A GMO-k szerepe az élelmiszeriparban és a kapcsolódó ágazatokban

A GMO-k szerepe az élelmiszeriparban és a kapcsolódó ágazatokban Biológia alapjai 2017. november 21. Kormosné Dr. Bugyi Zsuzsanna bugyi@mail.bme.hu, 463-3865, Ch 155

AZ ÉLELMISZERIPAR ALAPANYAGAI http://kidspressmagazine.com/wp-content/uploads/2014/04/dreamstimelarge_25047894.jpg, https://previews.123rf.com/images/virinka/virinka1306/virinka130600023/20302580-cartoon-vegetables-and-fruits-background-stock-vector-fruit.jpg, https://previews.123rf.com/images/seamartini/seamartini1508/seamartini150800539/44410093-cartoon-freshlegumes-and-vegetables-with-peas-in-a-pod-long-and-red-beans-peanut-stock-vector.jpg, https://i.pinimg.com/originals/fb/1f/a3/fb1fa3278deea0e5b97111f8e0da0656.png, https://easydrawingguides-7512.kxcdn.com/wp-content/uploads/2017/03/how-to-draw-a-cartoon-pig-20.png, https://us.123rf.com/450wm/topvectors/topvectors1511/topvectors151100005/47306725-poultry-domestic-birds-vector-illustration-collection-farm-animals.jpg?ver=6, https://static.vecteezy.com/system/resources/previews/000/113/454/non_2x/seafood-cartoon-vector.jpg, https://d2gg9evh47fn9z.cloudfront.net/800px_colourbox10993258.jpg, https://i.pinimg.com/originals/e8/b2/af/e8b2afb9b879a0b1c1650b584d130071.jpg, https://arts2science.files.wordpress.com/2014/10/food5groups1_460.jpg?w=460&h=455, https://i.pinimg.com/236x/7d/8a/15/7d8a15ce3ae038a30e5fe7ec89c27c11--bacteria-cartoon-probiotic-bacteria.jpg

MIK AZOK A GMO-K? 2001/18/EK 1829/2003/EK 2002. évi LXVII. törvény

Transzlokáció Inverzió MI OKOZZA A GENETIKAI VÁLTOZÉKONYSÁGOT? Spontán Környezeti hatás Pontmutációk Szubsztitúció Inzerció Deléció Mutációk Nagyobb DNS fragmentumokkal is előfordulhat Hatás (neutrális, káros, letális, kompetitív előnyt hordozó) Nehéz vagy lehetetlen megjósolni a hatás helyét Testi sejt vs. ivarsejt https://i.ytimg.com/vi/uxdzuz5q-hs/maxresdefault.jpg, http://www.muskansingh.com/wp-content/uploads/2016/06/cell-division-1.jpg, http://cronodon.com/images/virus3.jpg, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/radioactive.svg/1200px-radioactive.svg.png, http://image.slidesharecdn.com/sci14bioeptx1303-141208112426-conversion-gate02/95/mutations-5-

MIÉRT VAN SZÜKSÉG A GENETIKAI ÁLLOMÁNY MEGVÁLTOZTATÁSÁRA? X X X Biotikus stressz Abiotikus stressz https://previews.123rf.com/images/radmilla75/radmilla751307/radmilla75130700049/21015926-ear-of-wheat-stock-photo.jpg, https://thumb9.shutterstock.com/display_pic_with_logo/4153921/568530166/stock-vector-funny-insects-cute-cartoon-bugs-vector-set-colored-insects-bee-butterfly-andladybird-collection-568530166.jpg, https://cmkt-image-prd.global.ssl.fastly.net/0.1.0/ps/2078322/580/563/m1/fpnw/wm0/1609.m10.i304.n050.s.c12.160500116-bacteria-virus-germs-cartoon-vector-characters-flu-and-aids-microbes-.jpg?1483142421&s=5ec68ff9791e601e11c8cbfcbf9568be, https://previews.123rf.com/images/juliarstudio/juliarstudio1604/juliarstudio160400272/54600140-lonely-dead-tree-at-drought-cracked-desert-landscape-icon-in-cartoon-style-on-a-white-background-stock-vector.jpg,

HOGYAN VÁLTOZTATHATÓ MEG A GENETIKAI ÁLLOMÁNY? Cél: kívánatos tulajdonságok (pl. hozam, ellenállóképesség, táplálkozás-élettani tulajdonságok) megjelenése állatokban, növényekben, mikroorganizmusokban Hagyományos nemesítési eljárások MEZŐGAZDASÁGI BIOTECHNOLÓGIA Transzgénikus élőlények Új nemesítési technikák (genome editing, epigenom módosítás)! https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf, https://image1.slideserve.com/2336335/milestones-of-molecular-biology-n.jpg

NÉHÁNY JELENTŐSEBB KÜLÖNBSÉG MEZŐGAZDASÁGI BIOTECHNOLÓGIA Hagyományos nemesítési eljárások Transzgénikus élőlények Új nemesítési technikák (genome editing, epigenom módosítás) Alkalmazásuk esetenként más és más, nem feltétlenül váltják ki egymást. Fajok közötti távolság

TÖRVÉNYI SZABÁLYOZÁS ALATT ÁLLÓ GÉNMÓDOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK 2001/18/EK

GÉNMÓDOSÍTÁS MOLEKULÁRIS KLÓNOZÁSSAL plazmid (bakteriális cdns), vírus, élesztő Stb. https://www.britannica.com/media/full/493667/17930, https://d2gne97vdumgn3.cloudfront.net/api/file/bhxj8e1si6hhn5jwk0da. https://en.wikipedia.org/wiki/restriction_enzyme

A MOLEKULÁRIS KLÓNOZÁS FOLYAMATA 1) DNS izolálás és fragmentálás restrikciós endonukleázokkal 2) DNS fragmentum beépítése a klónozó vektorba 3) Rekombináns DNS bejuttatása a gazdasejtbe 4) A rekombináns DNS-t tartalmazó klón kimutatása, izolálása Limitáló tényező: a legtöbb tulajdonság komplex; nem szabályozható, hogy az új gén hová épül be a genomba http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/gentechnologia/images/image013.jpg

A PCR (POLYMERASE CHAIN REACTION, POLIMERÁZ LÁNCREAKCIÓ) Denaturáció: 94-96 C, 30-60 s Primerek bekötődése (annealing): 45-65 C, 30-60 s Polimerizáció (extension): 72 C, 30-90 s http://users.ugent.be/~avierstr/principles/pcrsteps.gif, http://passel.unl.edu/image/siteimages/pcranimationimage.gif

http://users.ugent.be/~avierstr/principles/pcrcopies.gif, http://www.seeuco.com/nsfiles/1273130770.jpg A PCR

http://en.wikipedia.org/wiki/file:roland_gel.jpg, http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/22/ethidium-bromide-from-monohydrate-xtal-1971-3d-balls-b.png/200px-ethidium-bromide-frommonohydrate-xtal-1971-3d-balls-b.png A PCR TERMÉK DETEKTÁLÁSA Agaróz gélelektroforézis Etídium-bromid Log bp-futási távolság: fordított arányosság

http://genomictree.cafe24.com/wp/wp-content/uploads/2015/12/real-time-pcr1en.jpg REAL-TIME PCR

A MOLEKULÁRIS KLÓNOZÁS FOLYAMATA Az első GM növény: herbicid-rezisztens dohány (1983) https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf

GENETIKAI MÓDOSÍTÁSSAL ELŐÁLLÍTOTT NÖVÉNYEK - 1 milliárd hektár szója (83%) - 0,6 milliárd hektár kukorica (29%) - 0,3 milliárd hektár gyapot (75%) - 0,1 milliárd hektár repce (24%) Általában herbicid- és rovar-rezisztencia Vírusrezisztens tök Bt burgonya (Bacillus thuringiensis, krumplibogárrezisztencia) Alacsony poliakrilamid burgonya Vírusrezisztens papaya Herbicidrezisztens len Nem barnuló alma http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/51/executivesummary/default.asp

GENETIKAI MÓDOSÍTÁSSAL ELŐÁLLÍTOTT NÖVÉNYEK, ÁLLATOK Aranyrizs (Golden rice) β-karotint termel A-vitamin prekurzor http://s3.amazonaws.com/daniellelevynutrition/wp-content/uploads/2013/03/golden-rice-hero2.jpg, https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf

GENETIKAI MÓDOSÍTÁSSAL ELŐÁLLÍTOTT ÁLLATOK Cél: minősági vagy mennyiségi tulajdonságok megváltoztatása (ha az hagyományos tenyésztéssel nem vagy csak nagyon lassan lenne elérhető) Növekedési erély fokozása (jobb tápanyag-hasznosítás ellenére elmarad a várakozástól; magasabb növekedési hormon szint: jobb összetétel (85%- kal kevesebb zsír, de abnormális életfolyamatok)) Gyapjú minőségének javítása Betegségekkel szembeni ellenállás kialakítása Enviropig (jobb foszfor-felhasználás, kisebb foszforkörnyezetterhelés), ω-3 sertés Tejösszetétel megváltoztatása (feldolgozhatóság növelése, tápérték növelése, humanizált tehéntej; összfehérje nem, de fehérjeösszetétel változtatható) Gyógyászati alkalmazások Transzgénikus állatok bioreaktorként történő hasznosítása Xenotranszplantáció Betegségek modellezése génterápia céljából https://scienceprogress.org/wp-content/uploads/2011/09/gmo_salmon_compare.jpg

CODEX ALIMENTARIUS ÚTMUTATÓK

GMO SZABÁLYOZÁS AZ EURÓPAI UNIÓBAN + egyéb szabályok, ajánlások és útmutatók

GMO SZABÁLYOZÁS AZ EURÓPAI UNIÓBAN Célkitűzései: 1. Az emberi és állati egészség, valamint a környezet védelme a GMO-kat piacra kerülésük előtt a lehető legmagasabb szintű biztonsági értékelésnek kell alávetni. 2. Harmonizált kockázatértékelési és engedélyezési eljárások létrehozása. 3. GMO-k egyértelmű jelölésének biztosítása. 4. A piacra kerülő GMO-k nyomon követhetőségének biztosítása. Toxicitás Allergenitás Speciális komponensek táplálkozásélettani v. toxikus tulajdonságai Bevitt gén stabilitása Lehetséges nem várt hatások https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/gmo_auth_decision-making-process.pdf

https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/gmo_auth_decision-making-process.pdf GMO ENGEDÉLYEZTETÉSI ELJÁRÁS

https://www.efsa.europa.eu/en/panels/gmo EFSA GMO PANEL

NÉHÁNY KAPCSOLÓDÓ EFSA ÚTMUTATÓ

EU-BAN ENGEDÉLYEZETT GMO-K REGISZTERE http://ec.europa.eu/food/dyna/gm_register/index_en.cfm

HAZAI SZABÁLYOZÁS

FAO GM FOODS PLATFORM http://www.fao.org/food/food-safety-quality/gm-foods-platform/en/

GÉNMÓDOSÍTÁSSAL KAPCSOLATOS KÖRNYEZETI AGGÁLYOK Génszökés (a transzgén bekerülése a vad populációba) A gén aktív marad a GMO betakarítása után Nem célszervezetek érzékenysége a géntermékre (pl. nem kártevő rovarok) Gén stabilitása Más növények életterének csökkentése Biodiverzitás csökkenése Vegyszerek nagyobb mértékű használata http://www.unairan.org/wp-content/uploads/2017/06/environment.jpg

GÉNMÓDOSÍTÁSSAL KAPCSOLATOS ETIKAI AGGÁLYOK Evolúció felgyorsítása, az ellenőrző mechanizmusok kiiktatása Biodiverzitás csökkenése (új korokozó fajok pusztulhatnak ki) Eltérő körülmények, eltérő kockázat Vírusvektorok új korokozóvá alakulhatnak Anibiotikum-rezisztencia markerek antibiotikum-rezisztencia fokozása Kannibalizmus Integritás (idegrendszer nélküli állat?) Vallás, filozófia http://blog.zlien.com/wp-content/uploads/ethics-construction.jpg

ÖSSZEFOGLALÁS Élelmezésbiztonság, orvoslás, mezőgazdaság, környezetvédelem Élelmiszerbiztonsági, környezetvédelmi, etikai aggályok https://researchethicsmeasures.files.wordpress.com/2014/05/scales_black_silhouette.png, http://cdn.mysitemyway.com/etc-mysitemyway/icons/legacy-previews/icons/3d-transparent-glass-icons-alphanumeric/068017-3dtransparent-glass-icon-alphanumeric-icon_091.png

https://geneticliteracyproject.org/wp-content/uploads/2014/10/map-sept2014.png ÖSSZEFOGLALÁS

FELHASZNÁLT ÉS AJÁNLOTT IRODALOM, HASZNOS LINKEK - New Techniques in Agricultural Biotechnology (2017) https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_ agricultural_biotechnology.pdf - Lusser M, Parisi C, Plan D, Rodríguez-Cerezo E: New plant breeding techniques. State-of-the-art and prospects for commercial development (2011) http://ftp.jrc.es/eurdoc/jrc63971.pdf - FAO: http://www.fao.org/food/food-safety-quality/a-z-index/biotechnology/en/ - FAO GM Foods Platform: http://www.fao.org/food/food-safety-quality/gm-foods-platform/en/ - GM Food Safety Assessment- Tools for Trainers (FAO): http://www.fao.org/docrep/012/i0110e/i0110e00.htm - Európai Bizottság: https://ec.europa.eu/food/plant/gmo_en - EFSA: http://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/genetically-modified-organisms - Szabára Á, Kasza Gy, Lakner Z, Ózsvári L. A géntechnológia gyakorlati lehetőségei, jogi szabályozása és etikai megítélése. Magyar Állatorvosok Lapja. 2011; 133: 117-128.

Köszönöm a figyelmet! https://i.ytimg.com/vi/7tmcxyp8xu4/maxresdefault.jpg, http://poster.keepcalmandposters.com/21366.png, https://media.licdn.com/mpr/mpr/aaeaaqaaaaaaaaciaaaajgjlnji5ywjilweznwmtndiyos05yzu1lwm1ywzjmgi3zmy2oa.jpg, https://s3.amazonaws.com/scrumorg-blog/wp-content/uploads/2016/01/22051816/3028124-poster-p-dna.jpg