A GMO-k szép új világa (?) Sági László E-mail: lacisagi@gmail.com
Tematika A géntechnológia alapjai A GM növények előállítási módszerei A GM növények néhány alkalmazása GM növények a piacon Kérdések
Géntechnológia szövet sejt
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
Géntechnológia 1977: 1000 bp/év humán genom: 10 év (2001) és 15 perc (2013) ma: 20-30 Gbp/nap/gép 1000 $ személyes genom 200 $ génjellemzés R. Franklin (1920-1958) jövő: táplálkozásgenomika, gyógyszergenomika, sport~, tanulás~,...
Géntechnológia Táplálkozásgenomika
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) 20-50 ezer, kölcsönhatások
Géntechnológia Gén
Géntechnológia Génkapcsoló
Géntechnológia Aktiválás Génszabályozás Gátlás
Géntechnológia Az SRY gén alloszómák
Géntechnológia Az SRY gén alloszómák Szex-determináló Régió az Y kromoszómán
Géntechnológia Az SRY gén 42. nap SRY!!
Géntechnológia Génszabászat Darabolás: Másolás: Ragasztás:
Géntechnológia Rekombináns DNS Bármilyen DNS és gén: pl. humán inzulin előállítása
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,...
Génpiszkált, génkezelt,... Mi NEM a GMO? Hiszen (szinte) minden (sejtes v. nem sejtes) élőlény: - géneket tartalmaz (11-60.000), tehát DNS-t is - ezek működő egységet alkotnak Frankenfood, mert >90% kutatási célú (laboratórium)
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!
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
GMO-k Alkalmazás Kutatás >>> Kereskedelem Cél: génfunkció, jelátvitel, anyagcsereút fogyasztás, feldolgozás Körny.: ellenőrzött mezőgazdasági, ipari Termék: szellemi piaci
GMO-k Összetett jelenség Szakmai Környezeti Egészégügyi Gazdasági Jogi Szociális Etikai Politikai Term. tudományos Szocio-ökonómiai
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
Géntechnológia A génátvitel elemei Hova? (sejt, szövet, egyedi növény v. állat) Bármi, ami in vitro tenyészthető és fogadóképes
Géntechnológia A génátvitel elemei Hova? (sejt, szövet, egyedi növény v. állat) Hogyan? (direkt és indirekt módszerek) Mit? (DNS, gén)
Agrobaktériumos génátvitel Alapelvek hímivarsejtek Megtermékenyítés Természetes génátvitel
Agrobaktériumos génátvitel Növényi tumor...
Agrobaktériumos génátvitel M. van Montagu & Jeff Schell
Agrobaktériumos génátvitel Technikai lépések fertőzés tenyésztés antibiotikum
Agrobaktériumos génátvitel Teljes növénybe
Géntechnológia A génátvitel elemei Hova? (sejt, szövet, egyedi növény v. állat) Hogyan? (direkt és indirekt módszerek) Mit? (DNS, gén)
GM növények Magyarországon Alkalmazkodóképesség Öntözetlen kontroll búza Szárazságtűrő GM búza Gabonakutató Kht & MTA SzBK
GM növények Magyarországon Betegségellenállóság Vírus rezisztens GM dohány (hátul) és fertőzött, kontroll dohány (elöl) MBK, Gödöllő
GM banánnövények Gének nyomjelzése luciferin + ATP + O 2 LUC oxiluciferin + AMP + PPi + CO 2 + fény (562 nm) ultraérzékeny digitális CCD kamera rendszer
GM banánnövények Gének nyomjelzése látható luciferáz 10.000 embrió/nap
jelölt kontroll GM banánnövények Gének nyomjelzése látható luciferáz jelölt
GM banánnövények Gének nyomjelzése látható LUC 26 C LUC 8 C
GM banánnövények
GM banánnövények
GM banánnövények Fehérjetesztelés
GM banánnövények Fehérjetesztelés Kontroll Magfehérje
GM banánnövények kiültetve üvegházban
GM banánnövények Fehérje kivonatok W GM növények (0-7) -K SK AMP
GM banánnövények Fehérje kivonatok táptalaj magfehérje (2.5 µg/ml) kontroll növény GM növény
GM banánnövények Levélteszt Kontroll -K GM növény W +K
GM termékek a piacon GM növények területe a világban M Ha 10%
GM termékek a piacon GM növények tulajdonságai M Ha
GM termékek a piacon GM növényfajok a világban M Ha
M Ha GM termékek a piacon GM növényfajok elfogadottsága a világban
GM papaya GM PRSV (Hawaii) Hagyom. Ellenőrzött kísérlet
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
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)
GM termékek a piacon A közeljövő Burgonyavész Ellenálló GM burgonya ( Fortuna )
GM termékek a piacon És mi engedélyezett hazánkban? 0
GM termékek a piacon És mi engedélyezett hazánkban? 0 Magyarország 2012. 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.
Az álproblémák Bt-méreg a magzatokban? Anyaméhben is mérgez a GMO 2011. szeptember 14. Frankensteinék a spájzban (vezércikk) 2011. szeptember 15. 93 percent of unborn babies contaminated with GMO toxins 2011. május 25. GM food toxins found in the blood of 93% of unborn babies 20th May 2011
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)
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: 10-12 naponként (almában 10x = kb. 10 kg/év)
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?
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)?
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) 10 12 14 16
Kérdések 4. Már kihalt növényfajok/altípusok visszahozása mennyire lehetséges (van-e róla génadat, ha igen visszahozható-e)? Paleogenomika: mammut (2008)
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?