Gymnázium, Brno, třída Kapitána Jaroše 14
Geneticky modifikované potraviny Závěrečná práce
Vedoucí práce:
Autor:
RNDr. Pavel Vařejka
Lukáš Máčal, 3.C
Brno, 2016
2
Poděkování Děkuji za odbornou pomoc pana profesora RNDr. Pavla Vařejky, který mi pomohl jak osobně, tak svým výkladem v hodinách molekulární biologie.
3
Prohlašuji, že jsem tuto práci vypracoval samostatně za použití literatury a internetových zdrojů uvedených v seznamu.
V Brně dne 9. 2. 2016
…………………………….
4
Abstrakt Máčal, Lukáš. Geneticky modifikované potraviny. Závěrečná práce. Brno, 2015. V práci popíši metody modifikace genomu organismů používaných v potravinářském průmyslu starými i moderními postupy. Zmíním se o jednotlivých modifikovaných plodinách a evropské legislativě, která se jich týká, a o budoucím využití. Vypracuji otázky, které mi pomohou sjednotit si názory společnosti na geneticky modifikované potraviny. Klíčová slova: transgenoze, enzymy, geneticky modifikované plodiny, legislativa, nukleové kyseliny, Monsanto, mutageny, modifikace, selekce, vektor Abstract Máčal, Lukáš. Genetically modified food. Final work. Brno, 2015. In my work I will discribe genom organism modifications. These are used in food industry using old and new procedures. I will individually mention modified crops and the European legislation which is related to them. I will also mention their future usage. At the same time I will prepare questions, which may help me to find out respondent’s attitude toward genetically modified food. Key words: transgenosis, enzymes, genetically modified crops, legislation, nucleic acids, Monsanto, mutagens, modifications, selection, vector
5
Obsah 1
Úvod ............................................................................................................................................................... 6
2
Definice pojmu genové inženýrství ................................................................................................................ 7 2.1
Příbuzné vědní disciplíny ...................................................................................................................... 7
2.2
Uplatnění genového inženýrství související s hospodářstvím ............................................................... 7
3
Uvědomělá selekce ......................................................................................................................................... 8
4
Použití mutagenů ............................................................................................................................................ 8
5
Vznik genového inženýrství ........................................................................................................................... 9
6
Metody genového inženýrství ........................................................................................................................ 9
7
6.1
Polyploidizace ....................................................................................................................................... 9
6.2
Transgenoze ......................................................................................................................................... 10
6.3
Přirozené přeměny prokaryotických organismů .................................................................................. 10
6.4
Modifikace in vitro .............................................................................................................................. 10
6.5
Využití enzymů .................................................................................................................................... 11
6.6
Syntéza nukleových kyselina ............................................................................................................... 12
6.7
Výroba vektorů .................................................................................................................................... 12
Používané GMO plodiny v EU i ve světě..................................................................................................... 13 7.1
Bt-plodiny ............................................................................................................................................ 13
7.2
Ht-plodiny............................................................................................................................................ 14
7.3
Brambory ............................................................................................................................................. 14
7.4
Transgenní rajče Flavr Savr ................................................................................................................. 15
7.5
Jedlé vakcíny ....................................................................................................................................... 15
7.6
Káva a čaj bez kofeinu......................................................................................................................... 15
7.7
Zlatá rýže ............................................................................................................................................. 16
7.8
Rychlejší chov ryb ............................................................................................................................... 16
7.9
Enviropig ............................................................................................................................................. 16
7.10
Krávy odolné vůči nemoci šílených krav ............................................................................................ 17
8
Problematika GM plodin v Evropské unii .................................................................................................... 17
9
Vnímání GM plodin společností .................................................................................................................. 18
10
Pěstování GM plodin v číslech ..................................................................................................................... 20
11
Obrana proti úniku genů z GM plodin ......................................................................................................... 20
12
Monsanto Company ..................................................................................................................................... 21
13
Anketa .......................................................................................................................................................... 22
14
Závěr ............................................................................................................................................................ 27
15
Resumé ......................................................................................................................................................... 28
16
Seznam zdrojů .............................................................................................................................................. 29 16.1
Knižní .................................................................................................................................................. 29
16.2
Internetové ........................................................................................................................................... 29
6
Úvod
1
Podnětem pro vytvoření této práce byl můj zájem o geneticky modifikované potraviny, o kterých jsem se ve škole a na internetu dozvídal neúplné informace. Postupně jsou zde popsány způsoby, jakými člověk selektoval a upravoval organismy, se kterými se setkáváme téměř denně. Neméně důležité jsou metody, které se při modifikaci nynějších plodin používají. Použití mutagenů s nespecifickou funkcí bylo známo již stovky let a nyní stojíme před velkou érou stále se rozvíjejících specifických modifikací. K těm je potřeba mnoho enzymů, např. endonukleázy, exonukleázy a polymerázy. Využívá se i metoda PCR, která se uskutečňuje v přístroji s názvem termocykler, při níž se množí genetická informace. Můžeme si vyrobit i vlastní nukleotidy, které lze poskládat k sobě pomocí matricového řetězce. Takto si vyrobíme nebo upravíme část řetězce DNA, kterou budeme začleňovat do genomu jiného organismu pomocí vektorů. Jako vektory slouží bakteriální plazmidy a viry. DNA, kterou přenášejí, se s pomocí mnoha úprav genetiků podaří dostat do jádra organismu, který chceme modifikovat. Pomocí těchto úprav dostáváme různé geneticky modifikované organismy. Jejich vlastnosti jsou mnohdy mnohem lepší než u organismů původních. V USA se pěstuje GM plodin mnohem více než v Evropě, jelikož jsou tu mírnější zákony. Popisuji jednotlivé plodiny, které byly vyvinuty a nebo jsou ve vývoji a je možné, že se objeví na světovém trhu. USA jsou ale ve vývoji mnohem napřed. Proti úniku genů z GM organismů se lze účinně bránit metodami, které jsou také uvedeny v mé práci. GMO jsou často neprávem odsuzovány za jejich negativní vliv na člověka, ale opak je pravdou. Pomáhají redukovat množství použitých insekticidů a zplodin ze zemědělské techniky. Věnuji se i společnosti Monsanto, která je velmi kritizována za své téměř monopolní postavení na trhu a za nekalé praktiky, kterými se snaží co nejvíce zvýšit zisky. Práce je určena především pro čtenáře, kteří znají základní principy molekulární biologie.
7
2
Definice pojmu genové inženýrství Do genového inženýrství řadíme modifikace, při nichž se do buňky přenáší cizorodý
genetický materiál (části DNA/RNA) a dále také další úpravy již existující genetické informace dané buňky. Toto dynamicky se rozvíjející odvětví používá klasickou genetiku, mezi kterou patří křížení a umělý výběr. S buňkou se může také manipulovat např. fúzí protoplastů (buňka bez buněčné stěny), výměnou buněčných jader a dalšími postupy. V genovém inženýrství se dále používají uměle vyrobené nukleotidy DNA (nukleotid je část DNA, kterou tvoří báze, deoxyribóza a fosfátový zbytek) a další molekuly s tímto odvětví spojené.
2.1
Příbuzné vědní disciplíny Genové inženýrství využívá znalosti z biochemie, primárně informace o stavbě
enzymů, DNA a RNA a metody vedoucí k jejich izolaci a analýze. Z organické chemie si genové inženýrství převzalo chemickou syntézu informačních molekul, především tedy výrobu kratších vláken DNA/RNA. Ty se vyrábějí buď z prekurzorů nukleových kyselin (jsou odvozeny z nukleových kyselin nacházejících se v DNA), nebo ze sloučenin s podobnými vlastnostmi (analogy) a v poslední řadě z derivátů nukleových kyselin. Biologie a obory s ní spojené dále poskytly informace k přípravě biologických materiálů, analýze biologických druhů a poznatky o dědičnosti a proměnlivosti.
2.2
Uplatnění genového inženýrství související s hospodářstvím Počítá se s využitím znalostí tohoto perspektivního oboru ke snížení energetické
náročnosti chemické výroby a taky ke snížení jejího vlivu na životní prostředí. Zlepší se vlastnosti mikroorganismů používaných k čištění vody, půd a ke kompostování. Časově se tento proces zkrátí a zefektivní. Dojde ke většímu výnosu ze zemědělských plodin a hospodářských zvířat a uživí se tak vzrůstající světová populace. Sníží se produkce oxidu uhličitého zemědělskou technikou a zamořování půdy a jejího okolí, jelikož se nebudou používat pesticidy, traktory nebudou muset vyjíždět s postřikem a rostliny se budou proti škůdcům bránit vlastní genetickou výbavou. Potraviny budou mít vyšší nutriční hodnotu, zmenší se velikost nezpracovatelných částí rostliny. Rostliny budou odolnější k extrémním podmínkám (vysoké/nízké teploty, slané půdy, pouště). Velkou naději má také využití živočišných a rostlinných zbytků nebo nové efektivní plodiny na výrobu paliva budoucnosti.
8
3
Uvědomělá selekce Dostáváme se k prvním pokusům o křížení rostlin, jejichž účelem bylo zjistit přesný
algoritmus přenosu znaků na potomstvo a odkrýt tak, v čem spočívá dědičnost a proměnlivost organismů. Začátkem tohoto období by mohla být neolitická revoluce, kdy člověk začal pěstovat obilí a prováděl vědomou selekci kvalitnějších organismů (mohutnější kráva, vetší obilky pšenice). Postupně se člověk začal ve šlechtění zdokonalovat a vědomě dokázal vyšlechtit kvalitnější organismy. S postupem času se člověk snažil tyto poznatky odůvodnit, aby se dalo lépe předpovídat, jaký organismus šlechtěním vznikne. Dochází tedy k odůvodnění uvědomělého šlechtění. Za první poznatky o dědičnosti znaků můžeme poděkovat mnichovi brněnského kláštera Johannu Gregoru Mendelovi, který svými pokusy na rostlinách hrachu setého (Pisum sativum) dospěl k prvním genetickým zákonům. Na této rostlině zkoumal 7 znaků, kterých si u různých odrůd hrachu povšiml: tvar semen (plné/svraštělé), barva děloh semene (žluté/zelené), barva květu (bílá/fialová), tvar a barva lusku (plný/svraštělý, zelený/žlutý), umístění květů na stonku a velikost celé rostliny. Zjistil přítomnost dominantních a recesivních alel daného genu. Tyto poznatky posloužily k vytvoření obecné podoby Mendelových zákonů. Týkají se buď fenotypu (celkový vzhled rostliny, který ve všech případech nemusí přesně vystihovat zastoupení alel genu) nebo genotypu (zastoupení jednotlivých alel genu). Šlechtěním rostliny můžeme získat chtěný znak a toho také využívají zemědělci. Ve 20. století je ale tato metoda zastaralá, chceme-li získat rostlinu se znaky, které přirozeně nemá. Vyšlechtit ji tedy bez zásahu do genetické informace nelze.
4
Použití mutagenů Ve dvacátých letech minulého století se začalo pracovat i s jinými technologiemi.
H. Mullisovi se podařilo pomocí X paprsků vyvolat dědičné změny vlastností u mouchy octomilky (Drosophyla melanogaster). K těmto dědičným změnám se postupně začaly používat i gama paprsky, ultrafialové záření a nejrůznější chemikálie (souhrnně je všechny nazýváme mutageny). Jako jeden z chemických mutagenů můžeme zmínit jed kolchicin, který způsobuje rozpad dělicího vřeténka. Dále se dostáváme ke šlechtění radiací. Průkopníkem této metody byl v Česku docent Josef Brouma. Rentgenem ozářil Velatický ječmen a vzniklá rostlina měla o 15 cm kratší stébla, byla odolnější, porost byl hustší a výnosy byly o 12 % větší. Tato odrůda se nazývá Diamant a byla využita při šlechtění dnes pěstovaných odrůd. U této metody úpravy genetické informace narážíme na zásadní problém, kterým je nejistota, jaké geny záření upravilo, případně jaké nové geny vznikly. Výsledek tedy vždy
9
nemusí být pozitivního charakteru, jako se stávalo v minulosti. Při nešetrné aplikaci této metody může dojít k nedozírným dopadům na životní prostředí. V průběhu evoluce změny genotypu probíhaly nejen vlivem radioaktivního záření, ale docházelo k nim i přirozenou cestou, jako reakce na změnu podmínek prostředí, se kterými se organismy musely pro své přežití vypořádat.
5
Vznik genového inženýrství Genové inženýrství se vyvinulo z molekulární genetiky v roce 1973. Za založením
tohoto oboru stáli Herbert Boyer a Stanley Cohen, kteří se potkali na konferenci o bakteriálních plazmidech na Havaji v roce 1972 a dohodli si společnou práci v laboratoři. Uskutečnili rekombinaci DNA in vitro („ve skle“), přenesli rekombinované molekuly do buněk a tyto buňky následně pomnožili. Cizorodá DNA byla do buněk vnesena pomocí vektorů. Jako vektory posloužili plazmidy (ve kterých se uchovává doplňková DNA, která většinou není pro buňku životně důležitá, pro účely genového inženýrství byla podle potřeby inženýra upravena). Po představení výsledků veřejnosti se začalo hovořit o nebezpečích genových modifikací. V roce 1973 se obrátila Maxine Singer a Dieter Söll na Akademii věd USA s žádostí o posouzení rizik spojených s používáním metod genového inženýrství. V roce 1974 byla vytvořena komise, která se tímto problémem zabývala.
6
Metody genového inženýrství
6.1
Polyploidizace Fúzí protoplastů nám může vzniknout i buňka více než diploidní, za předpokladu, že
fúzované protoplasty jsou si příbuzné (je možné fúzovat např. 2 druhy kvasinek). Tímto procesem tedy dochází k polyploidizaci. Dochází k ní přirozeně nebo v laboratoři, Životnost těchto hybridů je ovšem vysoce nepravděpodobná a podaří se přežít a zmnožit jen minimu takto vzniklých buněk. K polyploidizaci (tedy k navýšení počtu chromozomových sad) buněk docházelo přirozeným způsobem i v minulosti u různých druhů rostlin. Nejznámějším příkladem je polyploidizace pšenice Triticum urartu, která se před 500 000 lety zkřížila s mnohoštětem (Aegilops speltoides), což je dá se říci plevel. Vznikl hybrid pšenice naduřelá (Triticum turgidum), která je tetraploidní. Tato pšenice se pěstuje dodnes pod označením pšenice dvouzrnka, jen ji bylo potřeba lépe vyšlechtit. Takto vzniklá pšenice se před 10 000 lety zkřížila s jiným druhem mnohoštětu (Aegilops tauschii) a vznikla námi dobře známá
10
pšenice setá (Triticum aestivum), která je už ale hexaploidní . Oproti naší prvotní pšenici získala tato poslední forma pevnější klas a už nedocházelo k tak častému vypadávání obilek. Dalším příkladem je polyploidizace bavlníku, který má nyní mohutnější chomáče bavlny a je tetraploidní.
6.2
Transgenoze Přenos DNA z dárce do příjemce se také nazývá transgenoze. DNA je makromolekula
univerzální a lze ji mezi jednotlivými organismy kombinovat. Metodou transgenoze můžeme tedy získat organismus s novou vlastností, kterou jsme získali vložením cizorodé DNA nebo můžeme potlačit či zdůraznit přirozené vlastnosti daného organismu. Můžeme tedy pomocí této metody vložit například bakteriální DNA do genomu rostliny nebo živočicha. K transgenozi se používají vektory, jimiž se DNA dopraví do jádra a sloučí se s původní genetickou informací organismu. Jako vektor můžeme využít virus, který napadne buňku hostitele a začlení jím nesenou genetickou informaci do genomu buňky. Dále lze jako vektor použít bakteriální plazmidy, které obsahují doplňkovou DNA. V případě potřeby lze DNA plazmidu sloučit s jadernou DNA modifikované buňky. Takto upravený organismus by se z logiky věci měl nazývat transgenní, ale v důsledku rozdílného myšlení vědců a zákonodárců se označuje jako geneticky modifikovaný.
6.3
Přirozené přeměny prokaryotických organismů U prokaryotických organismů dochází také k přenosu DNA/RNA, ale nemůžeme
hovořit o sexuálním křížení, organismus nelze vyšlechtit stejnými metodami jako u eukaryotických buněk. Mezi jeden z přenosů genetické informace patří konjugace (přenáší se kopie plazmidů nebo i chromozomů z buňky dárce do buňky příjemce). Dále hovoříme o transdukci (přenos cizorodé DNA za pomoci viru), transformaci (vstup DNA uvolněné z jedné bakterie do druhé).
6.4
Modifikace in vitro Před samotnou modifikací se musí připravit biologický materiál, ze kterého se bude
DNA izolovat. Taková DNA se v laboratoři rozdělí na fragmenty a upraví se její konce (popř. lze upravit i jinými způsoby). Poté dochází k rekombinaci fragmentů DNA dárce in vitro (ve skle) s pomocnými vektorovými molekulami. Z těchto buněk se vyselektují ty s požadovanými vlastnostmi.
11
6.5
Využití enzymů Enzymy v organismu katalyzují chemické reakce. Genový inženýr si vybere vhodný
enzym, jehož sekvence je co nejkratší a plní zadaný účel (dlouhé enzymy jsou méně stabilní). Dále se musí činnost enzymu rychle pozastavit (např. zvýšením teploty). Enzym by měl být lehký na přípravu a cena jeho produkce by měla být co nejnižší. Fragmentaci (štěpení) DNA zajišťují enzymy zvané endonukleázy, které štěpí buď jedno vlákno DNA (ssDNA - single strand DNA), dvouřetězcovou molekulu DNA (dsDNA double strand DNA) nebo oba tyto druhy zároveň. Jedním druhem endonukleáz jsou endonukleázy restrikční (restriktázy). Tyto enzymy rozeznávají určitá seskupení bází a štěpí je za vzniku lepivých konců. Molekula DNA se vlivem restriktázy rozdělí na dvě části vždy tak, že oba řetězce mají stejné přesahující konce. Příkladem nám bude enzym Pst I, který štěpí molekulu dsDNA následovně: ---CTGCA ---G
G--ACGTC---
--- značí pokračující řetězec DNA Obecně platí, že čím delší je přesah, tím je konec „lepivější“. Některé restriktázy tvoří tzv. tupé konce, které nejsou komplementární a nemají přesahy. Spojení lepivých konců lze provézt i pomocí enzymu ligáza, získaného infikováním bakterie E. coli bakteriofágem T4, pomocí něhož vzniká enzym T4DNA-ligáza. Energie na tuto reakci získáme z ATP (adenosintrifosfát, energetické „platidlo“). Ligázy jsou schopné spojovat i některé molekuly DNA s tupými konci. Náš řetězec by se v důsledku působení ligázy spojil následovně: ---CTGCAG-----GACGTC--Dalšími enzymy jsou exonukleázy. Ty odštěpují od konců řetězců DNA jednotlivé nukleotidy, za 3‘ OH koncem a za 5‘ P koncem DNA. DNA-polymerázy jsou enzymy schopné dotvořit vlákno DNA na 3‘ konci podle druhého vlákna na základě pravidla o párování bází. Používají k tomu stavební kameny nazývané dNTP (deoxyribonukleosidtrifosfáty- dATP, dCTP, dGTP a dTTP). V RNA se používají místo dNTP pouze NTP. Z nich se odštěpí 2 fosfátové zbytky a k 3‘ konci se připojí dNMP (deoxyribonukleosidmonofosfát). Často se využívá T4 DNApolymeráza. Dnes se pro rekombinaci vektoru s cizorodou DNA používá primárně kombinace restriktáz s ligázami. Restriktázy mají také za úkol štěpit cizorodou DNA, která vstoupila do buňky. Tu rozeznají od DNA buňky tak, že na rozdíl od vlastní DNA buňky není
12
vektorová DNA metylována (metyl se připujuje na adenin a cytosin). Proto je nutné takový vektor před vstupem do buňky metylovat.
6.6
Syntéza nukleových kyselina Nukleové kyseliny můžeme syntetizovat chemicky, pokud známe pořadí bází
v řetězci, nebo biochemicky za použití DNA/RNA-polymerázy, která syntetizuje nukleotidy komplementárně podle daného vzoru. Postupně se nastavují 3‘ OH konce pomocí stavebních kamenů dNTP pro DNA a NTP pro RNA (syntéza probíhá ve směru 5‘ ku 3‘). DNA se množí za pomocí termorezistentních DNA-polymeráz v přístroji zvaném termocykler, kde se denaturují (oddělují) řetězce DNA při teplotě 95°C. Při 56°C se na denaturované řetězce připojí oligonukleotidy, které slouží jako primery (počáteční místo replikace, které rozeznává DNA- či RNA-polymeráza). Poté se teplota zvýší na 72 °C a zahájí se syntéza komplementárních řetězců. Této metodě se říká PCR (polymerase chain reaction). Pro syntézu cDNA (copy DNA) podle mRNA se používají reverzní transkriptázy (např. T3transkriptáza, z buněk bakterie E. coli, infikovanou bakteriofágem T3). Pro získání mutované DNA slouží Taq-polymeráza, která po přidání Mn+2 generuje velké množství náhodných změn. Pro přesné a cílené změny se používá Klenowův fragment DNA-polymerázy I. Většinou se uměle syntetizují řetězce kratší než 200 nukleotidů. Skládáním lze DNA pospojovat až ke vzniku celých genů. Jednotlivé komplementární ssDNA se spojují za vzniku dsDNA.
6.7
Výroba vektorů Vektory zajišťují dopravení pomocné molekuly DNA a její setrvání v hostiteli. V praxi
je jen velmi malá pravděpodobnost, že se cizorodá částice v buňce hostitele udrží. Proto se využívá rekombinantní DNA (spojení vektorové DNA a DNA, kterou chceme do buňky dopravit). Vektor může vzniknout z plazmidu nebo virové DNA. Tyto fragmenty DNA jsou vybaveny schopností samostatné replikace v hostitelském organismu. Plazmidy jsou dále schopné regulovat svoje množství v hostitelské buňce pomocí svých genů, aby se při replikaci plazmidy neztrácely. Dokáží také rozeznat, v jaké buňce se rekombinovaná DNA nachází. Plazmid se před použitím genovým inženýrem upraví tak, že se odstraní jeho nepotřebné části (menší molekuly jsou stabilnější), izolují se části, zajištující pomocné funkce, omezí se počet restrikčních míst (míst, kde se vkládá cizorodý fragment) a nakonec se vše spojí do jednoho celku. U virových vektorů je základem vektoru upravená DNA, ze které jsou vystřihnuty nepotřebné části. Cizorodá DNA se vkládá do restrikčních míst, jejichž počet je redukován,
13
někdy i jen na jedno restrikční místo. Vektor se obalí do virového obalu a tím lépe pronikne do buňky (ne vždy ho ale obalit lze).
7
Používané GMO plodiny v EU i ve světě Geneticky modifikované plodiny se u nás kromě brambor Amflora, které se navíc
používají pouze v průmyslu, a Bt-kukuřice, která se používá hlavně do krmiv, nesmí pěstovat. Mohou se pouze dovážet, takovýchto plodin je celkem 48. Nejvíce se využívá modifikovaná kukuřice, řepka a sója. Z řepky se vyrábí margaríny, potravinářský olej a přidává se do paliva. Kukuřice se dá použít jako zelenina, na popcorn, do krmiv, na výrobu škrobu, mouky, glukózového sirupu a oleje. Sója se využívá k výrobě tofu, sójové omáčky, oleje, margarínu, mouky a krmiva. Sójový lecitin našel uplatnění jako emulgátor (spojuje 2 nemísitelné složky). Velký úspěch má i pěstování artyčoků, které byly upraveny tak, aby se daly lépe spalovat. Tím získaly státy pěstující artyčoky nový zdroj energie, který produkuje menší množství CO2.
7.1
Bt-plodiny Mezi Bt-plodiny řadíme geneticky modifikované plodiny, do kterých byl vložen gen
z bakterie Bacillus thuringiensis produkující Bt-toxiny. Ty se pak nacházejí pouze v listech, na kterých se určitý hmyz přiživuje. Tento mikroorganismus byl v minulosti četně upravován, a proto vzniklo mnoho variant podoby toxického peptidu Cry. Cry peptid působí pouze v zažívacím traktu vybraných hmyzích druhů, a to tak, že se netoxický peptid Cry štěpí v zásaditém prostředí hmyzího žaludku působením enzymu nacházejícího se pouze v daném hmyzím druhu, a tím se peptid Cry aktivuje. Dále musí být toxický enzym vychytán na daných receptorech, což znovu omezuje jeho účinnost, a je tak vyloučen vliv na další organismy. Protein Cry byl přenesen do Bt-kukuřice a Bt-bavlníku. V roce 2005 se v Evropské unii povolilo pěstování Bt-kukuřice odolné vůči zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis). Ve Španělsku, kde byla tato plodina zpočátku nejvíce pěstována, se zvětšil výtěžek z kukuřice na hektar a snížil se obsah mykotoxinů v rostlině (napadené rostliny byly více náchylné k zasažení plísní). Dále se zvýšila krmná hodnota a byly vynechány výjezdy zemědělské techniky s pesticidy na pole, čímž se snížila produkce CO2 a nutnost lidského faktoru při pěstování. Jediné negativum, které pěstování této plodiny přineslo, byl zvýšený úhyn chrostíků při nadměrné konzumaci pylu této kukuřice, jelikož chrostík patří do stejné cílové skupiny jako zavíječ kukuřičný. Nevýhoda takto vzniklých plodin je ta, že škůdci si mohou najít v budoucnu rezistenci. Tento problém se dá vyřešit použitím více než jedné varianty Cry peptidu v jedné rostlině a tím zvýšit pravděpodobnost,
14
že si daný organismus nenajde protilátky. U motýla Helikoverpa zea, který ničí rostliny bavlníku, byla objevena první rezistence vůči Cry peptidu. Naštěstí se tento problém dá lehce vyřešit, jelikož rezistence vůči Cry peptidu má obě alely genu recesivní, nerezistence má obě alely dominantní. Stačí tedy vysázet v okolí pěstovaného Bt-bavlníku bavlník normální, na kterém se budou množit daní dominantní homozygoti nerezistentní vůči Cry peptidu, kteří se zmnoží s recesivními homozygoty rezistentními vůči danému peptidu a všichni vniklí potomci v další generaci zahynou, jelikož budou mít pouze jednu recesivní alelu. V Česku se začíná uvažovat o použití Cry peptidu v ochraně smrkových porostů před lýkožroutem smrkovým. Vyvíjí se i odrůda brambor odolná vůči mandelince bramborové.
7.2
Ht-plodiny Tímto způsobem jsou označovány plodiny odolné vůči herbicidům. Využívá se genů
pro rezistenci vůči glyfosátu (glyfosinátu) a tak je možné použít pouze jeden herbicid na celé pole. Touto metodou se zvýší hektarové výnosy, jelikož herbicidy nebudou ničit úrodu, ale budou cíleně ničit pouze plevel. Je také menší pravděpodobnost přítomnosti reziduí (zbytků) pesticidů ve výsledném produktu. Je možné také kombinovat Ht- i Bt-plodiny tak, že rostlina má dvojí ochranu. Mezi nejběžnější Ht-plodiny patří sója, kukuřice, řepka, bavlna, cukrová řepa a pokusy se dělají s rýží a pšenicí.
7.3
Brambory Odrůda brambor odolná proti chladu byla vytvořena pracovníky z Ústavu
experimentální botaniky AVČR, Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, Sativy Keřkov a Ústavu pro výzkum brambor. Při vytváření této odrůdy se genetici snažili vyřešit sládnutí brambor uložených v chladu a také černání bramborových lupínků z těchto brambor vyrobených. Při nízké teplotě se snižuje rychlost odbourávání glukózy uvolněné ze škrobu, jelikož enzym fruktokináza je citlivý na chlad a téměř nereaguje. Tento problém řešili vnesením genu pro chladově stabilní 6-fosfofruktinázu z bakterie Lactobacillus bulgaricus. Bylo nutné vyměnit promotor bakterie za promotor B33, jelikož původní promotor nebyl rostlinou rozeznán. Rekombinatní gen se vloží do plazmidu bakterie Agrobacterium tumefaciens, která zprostředkuje přenos rekombinantní DNA do rostliny. Takto vzniklá brambora má v chladu snížený obsah sacharidů a lupínky z ní vyrobené nečernají. Rostlina není uvedena na trh. Další geneticky modifikovaná brambora nese název Amflora. Jedná se o odrůdu, kde byl upraven poměr škrobu. Běžné brambory obsahují 24 % sušiny, ve které je 75 % škrobu. Pro průmyslové využité se používá škrob amylopektin a je nutné se zbavit nežádoucí amylózy.
15
Poměr amylopektinu a amylózy je 5:1. Bylo zasáhnuto do genomu brambory a byla potlačena tvorba amylózy na zanedbatelné množství, tudíž jsme do brambor nevkládali geny cizí. Snižuje se spotřeba chemikálií nutných k získání čistého amylopektinu. Tyto brambory byly pěstovány poprvé v roce 2010 v ČR, Švédsku a Německu. Odrůda se již nepěstuje, jelikož se přesunulo sídlo společnosti BASF Plant Sciences dodávající osivo brambory do Severní Ameriky. Jedná se o 1 ze 2 GM plodin pěstovaných na území ČR, která byla schválená pro komerční využití ve všech státech EU. Další modifikace brambor spočívá ve snížení obsahu vody v hlízách. V bramborách je několikanásobně více vody než škrobu. Při smažení se voda nahrazuje tukem, zvyšuje se jeho spotřeba a potravina se stává méně bezpečnou. Polní experimenty jsou zatím v nedohlednu.
7.4
Transgenní rajče Flavr Savr U rajčete byla snížena produkce enzymu, který štěpí pektin ve slupce a rajče tak
měkne. To umožňuje sklízet rajčata čerstvá a jejich kvalita a vůně v porovnání s obyčejnými rajčaty roste. Plodina byla uvedena na trh USA v roce 1994 a byla první významnější geneticky modifikovanou plodinou vůbec. V Evropě se začala pěstovat v roce 1996 a vytlačila z většiny původní rajče. Roku 1998 se objevila studie vědce Arpada Pusztaie o škodlivosti této plodiny a následně bylo zakázané její pěstování. Více v kapitole Vnímání GM plodin společností. Řešení této problematiky lze aplikovat i na další zemědělsky významné plodiny, např. papriky.
7.5
Jedlé vakcíny Jedná se o plodiny, které byly obohaceny o geny produkující protilátky. Za zmínku
stojí vakcína proti některým kmenům bakterie E. coli, které způsobují těžké průjmy. Vakcína je produkována upravenými bramborami a jedná se tedy o levný a efektivní způsob, kterým by šlo omezit vymírání národů v rozvojových zemích. Dále je vhodné zmínit rajčata produkující vakcínu proti viru hepatitidy typu B a vývoj rostliny, produkující protilátky proti papilomavirům, způsobujícím rakovinu děložního čípku.
7.6
Káva a čaj bez kofeinu Extrakce kofeinu a následná výroba bezkofeinového čaje a kávy je velice nákladná.
V dnešní době se používají dva způsoby extrakce kofeinu. První metoda je velmi drahá a odstraňuje aroma, druhá metoda používá jedovatá rozpouštědla, jejichž rezidua (zbytky) se mohou objevit ve výsledném produktu. Vědci našli gen způsobující tvorbu kofeinu v kávovníku Coffea arabica a čajovníku Camellia sinensis. Pokud by se povedlo gen
16
odstranit, znamenalo by to průlom pro lidi citlivé na kofein. Vše je zatím předmětem zkoumání.
7.7
Zlatá rýže Zrnka této rýže mají zlatavou barvu díky vyššímu obsahu beta karotenu. Rýže byla
vyvinuta pro země třetího světa, kde je velkým problémem nedostatek vitaminu A, který se tvoří z beta karotenu. Jeho nedostatek způsobuje slepnutí milionů obyvatel. K syntéze rýže musely být nalezeny enzymy, které katalyzují jednotlivé kroky metabolické dráhy vzniku beta karotenu. V rýži je tato metabolická dráha přítomna, bylo tudíž nutné přidat pouze 2 geny spouštějící syntézu beta karotenu v endospermu semen rýže z metabolitů, které se zde běžně vyskytují. Tyto 2 geny byly nalezeny u narcisu a jedné půdní bakterie. Na rýži se nevztahují žádné patenty, a tudíž je možné její pěstování v rozvojových zemích.
7.8
Rychlejší chov ryb Do genomu ryby tilápie nilská byl vložen růstový gen. Tím se stala tilápie prvním
geneticky modifikovaným zvířecím druhem uvedeným na trh. Ryba roste a nabírá tržní velikosti v polovičním čase než její neupravený jedinec. Tilápi nilská se prodává zatím jen na Kubě. Byl také modifikován losos obecný a je jen otázkou času, kdy se objeví na americkém trhu.
7.9
Enviropig Jde o prasata, která jsou upravena tak, že byl do buněk vnesen transgen, způsobující
produkci enzymu fytázy ve slinných žlázách prasete. Sníží se tím náklady na koupi krmiva a množství fosforu, které prase nedokázalo vstřebat a uvolnilo se do přírody. Zrno, kterými se prasata krmí, obsahuje fosfor vázaný ve formě kyseliny fytoové. Z té získává klíčící rostlina potřebný fosfor na její počáteční růst. Pro prasata je ale kyselina fytoová nestravitelná, a proto se používají minerální výživové doplňky s fosforem. Prasata produkující enzym fytázu, dokáží kyselinu fytoovou štěpit a nepotřebují již výživové doplňky. Farmář tedy ušetří peníze a navíc se sníží obsah fosfátů v jejich výkalech, které nepříznivě ovlivňují životní prostředí. Těmito výkaly se hnojí pole a při větších deštích se živiny včetně fosfátů dostávají do vodního zdroje (řeky, rybníku, přehrady). Dojde-li k nasycení vody živinami, vznikne voda, která se nazývá eutrofní, která poskytuje příznivé prostředí pro růst řas a sinic. Jako příklad nám zde slouží návesní rybníky, ve kterých je řas a sinic takový nadbytek, že není vidět samotnou vodu. Prasata se zatím nechovají, jsou předmětem výzkumu kanadských vědců. Doposud byla pěstována v Číně kukuřice obsahující enzym fytázu. V ČR se zkoumaly vlastnosti takto upraveného ječmene.
17
7.10 Krávy odolné vůči nemoci šílených krav BSE (bovinní spongiformní encefalopatie, nemoc šílených krav) je prionové onemocnění, které způsobuje pórovatění mozku krav. Změní se prostorové uspořádání bílkoviny v membráně mozkových buněk. Onemocnění je přenosné a má dlouhou inkubační dobu (2-8 let). Vědci se pokoušejí najít gen, který by vyřadil z provozu prion s pozměněnou strukturou, který způsobuje tuto nemoc.
8
Problematika GM plodin v Evropské unii V první řadě je nutné stanovit si problém, který chceme vyřešit. Uvedeme si to na
příkladu jedné ze dvou našich plodin, která je v EU povolena pěstovat a prodávat pro konzumaci. U naší kukuřice byl problém s housenkami zavíječe kukuřičného, které ničily úrodu. Bylo proto nutné najít toxin, který housenku zabije, produkuje ho některá bakterie a je neškodný pro včely, člověka a zvířata v okolí polí. Gen pro toxin byl nalezen v bakterii Bacillus thuringiensis. Tomuto toxinu se říká Bt-toxin. Vědci v laboratoři přenesli pomocí vektoru gen pro produkci tohoto toxinu do buněk kukuřice. Pomocí metody PCR se DNA namnoží a zjišťuje se přítomnost nově vloženého genu. Tu poté genetici v laboratoři pomnožili a zkoušeli účinek na housenky. Ty po pozření zemřely, jelikož jim toxin zničil zažívací trakt. Na člověka a zvířata neměl vliv. Dále došlo k pěstování ve sklenících. Žádost k prozkoumání vlivu plodiny se podá u nás Ministerstvu zemědělství, oddělení Úřad pro potraviny – Odbor bezpečnosti potravin. Pokud je stanovisko kladné, může se přejít k polním experimentům. Po kontrole se žádost přesune k Evropskému úřadu pro bezpečnost potravin EFSA (European Food Safety Authority). Touto problematikou se zabývá jeho část Panel pro geneticky modifikované potraviny (GMO panel EFSA). Důležitý je také názor veřejnosti, která se po celou dobu schvalovacího řízení může k dané problematice vyjádřit. Pokud je vše v pořádku, dojde k hlasování v Komisi sestávající z členských států EU. Pokud žádost neprojde, je možné požádat o konečné rozhodnutí Odvolací komise. Poté je už možné uvést plodinu na trh. Jednotlivé kroky jsou popsány v Nařízení Evropského parlamentu a Rady č. 1829/2003 o geneticky modifikovaných potravinách a krmivech. Geneticky modifikované plodiny se pak používají spíše pro krmení živočichů. Každý produkt vyrobený z GMO musí být označen následovně: Tento produkt obsahuje geneticky modifikované organismy. Pokud je v produktu méně než 0,9 % GMO a použití GMO je z důvodu technologických postupů nevyhnutelné, nemusí se tato skutečnost uvádět. Pokud ale tuto plodinu pozřou hospodářská zvířata, na výsledném produktu z tohoto zvířete není nutné tento fakt uvádět. Dozor nad
18
pěstováním GM plodin provádí Česká zemědělská a potravinářská inspekce a stání veterinární ústav. Pokud není možné GMO potraviny pěstovat u nás, dováží se ze zemí, kde povoleny jsou. V roce 2012 bylo povoleno uvedení na evropský trh 48 druhům geneticky modifikovaných plodin (např.: kukuřice, bavlník, řepka olejka, brambor, cukrová řepa, kvasinky a bakterie).
9
Vnímání GM plodin společností V dnešní společnosti jsou GM potraviny viděny jako velké nebezpečí. Přitom
se nejedná o nic jiného, než cílené změny genomu. Oproti šlechtění v minulých stoletích se nepoužívají mutageny chemické a mutageny ve formě záření, ale různé vektory. Tyto mutageny způsobily změny, které jsme dopředu neuměli odhadnout. Účinek dnes vzniklých plodin ale odhadnout umíme, jelikož pracujeme s konkrétními geny. Společnost vidí genové inženýrství jako nástroj pro boj mezi státy (např. vývoj super plevele, odolnějších bakterií atd.). K problematice super plevele stačí uvést, že daná plodina bude rezistentní pouze k jednomu, popřípadě dvěma herbicidům, tudíž bude stačit použití jiného herbicidu. Musíme si ale uvědomit, že každá užitečná věc byla v minulosti i zneužívána (např. oheň, který sloužil k úpravě masa, ale mohli jsme s ním zničit příbytek konkurenta). Proto je nutné vyvinout účinný systém kontroly nakládání s GM plodinami. Evropská unie má tento systém tak dokonalý, že se přes kontroly dostaly pouze 2 plodiny a 48 dalších je povolených k dovážení na evropský trh. Uvedení GM plodin na trh a na pole bude pro společnost nutné. Vzrůstají nároky na vzhled potravin a také se zvyšuje počet konzumentů. Protistrana by mohla namítnout, že ve všech státech EU převládá nadprodukce plodin, a proto zatím není nutné zavádět sporné GM i u nás. Tento trend ale nebude trvat věčně a se stále větším přívalem imigrantů bude nutné ve stávající agropolitice EU provést výrazné změny. Odlišný přístup ke GM plodinám je v EU a ve zbytku světa. V USA byly GM plodiny přijaty velmi vřele, jelikož pomohly zemědělcům postavit zemědělství na nohy a dokonce se začalo pěstování stávat finančně výhodným. Na GM plodinách se snaží zbohatnout hlavně americká firma Monstanto, se kterou lidem došla trpělivost. Zvolila totiž velmi agresivní způsob prosazování svých produktů na trh. Lidé této společnosti s miliardovými zisky ničí skleníky a šíří o ní spekulativní informace. V USA tedy lidé věří v GM plodiny stále méně, kvůli nekalým praktikám této firmy. Více v kapitole Monstanto. V USA pochází ¾ balených potravin z GM plodin, v EU téměř žádné nenajdeme. Ve většině světa nehraje roli příprava plodiny, ale její výsledné vlastnosti. To je hlavní odlišnost v myšlení světa a EU, jelikož EU
19
dbá i na způsob přípravy. Existuje tedy seznam procedur, které se v EU považují za genetické modifikace a které za šlechtění. V USA se navíc více prosazuje svoboda podnikání. V EU se nepoužívá mnoho vědeckých argumentů k zavedení těchto plodin, jelikož Evropan pohlíží na výsledky studií podezřívavě. Americký politik využívá vědecké studie jako argumenty v konverzacích o GMO. V Evropě se v roce 1996 objevilo na trhu modifikované rajče Flavr Savr. Mělo odolnější slupku, protlaky z něj byly méně vodnaté a rajčata byla chutnější. Klesla i cena a konzumenti byli spokojení. Převrat nastal v roce 1998, kdy anglický vědec Arpad Pusztai publikoval studii o výsledcích pokusů na potkanech krmených GM bramborami. Jednalo se o plodinu, která měla v genomu gen ze sněženky, který produkuje toxický lektin. Tito potkani trpěli poruchami imunity a trávení. Vědecké komunitě bylo jasné, že se jedná o působení lektinu, který člověk neumí strávit a tak na něj nemá účinek. Pusztai se domníval, že je reakce způsobena samotným zásahem do DNA. Svá tvrzení ale nemohl publikovat ve vědeckých časopisech, jelikož nebyla úplná a v jeho studii byly velké nejasnosti. Nakonec se zjistilo, že studie byla zcela chybná. Média se ale situace chytila a začala prezentovat GM plodiny jako velké nebezpečí pro naše zdraví. Rajče Flavr Savr bylo staženo z trhu. Tato studie stála proti stovkám jiným, které škodlivost GM plodin nepotvrdily. Média poté o těchto výsledcích již neinformují, jelikož nejsou tak zajímavé. Další chybná studie byla provedena rakouských vědcem Jürgenem Zentekou. Pojednávala o škodlivosti GM kukuřice a o neplodnosti potkanů krmených touto plodinou. Rakouská vláda výsledky vyvrátila, jenže bylo pozdě. Francouzský toxikolog Gilles-Eric Seralini došel k chybnému závěru, že GM kukuřice způsobuje u potkanů nádorové onemocnění. Tato studie byla vydána i časopisecky (vědecký časopis Journal of Food and Chamical Toxicology), následně byla ale stažena pro svou nevěrohodnost. John E. Loseye dělal pokusy s vlivem pylu GM kukuřice na housenky motýla monarchy (Danaus plexipus). Použili ale jinou odrůdu kukuřice, která obsahovala několikanásobně větší množství toxinu a na polích se nepěstuje. Byly provedeny další pokusy vyvracející tuto studii. Autoři poté sami uvedli, že studie nebyla korektní. Důsledkem všech těchto dezinformací a vlivu masmédií došlo k úpadku veřejného mínění o tomto skvělém vědeckém počinu nové doby. Lidé se bojí GM plodin kvůli jejich údajné toxicitě a možnému působení genu použitého v GM plodině na zdraví člověka. Člověk sní denně miliony bakterií a obava, že by gen z bakterie mohl poškodit zdraví, je velmi nepravděpodobná. V žaludku dochází ke štěpení
20
DNA na základní jednotky, navíc modifikovaná DNA je v celkovém kvantu informace téměř zanedbatelná. Je téměř nemožné, aby bakterie či somatické buňky tento gen přijaly do svého genomu, neboť tato DNA nemá k dispozici žádný vektor. Kdyby k proniknutí DNA do buňky došlo, buňka se umí bránit použitím štěpícího enzymu, který uvede vše do pořádku. Každý GM organismus je dlouhá léta studován a jeho vliv se posuzuje hned v několika fázích výzkumu, a proto je nemožné, aby byl tímto procesem vytvořen organismus škodlivý lidskému zdraví. Dalším problémem je malá víra populace ve vědu a evoluci. 40 % populace na evoluci věří, 40 % na evoluci nevěří a 20 % neví. Někteří křesťané jsou přesvědčeni, že právo měnit organismy má pouze Bůh a člověk by se neměl do těchto procesů vůbec pouštět. GM plodiny stojí před mnoha nástrahami, se kterými se jim snad podaří vypořádat.
10
Pěstování GM plodin v číslech GM plodiny se pěstují ve světě více než 19 let. Obhospodařovávaná plocha se
stonásobně zvýšila. V roce 1996 se pěstovaly GM plodiny na 1,7 milionech ha. V roce 2012 již GM plodiny pěstuje 17,3 milionů farmářů, z nichž je 90 % z rozvojových zemí. Je oseto přes 200 milionů hektarů půdy. Dochází k menší spotřebě paliv a potřebě lidského faktoru, tudíž se snižují náklady na pěstování a vliv na životní prostředí. Na světě je mnoho organizací bránící tradiční potraviny před GM potravinami. Našla se ale jedna, která se věnuje přínosu GM plodin. Jedná se o neziskovou organizaci The International Service for the Acquisition of agri-biotech Applications. Na základě jejích informací se do roku 2011 snížila spotřeba pesticidů díky GM plodinám o 473 000 tun a snížila se produkce oxidu uhličitého o 23 milionů tun.
11
Obrana proti úniku genů z GM plodin V poslední době se využívají semena plodin, u kterých je druhá generace již neplodná.
Nedochází tedy k šíření semen a nehrozí křížení s jinými druhy. Narážíme ale na problém, který spočívá v nákupu osiva. Firma investovala miliony dolarů do vývoje rostliny a je jisté, že se bude snažit peníze dostat zpět. Proto tyto sterilní odrůdy hrají do karet jejich byznysu. Prodávají farmářům každý rok jejich semena, jelikož druhá generace těchto semen už není plodná. Navíc na světe najdeme pouze 1 velkou firmu, která likviduje stovky dalších (Monsanto). Horizontální přenos genetické informace mezi druhy je velmi obtížný a potomstvo bývá většinou neplodné. Proto není nutné mít obavy z plodných GM plodin,
21
které ale nejsou díky ziskuchtivým firmám k dostání. Zatím nedošlo k žádným takovým komplikacím. Do budoucna se počítá s uvedením jiné technologie. Skupina čínsko-amerických vědců využila gen FLP pro rekombinázu (eliminuje účinnost rekombinovaného genu, eliminátor). Modifikátorem se označuje modifikovaný gen, vnesený do rostliny. Regulátor je gen, který inaktivuje eliminátor. Vždy když eliminátor produkuje svůj enzym, dojde k odstranění modulu (vše vložené nově do buňky). Jestliže bude eliminátor aktivní pouze v semenech a pylu pod kontrolu promotoru přítomného pouze zde, bude modul odstraněn a vzniklá semena budou plodná, ale nebudou transgenní. Činnost regulátoru můžeme aktivovat např. přidáním etanolu (záleží, jakou látku zvolí genetik). Nedojde tedy na poli k potlačení eliminátoru a modul bude zlikvidován pouze v semenech a pylu. V ostatních buňkách nedojde k odstranění modulu, protože eliminátor se díky svému promotoru neprojeví. Osivo z pole však nebude transgenní. Ve skleníku můžeme přidáním etanolu podnítit vznik transgenního osiva, projev regulátoru bude indukován a regulátor se bude transkribovat. Předem určená RNA potlačí vliv eliminátoru pomocí RNA interference (zabraňuje se genové expresi mRNA). To znamená vysokou míru ochrany do budoucna. Tento mechanismus si můžeme dále pojistit více způsoby. Kdyby došlo k chybě lidského faktoru, byl by genetik pojištěn ještě jedním procesem. Bylo by například možné odstranit modul s modifikovanými geny tak, že by se vystřihovací mechanismus spustil nejen v semenech a pylu, ale ve všech buňkách. Nadějí nám jsou geny reagující na zvuk. Stačilo by tedy zapískat speciální píšťalkou a daný gen by byl eliminován.
12
Monsanto Company Jedná se o nadnárodní společnost s agrárním zaměřením. Důležitou doménou této
firmy je také agrochemický průmysl, biotechnologie a farmacie. Monsanto produkuje nejvíce fosfátových herbicidů, pesticidů a hnojiv. Na trhu zemědělských geneticky modifikovaných osiv zaujímá 70-100 % trhu. Vývojem GM plodin se zabývá sesterská společnost Monsanto Technology LLC. Roční obrat firmy byl v roce 2006 7,3 mld. dolarů. V počátcích (rok 1901) tato firma vyráběla pro Coca-colu umělá sladidla, kofein a vanilín. V Evropě si otevřela firma pobočku ve Walesu a zabývala se produkcí penicilinu. V roce 1950 firma expanduje do Austrálie. Zde si mění název na Pharmacia Corporation a slučuje se s další firmou. Vytvoří dceřinou společnost Monsanto Company, kterou známe dodnes. Austrálie a Nový Zéland jsou země, ve kterých se GM plodiny zkouší.
22
Dnes firma vyrábí herbicidy Roundup (obchodní název), jejichž účinnou látkou je glyfosát, ke které se přidávají další sloučeniny. Společnost produkuje GM plodiny, které jsou k těmto herbicidům odolné (Ht-plodiny). Monsanto má pak vlastnická práva na semena, která zemědělec vypěstuje. Plodiny mají sterilní semena a zemědělec je nemůže další rok vysázet.
Společnost
Monsanto
sponzoruje
kandidaturu
politiků
v USA.
Stojí
i
za mnohamilionovými úplatky pro 140 indonéských vládních úředníků, kteří prosazovali GM plodiny. Proti této společnost jsou často formovány demonstrace po celém světě. Trnem v oku
všech
je
světový
monopol
v produkci
GM
plodin
a
prakticky
nulová
konkurenceschopnost dalších firem.
13
Anketa Otázky jsem umístil na internet za pomoci aplikace Formuláře Google. Formulář byl
k zodpovězení otázek dostupný od 23. 11. 2015 do 4. 1. 2016. Celkem formulář vyplnilo 190 osob. Odkaz byl umístěn na můj facebookový profil a na diskuzní fóra. S pomocí přátel jsem ho rozesílal e-mailem. V anketě bylo 9 následujících otázek, jejichž výsledky jsem zaznamenal do koláčových grafů následovně: 1) Na trhu jsou k dispozici 2 pšeničné mouky z různých druhů pšenice. Jedna je geneticky upravena a nemusí se stříkat insekticidy (mouka neobsahuje insekticidy žádné), druhá upravena není a insekticidy obsahuje. Jakou si vyberete, stojí-li stejně?
46; 24% 65; 34%
Upravenou mouku Neupravenou Vybíral bych náhodně
79; 42%
23
2) Souhlasíte s odmítavou politikou Evropské unie vůči geneticky modifikovaným potravinám?
ano, není potřeba potraviny modifikovat
57; 30% 92; 48%
ne, je potřeba je modifikovat nevím
41; 22%
3) Vadilo by vám, kdyby se v ČR pěstovaly geneticky modifikované potraviny?
90; 47% 100; 53%
ano, vadilo ne. nevadilo
24
4) Vadilo by vám, kdyby se na trhu v ČR prodávaly geneticky modifikované potraviny?
83; 44%
ano, vadilo ne, nevadilo
107; 56%
5) Myslíte si, že geneticky modifikované potraviny jsou důležité pro další vývoj ve světě? (vzrůstající počet obyvatel...)
36; 19% 73; 38%
ano ne nevím
81; 43%
25
6) Obáváte se nepříznivého účinku geneticky modifikovaných plodin na člověka? (alergie, narušení DNA člověka)
63; 33% ano, obávám ne, neobávám 127; 67%
7) Setkal/a jste se s označením produktu: GMO free/bez GMO? (GMO=geneticky modifikovaný organismus)?
87; 46% 103; 54%
ano, setkal/a ne, nesetkal/a
26
8) Myslíte si, že by mělo být povoleno zasahovat do genomu organismů a vyvíjet tak organismy dokonalejší?
41; 22% 53; 28% ano, mělo by ne, nemělo by nevím 96; 50%
9) Jaké je vaše dokončené vzdělání?
55; 29%
64; 34%
základní škola střední škola vysoká škola
71; 37%
Z ankety vyplývá, že se respondenti rozdělili na 2 skupiny podle náklonnosti ke GM potravinám. Od ankety jsem očekával více kladného přístupu veřejnosti. Výsledky pro mě byly překvapující.
27
14
Závěr Povedlo se mi shrnout výhody a nevýhody geneticky modifikovaných potravin. Zmínil
jsem se o vědách, které nám pomáhají v genovém inženýrství. Důležité je také využití rostlin v průmyslu. Popsal jsem způsoby modifikací, které byly nebo jsou využívány. Vědomá selekce je metoda šlechtění používaná již od neolitu. V minulosti jsme k provedení genetické modifikace používali mutageny jako například chemikálie, UV záření a radiaci. Dnes používáme efektivnější metody, které modifikují přesné místo v genomu organismu. Nemusíme se již obávat nespecifických změn, které byly s používáním mutagenů spojeny. Jako vektor můžeme použít bakteriální plazmid nebo virus, které nám umožní přemístit námi zvolený úsek DNA do jiné buňky. Úseky DNA se získávají hlavně z bakterií. V dnešní době už není těžké připravit si vlastní nukleové kyseliny, které můžeme za pomocí enzymů pospojovat do námi zvoleného řetězce. Zaměřil jsem se také na problematiku geneticky modifikovaných potravin v Evropské unii a zdá se, že to s nimi bude běh na dlouhou trať. Popsal jsem, jak je možné omezit únik modifikované DNA z plodin. V neposlední řadě jsem psal o společnosti Monsanto, která má skoro světový monopol na prodej těchto plodin. Evropa bude muset najít způsob, jak dožene svět, který je v této problematice o minimálně 20 let napřed. Vyhodnotil jsem výsledky mé internetové ankety a zjistil jsem, že lidé jsou ve svých názor nejednotní a nelze říci, že by byli všichni pro nebo proti geneticky modifikovaným plodinám.
28
15
Resumé I chose „Genetically modified food“ as the topic of my final work, because I am really
interested in Genetics and I wanted to find out more about this controversial topic. I succeeded in the findings and I managed to discover the main advantages and disadvantages of genetically modified food. I mentioned some of scientific branches which are conected with my work and the usage of genetically modified organisms in industry. I widely described previous and current principles of plant breeding. The conscious selection is the most common method of plant breeding, which was first used in neolit. In recent times, we used mutagens to change organisms genoms using chemicals, radiation and UV radiation. Nowadays more effective methods are being used. They are affecting an exact place of organism‘s genom and we do not have to be worried about nonspecific genom changes. We can use a lot of vectors such as plasmids and viruses, which help us to transfer an exact DNA string to the nucleus of an organism, which we want to modify. We mostly choose an DNA strings from bacterias which help us to affect the organism. We are able to make our own nucleic acids that way and we can make a DNA string using these acids and enzymes which connect them together. I have described the use of genetically modified crops issues in the European Union, which are being strictly observed. I have also found out some information which are connected with an escape of the genetically modified DNA from genetically modified organisms. I focused on the Monsanto Company, which is selling majority of genetically modified crops. I have evaluated the results of my internet poll. I have found out that our society is not convinced about advanteges or disadvanteges of genetically modified crops.
29
16
Seznam zdrojů
16.1 Knižní VONDREJS, Vladimír. Otazníky kolem genového inženýrství. Vyd. 1. Praha: Academia, 2010, 134 s. Průhledy (Academia). ISBN 978-80-200-1892-2. STRATILOVÁ, Zuzana. GMO bez obalu. Praha: Ministerstvo zemědělství, odbor bezpečnosti potravin, 2012, 31 s. ISBN 978-80-7434-057-4. JANEČKOVÁ, Eva a VAŠÍČKOVÁ, Martina. Genová exprese, aneb, Co kódují geny. V Tribunu EU vydání první. Brno: Tribun EU, 2015, 63 s. ISBN 978-80-263-0905-5. BALÁŽOVÁ, Alena a kolektiv. Život je jen náhoda: Evoluce života na Zemi. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze, Ústřední komise Biologické olympiády, 2015, 160 s. ISBN 978-80-213-2565-4. BALÁŽ, Vojtěch a kolektiv. Země živitelka aneb příroda ve službách člověka. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze, Ústřední komise Biologické olympiády, 2014, 142 s. ISBN 978-80-213-2470-1. JERMAKOVOVÁ, I.V. a G. M. KIBARDIN. Co pijeme a jíme?. Z ruského originálu přeložil ŽÁČEK Rudolf. Bratislava: Eugenika, 2015, 180 s. ISBN 978-80-8100-397-4.
16.2 Internetové HOUDEK, František. [online]. 2015 [cit. 2015-11-24]. Dostupné z: http://technet.idnes.cz/gregor-mendel-00h-/veda.aspx?c=A150213_132823_veda_mla [online]. 2015 [cit. 2015-11-24]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Bovinn%C3%AD_spongiformn%C3%AD_encefalopatie
