A GMO-k szép új világa (?)

A GMO-k szép új világa (?) Sági László E-mail: [email protected]

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 109 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 • jövő: táplálkozásgenomika, gyógyszergenomika, sport~, tanulás~, ...

R. Franklin (1920-1958)

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 Génszabályozás Aktiválás

Gátlás

Géntechnológia Az SRY gén

alloszómák


alloszómák

Szex-determináló Régió az Y kromoszómán


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, ...

Mi NEM a GMO? • Génpiszkált, génkezelt, ... • 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


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


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 + O2 fény (562 nm)

LUC

oxiluciferin + AMP + PPi + CO2 +

ultraérzékeny digitális CCD kamera rendszer

GM banánnövények Gének nyomjelzése

látható

luciferáz 10.000 embrió/nap

GM banánnövények Gének nyomjelzése látható kontroll

luciferáz

jelölt

jelölt

GM banánnövények Gének nyomjelzése látható

LUC

LUC

26°C

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

GM növény

növény

GM banánnövények Levélteszt Kontroll

-K W

+K

GM növény

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

GM termékek a piacon GM növényfajok elfogadottsága a világban M Ha

GM papaya GM

Hagyom.

PRSV (Hawaii)

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 Frankensteinék a spájzban (vezércikk) 2011. szeptember 14. 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)

Az álproblémák Bt-méreg a magzatokban?

• Dipel biopeszticid 50 éve • 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 rApr May Jun Jul

dormant germination LONG DAY plants flower

Aug

SHORT DAY plants flower

Sep Oct

senescence (annuals)

Nov

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?

A GMO-k szép új világa (?)

Recommend Documents