosított szervezetet (GMO). A tudományos világ ugyan megosztott a kérdésben, de a transzgenikus növények termesztése számos országban elfogadott, így a GM termékek szabadon áramlanak a világban. A magyar kutatócsoport az élelmiszer-biztonság fokozása érdekében fogadta el a felkérést a tudományos kísérletben való részvételre. A projekt célja, olyan biomarkerek, biológiai jelek, értékelhető hatások 1
A közlemény szerint Gelencsér Éva élelmiszer-kutató, a kutatócsoport magyar tagja a konzorcium tevékenységének egyik legfontosabb eredményeként értékelte a GM szervezetek piacra kerülése utáni nyomon követésre tett új módszertani javaslatot. A konzorcium ugyanis olyan egységes, úgynevezett klaszterezés és neurális hálózat létrehozását javasolta, amely egy adatbázisban összesítené a transzgenikus élelmiszerekkel és takarmányokkal kapcsolatos valamennyi vizsgálati eredményt. Így több adat ismeretében segítené a kockázatbecslést, illetve fokozná a biztonságot. *** The Times, 2012. március 9. www.thetimes.co.uk Európa GMO-ellenes utóvédharca nem hősies, hanem dogmatikus Gene Genie Ma Brüsszelben találkoznak az EU-tagországok miniszterei, hogy az éghajlatváltozásról és a genetikailag módosított növényekről tanácskozzanak. Az éghajlatváltozás ügyében Kína és az Egyesült Államok támogatása nélkül nem sokra mennek, csakúgy, mint eddig. A GM növények témájában a miniszterek át tudnák alakítani, és át is kellene alakítaniuk az új fajták kereskedelmi forgalomba hozatalának jogi szabályozását, ezzel erőteljes jelzést küldve az éhezőknek, akiknek szükségük van ezekre a fajtákra. Sajnos azonban vajmi kevés az esély egy ilyen áttörésre. A Föld lakosságának létszáma tavaly novemberben elérte a hétmilliárdot. Bár a népességnövekedés üteme csökkenőben van, ez a szám 2050-re várhatóan eléri a kilencmilliárdot. Mivel több mint egymilli- árd ember már most hivatalosan éhezőnek van nyilvánítva, az emberiségnek a következő négy évtizedben módot kell találnia összesen további hárommilliárd ember élelmezésére. Ez alatt az idő alatt drámaian meg fognak változni az étkezési szokások. Kínában nem csökkenni, hanem nőni fog a tejtermékek iránti kereslet, és ugyanitt a szarvasmarhát főleg takarmánnyal etetik, nem legeltetik. Fekete-Afrikában az élelmiszer-biztonság növelésének előfeltétele az alapvető gabonafélék terméshozamának javítása. Illúzió abban reménykedni, hogy a felsorolt két cél bármelyikét még kevésbé az ezeknél is nagyobb célt, a Föld teljes népességének élelmezését meg lehet oldani a GM növények elterjedtebb alkalmazása nélkül. Kínában, Észak- és Dél-Amerikában, valamint Afrika egyes vidékein már nagyban termesztenek GM növényeket. Európában alig termesztik ezeket a fajtákat. Az elmúlt 13 év során egyetlen új fajta, egy magas keményítőtartalmú burgonya kizárólag ipari célú termesztését engedélyezték, ez festék- és papírgyártáshoz használható fel. Ez a radikális ellenállás csodálatot érdemelne, ha tudományos tényeken alapulna, csakhogy ez nem így van. A mezőgazdaságban éppúgy, mint a gyógyszeriparban, helyes dolog az új termékek bevezetését 2
szigorúan szabályozni, tekintettel a lehetséges mellékhatások kockázatára. Helytelen viszont a politikát és az önérdeket rémhírek mögé rejteni, különösen akkor, ha ez a tudomány vezette haladás lefékezéséhez vezet. Nyilvánvalóan ez történik az EU Környezetvédelmi Tanácsában, a dán elnökség minden erőfeszítése ellenére. 2010-ben a dánok, akik számára nagy csalódás volt a működésképtelen európai GM engedélyezési rendszer megreformálásában kialakult patthelyzet, új kívülmaradási tervezet javaslatával álltak elő: legyen a tagállamoknak lehetőségük betiltani az engedélyezett GM növények forgalmazását és termesztését saját területükön, cserében azért, hogy az Unió más területein termeszteni lehessen azokat. A patthelyzet az azóta eltelt két évben is fennmaradt. Ennek az a fő oka, hogy Franciaország, Ausztria és más, a GM technológiát kérlelhetetlenül ellenző országok egy második kívülmaradási lehetőséget követeltek, amely más EU tagállamok (közöttük Nagy-Britannia) szerint egyszerűen arra szolgálna, hogy egybegyűjtse a blokkoló kisebbséget a Tanácsban, és visszacsinálja az eredeti javaslat alapján elért előrehaladást. A bürokraták nyelve ugyanolyan átlátszatlan, mint maga a bürokrácia. Mindkettőt támogatja a Greenpeace, amely arról panaszkodott, hogy a dán javaslat a nemzetállamokkal egy tárgyalási szintre he- lyezi a nagy biotechnológiai cégeket. Ez az érv nyomatékosabb lenne, ha lennének jelentős bizonyítékok arra, hogy a GM növények károsak az emberi egészségre, vagy ártanak a biológiai sokféleségnek, de ilyen nagyon kevés van. A GM technológiával szembeni ellenállás legésszerűbb alapja az elővigyázatossági elv ám ugyanezen alapul az Európai Élelmiszer-biztonsági Hatóság által használt szűrési eljárás is, és ez a hatóság fogja a GM növények szabályozását végezni mindenféle reform után is. Nagy-Britanniának igaza van, amikor nevén nevezi a francia-osztrák blöfföt. Ideje a huszonegyedik századba átvonszolni az EU GMpolitikáját. *** Nature News Blog, 2012. május 2. http://blogs.nature.com/news/2012/05/first-plant-made-drug-on-the-market.html Piacra került az els ő, növényekben készült Amy Maxmen gyógyszer Ma első alkalommal, az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerhatósága (US FDA) jóváhagyott egy genetikailag módosított növényi sejtben előállított gyógyszert. A hírt ünneplők között ott vannak a bio-pharming koncepcióját támogató tudósok is. Az Elelyso elnevezésű gyógyszer (taligluceráz alfa) enyhíti a Gaucher kórban szenvedő betegek tüneteit. Ez a ritka lizoszomális tárolási rendellenesség különféle problémákat okoz, a csontfertőzésektől kezdve a vérszegénységig. A Protalix Biotherapeutics izraeli biotechnológiai vállalat tudósai módszert dolgoztak ki a beteg emberekből hiányzó enzim sárgarépasejtekben való előállítására: az enzimet kódoló gént beültették a sárgarépasejtekbe. A klinikai vizsgálatok során megállapították, hogy az e forrásból származó enzimmel (taligluceráz alfa) kezelt betegek állapota legalább olyan jó, mint azoké, akik egy 3
nyítja a nagy gyógyszergyártó cégek és a befektetők figyelmét a növényi alapú gyártás lehetséges rentabilitására. másik, a gyógyszerpiacon kapható enzimpótló készítményt, a Cerezyme-t kapják. Csodálatos, hogy van már választék mondja Rhonda Buyers, a tuckeri (Georgia, USA) székhelyű National Gaucher Foundation (Nemzeti Gaucher Alapítvány) ügyvezető igazgatója. Azt reméli, hogy az Elelyso segítségével elkerülhetők lesznek 2009. és 2011. évihez hasonló gyógyszerhiányok, amikor csak Cerezyme állt a betegek rendelkezésére. Sokan, akiknek a tünetei éveken át megnyugtatóan rendezve voltak, csontproblémákkal és szörnyű fáradtsággal küzdöttek, egyesek kórházba kerültek emlékezik vissza. A két másik Gaucher-gyógyszer gyártói az egyesült államokbeli Genzyme és a írországi Shire emlőssejtekben állítják elő a gyógyhatású enzimeket. Az Elelyso szerkezetileg a Genzyme termékéhez, a Cerezyme-hez hasonlít, de annál olcsóbban előállítható, mert a gyártáshoz nincs szükség magas fenntartási költségű állati sejttenyészetekre. Emellett az emlős tenyészeteket szennyező vírusok és egyéb kórokozók sem fenyegetik a növényi szövettenyészeteket. Ma, az FDA bejelentése előtt Ritu Baral, a new yorki Canaccord Genuity kutatási elemzője így nyilatkozott: Ha ez a gyógyszer megkapja az engedélyt, ez az egész koncepció igazolása lenne. Bár a cég az Egyesült Államokban 2000 beteg kezelésére készült fel, Baral szerint a Genzyme és a Shire márkanév iránti hűség miatt nem lehet tudni, mekkora lesz az egyesült államokbeli piac; azonban az a tény, hogy az Elelyso körülbelül 25%-kal olcsóbb lesz a Cerezyme-nél, megingathatja a vevőket. Az egyesült államokbeli forgalomból származó haszon hatvan százaléka a Pfizer gyógyszeripari óriáscégé lesz, amely 2009-ben megállapodást kötött a Protalix-szel. Azonban mindaddig, amíg az izraeli kormány engedélyezi a gyógyszert, a teljes izraeli haszon a Protalix-hez kerül. Izrael viszonylag nagy szelete a tortának, mert az askenázi zsidók között aránytalanul nagy a betegek aránya. David Aviezer, a carmieli székhelyű Protalix elnök-vezérigazgatója optimista a vállalatnál fejlesztés alatt álló többi, sárgarépában előállított gyógyszert illetően is. Az idei év elején a Protalix hozzáfogott egy másik enzim-hiánybetegség, a Fabry-kór kezelésére tervezett fehérjetermékük I. fázisú klinikai vizsgálatának tervezéséhez. Ez a jóváhagyás bizonyíték arra, hogy ezzel a technológiával nagyszámú fehérjét lehet majd előállítani mondja Aviezer. Mi felkészültünk arra, hogy még nagyon sokat csináljunk! A kutatók már több mint egy évtizede képesek arra, hogy növényekkel emberi enzimeket termeltessenek. 2006-ban az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma (USDA) jóváhagyott egy növényi sejtekben előállított csirkevakcinát. Az emberi felhasználásra szánt, növényi eredetű biológiai anyagokkal kapcsolatos aggodalmak eloszlatása azonban sokkal nehezebbnek bizonyult. Ezért mondják a növényekben más, gyógyászati célú enzimeket, antitesteket és vakcinákat előállító tudósok és gyógyszergyártók: lehet, hogy az Elelyso engedélyezése az ő számukra is egyszerűbbé teszi majd a szabályozási folyamatot, és ráirá- 4
BBC News Science & Environment, 2012. május 2. http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-17906172 A Rothamsted Research kutatóintézet GM búzával foglalkozó tudósai kéréssel fordultak a tiltakozókhoz Richard Black környezetvédelmi tudósító, BBC News Azzal érvelnek, hogy a módosított fajtából származó gének el tudnának terjedni a környező táblákon, és hogy nem készült még értékelés arról, biztonságosan fogyaszthatók-e a GM fajtából készült élelmiszerek. Május 27-ére tűzték ki az akciót, amelyet így írnak le a honlapjukon: kellemes napot töltünk vidéken, piknikkel, zenével... és dekontaminálással. Teljes csomag Egy korábbi GM-ellenes tiltakozás alkalmával mutáns sütiket nyújtottak át a kormányhivatalokban A genetikailag módosított búza előállításán dolgozó tudósok azt kérik a tiltakozóktól, hogy ne tegyék tönkre a kísérleti parcellákat, inkább jöjjenek be egy kis beszélgetésre. A Harpendenben (Herts, Egyesült Királyság) található Rothamsted Research kutatóintézetben folyó kísérletben olyan genetikailag módosított búzán dolgoznak, amely elriasztja a növényeket károsító levéltetveket. A rothamstedi búzafajta mesterséges, laboratóriumban szintetizált géneket tartalmaz: ez a megközelítés a technológia fejlődésével egyre gyakoribbá válik, az egyéb élőlényekből való génátültetés pedig egyre ritkábbá. A beültetett gén az E-béta-farnezén nevű feromon termelődését irányítja; normális körülmények között ezt a feromont bocsátják ki a levéltetvek, amikor megijednek valamitől. Ha a levéltetvek megérzik a szagát, elrepülnek. A Vedd vissza a lisztet elnevezésű tiltakozó csoport azt ígérte, hogy dekontaminálja a telephelyet, ha nem szüntetik be a kutatást. A tudósok szerint a GM növények jó hatással lennének a környezetre, mert kevesebb rovarirtó szer felhasználásával termeszthetők. Mint környezetvédőkhöz fordulunk hozzátok írták nyílt levelükben. Az a búza, amelyen mi dolgozunk, jelentősen csökkentené a mezőgazdaságban felhasznált vegyszerek mennyiségét a későbbi nemzedékek számára. A tiltakozók szerint azonban a GM kísérlet nyilvánvaló veszély a brit mezőgazdaság számára. A levéltetvek fontos növényi kártevők az Egyesült Királyságban és más országokban 5
Másrészt ez a szag vonzza a levéltetvek természetes ellenségeit, nevezetesen a katicabogarakat, a fátyolkákat és egy bizonyos fürkészdarazsat magyarázta Huw Jones professzor, a nyílt levelet aláíró kutatócsoport egyik tagja. Tehát ez a GM búzafajta az Egyesült Királyságban és más nyugat-európai országokban potenciális előnyt jelentene, mert nem kellene rovarirtó szerekkel permetezni; előnyös lenne a fejlődő világban is, mert a gazdák azt a rovarirtó szert, amelyet hazájukban nem tudnak beszerezni, megkapnák a magba becsomagolva. áll a szarvasmarhában, mint a búzában előforduló változathoz, azért, nehogy más búzagének felismerjék és szabályozni tudják az aktivitását. Magát az E-béta-farnezént számos növény, többek között a borsmenta és a burgonya is természettől fogva termeli. Biztonságossági aggodalmak Lucy Harrap, a Vedd vissza a lisztet csoport tagja azonban nem hisz az új búzafajta környezetvédelmi szempontból előnyös tulajdonságaiban. Eddig semmi nem mutat arra, hogy a GM szántóföldeken kevesebb rovarirtó szerre lenne szükség, sőt inkább még többet kell kiszórni mondta. A másik probléma az, hogy ebben a kísérletben antibiotikumrezisztencia-markergént használnak, ez pedig az EU sok országában már idejétmúlt módszernek számít, mivel géntranszfer történhet baktériumokba, stb. A csoport szóróanyaga arra utal, hogy a GM növény egy szarvasmarhából származó gént tartalmaz. Emblémát is szerkesztettek, amely egy szarvasmarhafejű, kenyércipó-testű lényt ábrázol. A szóban forgó gén pontosabban a promóter, azaz a géneket bekapcsoló DNS-szakasz egy sokféle élőlényben, többek között búzában is előforduló promóter szintetikus változata. A kutatók elmagyarázták, hogy olyan változatot választottak, amely közelebb Lucy Harrap ( Vedd vissza a lisztet ): A keresztszennyeződéssel kapcsolatos problémák fontosak A kutatók szerint a GM búza segíthetne az éhezők táplálásában a tiltakozók szerint ennek épp az ellenkezője igaz A világon termesztett GM növények többségét nagykereskedelmi vállalatok, pl. a Monsanto és a Syngenta szabadalmaztatta. Ezzel szemben a rothamstedi levél azt ígéri, hogy eredményeiket nem fogják szabadalmaztatni, és azok nem lesznek magáncég tulajdona. Ha a búzánk hasznosnak bizonyul, azt akarjuk, hogy az egész világon a gazdálkodók rendelkezésére álljon, minimális áron írják. Vitára invitálják a tiltakozókat: Azt állítjátok, hogy a genetikailag módosított növények nincsenek rendesen megvizsgálva írják. Mégis most, amikor vizsgálatokat végzünk, el akarjátok őket pusztítani, még mielőtt hasznos információt nyerhetnénk belőlük. Nem értjük, hogy az ésszerűség korában hogyan állhattok ki az információszerzés megakadályozása mellett. 6
Harrap úgy nyilatkozott a BBC News-nak, hogy csoportja már ismeri a Rothamsted Research kutatóintézet álláspontját és érveit, és épp most írják a választ egy korábbi, kevésbé részletes levelükre. Azt is kijelentette, hogy a rothamstedi tudósok ismerik a GMmódszereket tudományos alapon bíráló tiltakozók, például a GM Freeze csoport kifogásait. Leszögezte: az ő ( Harrap) csoportja nem ellenzi a kutatást, de a GM fajták szabadföldi termesztését átfogó biztonsági vizsgálatoknak kell megelőzniük. Azt mondta: nem hiszi, hogy május 27-én megtörténik majd a dekontamináció, tekintettel a helyszín gondos biztosítására. A kutatók részéről viszonylag új módszer a tiltakozók nyilvános felszólítása arra, hogy ne pusztít- sák el a növényeket, valamint a GM növények környezetvédelmi hasznosságára való hivatkozás; hasonló módszert részleges sikerrel alkalmaztak tavaly a norwich- i Sainsbury Laboratóriumban. Az akkori tiltakozást Vedd vissza a krumplit feliratú lobogó alatt tartották, de nem történt kísérlet a kísérleti parcella elpusztítására, ahol harmadik, egyben utolsó évébe lépett egy burgonyavésznek ellenálló burgonyafajtával folyó kísérlet ez a gombabetegség okozta az 1840-es éve második felében az írországi éhínséget. A közvéleménykutatások szerint az emberek az Egyesült Királyságban és Európa legtöbb országában továbbra is megrögzötten elutasítják a GM élelmiszereket. *** Prof. Dirk Inzé levele az Európai Növénytudományi Szervezet (EPSO) tagjainak Nyílt levél: az EPSO és a genetikai módosítás Az EPSO honlapjáról: Az EPSO független kutatási szervezet, amely 30 európai és Európán túli ország több mint 226 kutatóintézetét, tanszékét és egyetemét képviseli. Az EPSO hivatása, hogy növelje a növénytudomány befolyását és láthatóságát Európában. Mennyire sikerült növelnünk a növénytudomány befolyását és láthatóságát Európában? Több-e ma a növénytudományi kutatásokra fordított támogatás, mint tíz évvel ezelőtt? A növénytudomány valóban olyan kulcsfontosságú építőelemnek látszik-e, amelyre egy fenntarthatóbb világ építhető? Sokan vitatkoznánk ezekkel a kérdésekkel, és rámutatnánk, hogy ma sokkal kevesebb támogatás jut a fejlett növénytudománynak, hogy majdnem lehetetlenné vált szabadföldi kísérleteket végezni genetikailag módosított növényekkel, hogy az elmúlt évtizedben szinte nem is indultak növénytudományon alapuló vállalkozások, és mindössze egyetlen GM növény termesztését engedélyezték Európában, annak ellenére, hogy a biobiztonsági tanács egy sor fajtát biztonságosnak nyilvánított, hogy Európa az egyetlen olyan kontinens, ahol a GM növényekkel bevetett mezőgazdasági terület az utóbbi években csökkent, és hogy a (molekuláris) növénytudományt egyes politikusok egyre nemkívánatosabbnak tartják. Nem meglepő, hogy a növényi biotechnológia területének egyik legaktívabb szereplője, a BASF Plant Sciences Limburgerhofból (Németország) Észak-Karolinába helyezte át a székhelyét, elhagyva Európát, mint olyan helyet, ahol szinte nincs is jelen növényi biotechnológiai cég. Hát ezt akarjuk? Sokan attól tartunk, hogy a pénzügyi válsággal párhuzamosan a helyzet még rosszabbra fordul, ennek minden következményével együtt, amely az e területen dolgozó több ezer fiatal kutatót sújthatja. Sőt egyes politikusok GMmentes Európát követelnek, a tiltásba beleértve minden, GM technológiát alkalmazó növényi kutatást is. A kérdés az, hogyan lehet ezen változtatni? Hogyan tudjuk fellendíteni szeretett tudományágun- 7
kat, hogyan tudjuk újra idevonzani a fiatal kutatókat a tudomány csodálatos világába? Azt gondoljuk, hogy ezekhez a dolgokhoz sok köze van annak, hogyan látja a nagyközönség általában a mezőgazdaságot és specifikusan a GM technológiát. Ahogyan mindenki tudja, a sajtót uraló és a nagyközönséget kitalált rémtörténetekkel traktáló politikai mozgalmak és civil szervezetek közellenséggé kiáltották ki a GM technológiát. Mit tett az EPSO ennek leküzdésére? Miért nem hozza az EPSO aktívabban, erőteljesebben azt az üzenetet az európaiaknak, hogy ezeknek a rémtörténeteknek nincs tudományos alapjuk? Mindannyian értjük, hogy az EPSO-nak a növénytudomány minden ágát népszerűsítenie kell, és ezt teljes erőnkből támogatjuk is. Ám kollegáink Európa-szerte azt látják, hogy az EPSO teljesen figyelmen kívül hagyja a GM technológiáról alkotott képet uraló zagyvaságokat. Az EPSO-nak nem így kellene viselkednie, hanem védenie kellene a tudományunkat és annak jövőbeli alkalmazásait. Most, hogy végre napvilágot láttak a tudományos adatok a GM növényekkel elérhető kiváló eredményekről, azt várnánk, hogy az EPSO nagyobb önbizalommal szólal fel. Mára több mint 500 tanulmány mutatta ki, hogy a GM növények minden tekintetben egyenértékűek a klasszikus nemesítéssel létrehozott növényekkel. Így hát minden tudományos eszközünk megvan ahhoz, hogy mi, mint az Európai Növénytudományi Szervezet, erőteljes üzenetet küldjünk a nagyközönségnek. Az EPSO-t szakmai szervezetnek tartjuk, olyannak, mint pl. egy orvosi társaságot. Képzeljük el, mi lenne, ha a politikusok azt kezdenék terjeszteni, hogy a klasszikus orvoslás veszélyes és árt az egészségnek az orvosi társadalom eget-földet megmozgatna, hogy megküzdjön ezzel az áltudományos állítással. Miért nem teszi az EPSO ugyanezt, amikor a GM technológiáról van szó? Mivel az EPSO számos kutatója foglalkozik GM technológiával, nagyon fontos, hogy az EPSO a védelmére keljen a munkánk alapját képező tudománynak. Az EPSO-nak sokkal szilárdabb, tudományos alapon álló álláspontot kell elfoglalnia ebben a fontos ügyben, és attól félek, hogy a bizottságokban való puszta jelenlétével nem sokat lendít az ügyünkön. Az javasoljuk, hogy az EPSO nyisson irodát, amely proaktív módon segít mindannyiunknak, akik küzdeni akarunk a sajtót teljesen eluraló áltudomány ellen. Ennek az EPSO irodának össze kellene gyűjtenie a GM vonatkozású kérdések megválaszolásához felhasználható összes tudományos adatot; ha a sajtóban újra támadják a GM technológiát, az EPSO-nak segítenie kellene a tudósoknak válaszleveleket fogalmazni és a válaszleveleket a különféle nemzeti nyelvekre lefordítani. Ezen kívül az EPSO-nak részt kellene vállalnia a növénytudományt általában előmozdító, proaktív kampány szervezésében, és a sajtót a növénytudományok sikereiről beszámoló, pozitív hírekkel kellene ellátnia. Tegyük ismét lelkesítővé az európai növénytudományt! Prof. Dr. Dirk Inzé az EMBO tagja tudományos igazgató és intézetvezető Növényi Rendszerbiológiai Intézet VIB kutatóintézet Genti Egyetem Belgium 8
Transzgénikus nyárfák (35S-gshI-11ggs és 35S-rbcS-gshI-6lgl) alkalmazása a fitoremediációban 1 1,2 2 3 2 Gyulai Gábor, Király Kata, Bittsánszky András, Malone P. Renee, Gullner Gábor, 2 Kőmíves Tamás 1 2 3 SZIE MKK GBI Gödöllő; MTA ATK NÖVI Budapest, DIT Dublin e-mail: gyulai.gabor@mkk.szie.hu; Kiraly.Kata.Agnes@hallgato.szie.hu; bittsanszky.andras@agrar.mta.hu; renee.malone@dit.ie; II. rész 4. Génbevitel nyárfába A nyár genomszekvencia-adatai szabadon hozzáférhetők (http://www.jgi.doe.gov/poplar/). Mindezen jó tulajdonságok alapján nem meglepő, hogy az első transzgénikus fa szintén a nyár volt, amelyet 1987-ben állítottak elő, a bevitt tulajdonság a glifozátrezisztencia volt ( 1. táblázat). A 35S-gshI-11ggs és a 35S-rbcS-gshI-6lgl transzgénikus szürke nyárfák jellemzői A vizsgálatainkhoz a szürkenyárhibrid ( Populus tremula Populus alba = Populus canescens) két transzformáns klónját alkalmaztuk (INRA No.717-1-B4): a 11ggs és a 6 lgl klónokat, összehasonlítva a nem transzformált szürkenyárral (WT). A növények az Escherichia coli baktériumból származó γ-glutamil-cisztein szintáz ( γ- ECS) enzimet kódoló gént ( gsh1) hordozták. Kétféle gshi-génnel transzformált nyárfa klóntípust állítottak elő. A 11ggs klónban (35S-gshI-11 ggs) a transzgén fehérjeterméke a citoszolban expresszálódik. A 6 lgl klónban (35S-rbcS-gshI-6 lgl) a CaMV-35S promóter és a gshi gén közé beépítették a borsó RUBISCO gén kis alegységének tranzit peptidjét (borsó rbcs), aminek következtében a gshi gén terméke beszállítódik a kloroplasztiszba ( 7. ábra). A transzgénikus klónokban a GSH-tartalom 2-4-szer nagyobb lett, mint a kontroll klónokban. A szürkenyárklónok (11 ggs, 6 lgl, kontroll) steril hajtásai Németországból ( Albert-Ludwigs-Universität, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie, Freiburg, Professor H. Rennenberg) érkeztek. A gén eredeti start-kodonját (TTG) PCR technikával ATG szekvenciára módosították. Magát a kódoló szekvenciát (1,7 kb) tartalmazó Hind III/SmaI fragmentumot a plbr19 plazmidba klónozták. A promóter a karfiolmozaik-vírus (CaMV) konstitutív 35S promótere volt, dupla felerősítő ( enhancer) szekvenciával (p70) és a CaMV poli-a szekvenciájával. Ezt a CaMV-35S promóter gshi poli-a gén-kazettát a pbin19 bináris vektorba klónozták egy Sst I/XbaI inszertben. Az így elkészített vektort építették be az Agrobacterium tumefaciens C58 (pmp90) törzsébe, és végezték el a szürkenyárhibrid ( P. canescens) genetikai transzformációját. 9
1. táblázat: A fontosabb genetikailag módosított nyárfák (A) HERBICIDREZISZTENCIA Faj/Hibrid Transzgén* Rezisztencia tulajdonság Irodalom P. alba P. grandidentata aroa Glifozát rezisztencia (Fillatti et al. 1987) P. tremula P. alba bar Foszfinotricin rezisztencia (de Block 1990) P. trichocarpa P. deltoides bar Foszfinotricin rezisztencia (de Block 1990) P. tremula P. alba bar Foszfinotricin rezisztencia (Devillard 1992) P. tremula P. alba crs1-1 Klórszulfuron rezisztencia (Brasileiro et al. 1992) P. tremula P. alba crs1-1 Klórszulfuron rezisztencia (Chupeau et al. 1994) P. tremula P. alba bar Foszfinotricin rezisztencia (Chupeau et al. 1994) P. alba P. grandidentata aroa Glifozát rezisztencia (Donahue et al. 1994) (B) ROVARREZISZTENCA P. alba P. grandidentata cryia(a) Malacosoma disstria (M C Cown et al. 1991) P. nigra cryia(c) Lymantria dispar (Wang et al. 1996) Apochemia cinerarius P. tremula P. tremuloides cryiiia Chrysomela tremulae (Cornu et al. 1996) P. tremula P. tremuloides oci Chrysomela tremulae (Leple et al. 1995) P. alba P. grandidentata pinii Lymantria dispar (Heuchelin et al. 1997) P. tremula P. grandidentata pinii Plagiodera versicolora (Klopfenstein et al. 1997) [P. alba (P. davidiana + P. simonii)] P. tomentosa cryia(ci Lymantria dispar (Yang et al. 2003) Clostera anachoreta [(P. tomentosa P. bolleana) P. tomentosa] CpTI Lymantria dispar Malacosoma disstria Stilpnotia candida (Zhang et al. 2005) (C) ANYAGCSERE-MÓDOSÍTÁS P. alba StSy resveratrol 3-glükozid (Giorcelli et al. 2004) P. tremula P. alba ipt Citokinin-tartalom (Schwartzenberg et al. 1994) P. sieboldii P. grandidentata ipt Citokinin-tartalom (Ebinuma et al. 1997) P. tremula P. tremuloides GA-20-oxidáz Hormon anyagcsere (Eriksson et al. 2000) P. tremula P. tremuloides iaam, iaah Hormon anyagcsere (Tuominen et al. 1995) P. tremula P. tremuloides iaam Hormon anyagcsere (Tuominen et al. 2000) P. tremula P. tremuloides rolc Hormon anyagcsere (Nilsson et al. 1996) P. tremula P. tremuloides rolc Hormon anyagcsere (Ahuja és Fladung 1996) P. tremula rolb+rolc Módosult gyökérzet (Tzfira et al. 1998) P. tremula P. tremuloides phya Hormon anyagcsere (Olsen et al. 1997) P. nigra Homeobox OSH1 Rendellenes fejlődés (Mohri et al. 1999) P. tremula P. alba gor Glutation anyagcsere (Foyer et al. 1995) P. tremula P. alba gshii Glutation anyagcsere (Foyer et al. 1995) P. tremula P. alba gshi Glutation anyagcsere (Arisi et al. 1997) P. tremula P. alb GS Nitrogénhasznosítás (Gallardo et al. 1999) P. tremula P. alba AS comt Lignin anyagcsere (Van Doorsselaere et al. 1995) P. tremula P. alba AS cad Lignin anyagcsere (Baucher et al. 1996) P. tremula P. alba chs chalkon szintáz (Nicolescu et al. 1996) P. tremula P. alba FeSOD stressztűrés (Arisi et al. 1998) P. tomentosa mtld sóstressz (Hu et al. 2005) (D) VIRÁGZÁSMÓDOSÍTÁS P. tremuloides leafy Korai virágzás (Weigel és Nilsson 1995) P. tremula P. alba, leafy Korai virágzás (Rottmann et al. 2000) P. tremula P. tremuloides P. trichocarpa P. deltoides P. tremula P. alba, ptlf Korai virágzás (Rottmann et al. 2000) P. tremula P. tremuloides P. trichocarpa P. deltoides P. trichocarpa P. deltoides leafy Korai virágzás (Skinner et al. 2003) (E) PROMÓTERMÓDOSÍTÁS P. tremula P. alba pcad/gus Xilém-specifikus expresszió (Feuillet et al. 1995) P. tremula P. tremuloides prolc/gus Évszak-specifikus expresszió (Nilsson et al. 1996) P. tremula P. alba p-sam/gus Szövetspecifikus expresszió (Mijnsbrugge et al. 1996) P. tremula P. tremuloides p35s/gus Konstitutív expresszió (Nilsson et al. 1996) *Jelmagyarázat: aroa: mutáns EPSP szintáz, AS: antiszensz; bar: foszfinotricin acetyl transzferáz; cad: cinnamil alkohol dehidrogenáz; cat: kloramfenikol acetil transzferáz; comt: kávésav O-metil transzferáz; CpTI: tripszin inhibitor; crs1-1: mutáns acetolaktát szintáz; cryia(c), cryia(a), cryiiia: Bacillus thuringiensis δ-endotoxin gének; FeSOD: vas szuperoxid dizmutáz; GS: glutamin szintáz gshi: γ-glutamilcisztein szintáz gshii: glutation szintáz gor: glutation reduktáz gus: β-glükuronidáz; ipt: izopentenil transzferáz; iaah: indol-3-acetamid hidroláz; iaam: triptofán-2-mono-oxigenáz; luxf2: luciferáz; mtld: mannitol-1-foszfát dehidrogenáz; oci: rizs cisztein proteináz inhibitor; p: promóter; phya: fitokróm A; pinii: burgonya proteáz inhibitor II; StSy: stilbén szintáz. 10
7. ábra A 35S-gshI-11 ggs és a 35S-rbcS-gshI-6 lgl transzgén-kazetta felépítése. (A) A citoszolban expresszálódó 35S-gshI-11 ggs transzformációhoz alkalmazott bináris vektor konstrukció. LB: bal oldali határoló régió; P-p70: karfiolmozaik-vírus 35S promótere dupla felerősítő ( enhancer) szekvenciával; gsh1: a γ-ecs enzimet kódoló gén szekvenciája; T-35S: karfiolmozaik-vírus poli(a) szekvenciája; T-nos: nopalin szintáz promótere; nptii: neomycin foszfotranszferázt kódoló gén szekvenciája; P-nos nopalin szintáz terminátor szekvenciája; RB: jobb oldali határoló régió. (B) Az rbcs tranzitpeptiddel a kloroplasztiszba szállított 35S-rbcS-gshI-6 lgl transzformációhoz alkalmazott bináris vektor konstrukció a γ-ecs kloroplasztiszban való túltermeltetéséhez. rbcs: borsó RUBISCO enzim kis alegységének tranzitpeptidjét kódoló része. A 35S-gshI transzgénikus szürke nyár mikroszaporítása in vitro A növények mikroszaporítása nodális hajtástenyészetben in vitro történt WPM táptalajon (8. ábra). 8. ábra A transzgénikus 35S-gshI szürkenyár (P. x canescens) mikroszaporítása in vitro. (1) a kiinduló gyökeres hajtástenyészetből vágott, (2) nodális szárdarabokon megindul, (3) az alvórügyek kihajtása, (4) és teljes kifejlődése, majd (5) gyökereztetése, a (6) a nagy mennyiségű klón előállításában. 11
A 35S-gshI és a 35S-rbcS-gshI transzgén beépülő kópiaszámának és expressziójának meghatározása (qpcr) A 35S-gshI transzgén beépülési kópiaszámának meghatározása, a konstitutívan expresszálódó actin gén kontrolljában végeztük, tervezett primerekkel ( Primer3', NCBI), qpcr elemzésben (25 µl) (Corbett Gene 6000), DyNAmo HS SybrGreen I qpcr Kit (#F-410L, Finnzymes, Finland Izinta) felhasználásával, a 2 módszer kiértékelésével (9. ábra) ΔΔCt. Az RT-qPCR eredmények szerint, a 35S-gshI transzgén a 35S-gshI-11 ggs klónban magasabb (1,6) beépülési kópiaszámot mutatott, mint a 35S-rbcS-gshI-6 lgl klónban (1,0), amelyben azonban a transzgén expreszsziója 13,5-szöröse volt a folyamatos kloroplasztiszba történő géntermék (GSH) szállításának eredményeként (9. ábra). 14 12 13,5 3 10 8 2n 1,6n 2n 2n 2 6 4 1n 1 2 0 3,2 1,0 1,0 1,3 Pop.gsh1 Ecoli.35S-gshI Pop.gsh1 Ecoli.35S-rbcS-gshI Pop.gsh1 WT TR(ggs11) TR(lgl6) 0 9. ábra A 35S-gshI-11 ggs és a 35S-rbcS-gshI-6 lgl transzgénikus-, valamint a kontrol (WT) szürke nyár (2n=4x=38) klónok (P. x canescens) transz/gén beépülésének és saját Pop.gsh1 génjének kópiaszáma és relatív génexpressziója. A relatív génexpressziót a génekről átírt mrns-ek mennyiségének mérésével határoztuk meg a totál RNS (0,05 g levélszövetből kivonva, és NanoDrop ND-1000 UV-Vis spectrofotométerrel ellenőrizve) mintákból szintetizált cdns-ből. A nyárfa saját gshi génjének ( Pop.gsh1-mRNS), valamint a két transzgén konstrukciónak (35S-gshI-11ggs-mRNS és a 35S-rbcS-gshI-6lgl -mrns) az mrns mennyiségét az a-tubulin ( a-tubulin-mrns) és az aktin ( actin-mrns) mrns-ének mennyiségéhez (1,0) viszonyítottuk (Absolutely RNA Miniprep Kit (# 400800, Stratagene, USA - Biomedica, Magyarország) követve a protokollt. cdna szintézis: Az mrns-ek reverz transzkripciójához (cdns szintézis) RT-t (reverse transcriptase, Moloney Murine Leukemia Virus: M-MuLV), oligo(dt) 18 (0,5 µg) és 3'-primert alkalmaztunk (# K1622; Fermentas Biocenter, Szeged, Hungary). Génexpresszió mérése: Az egyszálas cdna-mintákat (2, 5 μl) közvetlenül vittük qrt-pcr-be (25 µl) a megtervezett primerekkel (400 nm) ('Primer3' NCBI) DyNAmo HS SybrGreen I qpcr kitben. A qrt-pcr ciklusai: 10 perc elődenaturációt (95 C) követő 35 amplifikációs ciklus (95 C/20 sec, 60 C/20 sec, 72 C/20 sec) 4 C-os véghűtéssel (Rotor Gene 6000, Corbett Research, Australia). Az adatok kiértékelése. A 2 3 kalibrációhoz és a qvantáláshoz 10-szeres cdns koncentrációsorban történt (1x, 10x, 10 x, 10 x cdna) (10. ábra), NTC ( non DNA-template ΔΔCt control) és ddh2o kontrollal. A számítás (Ct, ΔC, ΔΔCt meghatározása) 2 módszerrel történt: Ct-szint ( threshold cycle): A küszöbértékének meghatározása a felszaporodó cdns-fragmentum küszöbérték feletti fluoreszcencia értékéből (dr) történt kézi illesztéssel. A standard görbe, 2 amely a Ct-érték és a felszaporodó cdns-fragmentum fluoreszcenciája közötti korrelációt mutatta magas R -értékű volt (0,987). ΔC: ΔCt ΔΔCt értéke a Ct Ecol.gshI Ct a-tubulin és a Ct Pop.gsh1 Ct a-tubulin különbségét mutatja. ΔΔCt values: A ΔΔCt érték Ctkezeletlen átlaga Ct kezelt átlag különbségének a 2 értéke. 12
10. ábra A gshi transzgén kimutatása RT-qPCR-el a 35S-gshI-11 ggs (- -) és a 35S-rbcS-gshI-6 lgl (- -) transzgénikus szürkenyárklónokban. A PCR ciklusok száma ( Cycles) és a DNS-be kötődő SybrGreen festék fluoreszcenciája (dr) közötti 2 3 korrelációs görbe. A reakció kalibrációja és kvantálása 10-szeres cdns koncentrációval (1x, 10x, 10 x, 10 mennyiségű cdns; az ábrán 'Standard 1,2,3,4') és NTC (DNS nélküli kontroll; non DNA-template control ) alkalmazásával történt. A transzgén működésének reaktivációja DHAindukált DNS-demetilációval Vizsgálatainkban a humán rákterápiában alkalmazott, nem metilálható citozinanalógot a DHAC-t ( dihidroaza-citidin) alkalmaztuk. A DHC képes beépülni az éppen osztódó sejt replikálódó DNS-ébe, ezzel az utódsejtekben az adott gén citozinjainak metilálhatatlanságával az adott gén reaktiválódik. Megállapítottuk a két transzgén (a 35S-gshI-11 ggs és a 35S-rbcS-gshI-6 lgl) mellet a nyárfa saját gsh1 génjének nagyságrendi (10x) reaktiválódását a két transzformált nyárfában és nem transzformált (WT) klónban (11. ábra). 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1,0 Pop.gsh1 19,8 Pop.gsh1 + DHAC 1,0 A TGS ( transzkripcionális géncsendesítés) leghatékonyabb módja, az adott szervben szükségtelen gének működésének (expressziójának)elhallgattatása ( gene silencing). Mindkét TGS, a fehérje szintű (az adott gén környezetében levő hisztonfehérjék de/acetilálása, a HDAC: hiszton deacetiláz katalízisében), és a DNS szintű (a gén 5met citozinbázisainak metilálása C-vé, a DNMT: DNS- metiltranszferáz katalízisében) indukálható kémiai kezeléssel. 35S-gshI- 11ggs 0,5 35S-gshI- 11ggs + DHAC 3,1 Pop.gsh1 2,1 Pop.gsh1 + DHAC 13,5 23,7 35S-rbcSgshI-6lgl 35S-rbcSgshI-6lgl + DHAC WT TR(ggs11) TR(lgl6) 1,3 Pop.gsh1 13,9 Pop.gsh1 + DHAC 11. ábra A 35S-gshI-11 ggs és a 35S-rbcS-gshI-6lgl transzgének ( E. coli), valamint a nyárfa ( Populus x canescens) saját (WT) -7 gsh1 génjének reaktiválása DHAC (4x10 M) kezeléssel (21 napig kezelt in vitro levélkorong-tenyészetben). 13
Funkcionális elemzések: a transzgén hatása a nyárfa egyéb génjeinek (gst) működésére -7 Paraquatstressz alatt (4x10 M, 21 nap, levélkorongtenyészet) a transzgénikus klónokban megvizsgált saját GST-enzimaktivitás (glutation S-transzferáz) pozitív Ajánlott irodalom Bittsánszky A, G Gyulai, G Gullner, J Kiss, Z Szabó, Gy Kátay, L Heszky, T Kőmíves (2009): In vitro breeding of grey poplar ( Populus canescens) for phytoremediation purposes. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 84: 890 894. Gullner G, G Gyulai, A Bittsánszky, J Kiss, L Heszky, T Kömíves (2005) Enhanced inducibility of gluta- serkentést ( co-expressziót) mutatott a 35S-rbcS-gshI-6lgl transzgénikus klónban. Ez az eredmény igazolja, hogy a kloroplasztiszban, a fotoszintetikus elektrontranszport láncára ható paraquat elleni védekezéshez felhasználódik a kloroplasztiszba szállított transzgén által kódolt GSH is (12. ábra). 35S-gshI-11ggs 2.0% szacharóz, fény 35S-rbcS-gshI-6lgl Nem transzgénikus 1.0% szacharóz, fény 0.2% szacharóz, fény 1.0% szacharóz, sötét 2.0% szacharóz, sötét - 12. ábra A 35S-gshI-11 ggs és a 35S-rbcS-gshI-6lgl transzgén hatása a nyárfa egyéb génaktivitására. A gst által kódolt GST enzim (glutation S-transzferáz) aktivitásának változása eltérő szénellátás (2%, 1%, 0,2% szacharóz) és fény (16 h fény/8 h sötét fotoperiódus és folyamatos sötét inkubációval, -9-6 ), valamint paraquat stresszben (4x10 4x10 M) (az átlagértékek és a szórás jelölésével; n=3). A vizsgálati eredmények igazolják, hogy a transzgénikus 35S-gshI nyárfaklónok ( Populus) közel 10-szer aktívabban képesek a talajszennyeződések felvételére, ezért alkalmazásukkal tizedére csökkenthető egy szennyezett (ld. napjaink vörösiszap-katasztrófái) terület remediálása. Köszönetnyilvánítás A vizsgálatokat az OTKA-K77641 és az OTKA- PD75169 pályázat támogatta. thione S-transferase activity by paraquat in poplar leaf discs in the presence of sucrose. Phyton, 45: 39 44. Gyulai G, Z Tóth, A Bittsánszky, Z Szabó, G Gullner, J Kiss, T Kőmíves and L Heszky (2008a) Gene upregulation by DNA demethylation in 35S-gshI- transgenic poplars ( Populus x canescens). In: Genetically Modified Plants: New Research Trends. Eds. T Wolf and J Koch, Nova Science Publisher, Inc. USA, Chapter 8, pp. 173 191. ISBN 978-1- 60456-696-3. Kőmíves T, Gullner G (2000) Phytoremediation. In: Plant-Environment Interactions (RE Wilkinson ed.), Marcel Dekker Publ, New York, pp. 437 452. Malone R, Dix PJ (1990) Mutagenesis and triazine herbicide effects in strawberry shoot cultures. Journal of Experimental Botany, 41: 463 469. 14
Főszerkeszt ő: Dudits Dénes Szerkesztette: Keczánné Zsuzsa Fordította: Fejes Erzsébet Példányszám: 1000 db/hó Borító: EDOMO MEDIA, Szeged Nyomda: TISZA PRESS, Szeged Kiadja a G BE támogatásával a Barabás Zoltán Biotechnológiai Egyesület Green Biotechnology Europe (GBE)