Génszerelt élelmiszerek

1990-BEN AZ EGYESÜLT KIRÁLYSÁG LETT AZ ELSŐ ORSZÁG, ahol törvényesen jóváhagyták olyan élelmiszerek létrehozását amelyek élő, genetikailag módosított szervezetet tartalmaznak. Az engedélyt egy, a pékek által használatos kenyérélesztő fajtára adták. Ezt egy holland társaság, a Royal Gist-brocades fejlesztette ki, oly módon, hogy egy új DNS-szekvenciát épített bele az eredeti élesztőgenomba. A szekvencia két eredeti élesztőgénből állt amelyek az élesztő maltózfelhasználási képességét irányítják, valamint új promotergénekből, amelyek az élesztő egy másik fajtájából származnak. A cél az volt, hogy egy olyan élesztőt állítsanak elő, amely a maltózt hatékonyabban dolgozza fel és így széndioxidot termel, amely a kenyér kelesztését jóval gyorsabban végzi, mint annakelőtte. Néha a termék egy módosított mikroba, amely keresettebb, mint maga az élő organizmus. Egy másik élelmiszeripari termék, amelyet géntervezéssel hoztak létre, a kimozin, amelyet a sajtgyártásnál használnak. A kimozint általában borjak gyomrából nyerik. A tejrészecskék összecsapódását okozza és szilárd túrót valamint folyékony savót eredményez. A kutatók kiemelték egy borjú kimozin termeléséért felelős génjét és egy tejüzemi élesztőben klónozták azt. Ennek eredményeképpen olyan élesztősejtek keletkeztek, amelyek az állati enzimet termelték. Az Egyesült Királyságbeli Vegetariánus Társaság szignóját adta ennek az élesztőből származó enzimnek a használatához.


Növénynemesítés ősi és modern módon

AZ EMBERISÉG LEGALÁBB 10.000 ÉVE folyamatosan módosítja termesztett növényeit, jobb eredmények érdekében. A legelső mezőgazdászok egyszerűen a legjobb növényeik magvait őrizték meg egyik idénytől a másikig. A múlt század során azonban sokkal lényegbevágóbb eredmények születtek - először is, az azonos fajból származó növények keresztezése, azután az azonos családból származó, a korábbiakban szexuálisan összeférhetetlen növények keresztezése, végül, a legutóbbi időkben, a géntervezés. A legkorábbi és a legfontosabb eredmény, amelyet elértünk, az a kukorica létrehozása volt, amely már nem is emlékeztet legközelebbi vad rokonaira, a teosinte-ra és a tripsacum-ra. Ezek olyan fűfélék, amelyek magvai a növény csúcsán levő "hajban" fejlődnek ki, míg a kukorica a magvait hatalmas kalászban hozza, amelyek a száron félmagasságban nőnek.

A kukorica szinte bizonyosan az emberi beavatkozás eredménye, amely eredetileg egyszerűen a különös kinézetű növények magvainak kiválogatásán és keresztezésén alapult, mielőtt a sokkal bonyolultabb növénynemesítési módszereket bevetették volna. A kukorica nem nő gyomként és nem fordul elő vadon, mivel a szemek olyan szorosan kapcsolódnak a kalászhoz, hogy nem hullanak ki. Mivel nincsen természetes mechanizmusa a magvak szétszórására, a kukorica túlélése teljes egészében az embertől függ. Még ha véletlenül egy cső a termőföldön marad is és a talajba temetődik, a kikelő növények annyira szorosan kelnek ki csírázáskor, hogy általában nem hoznak virágot.

Évszázadokon át és főleg a múlt században, a növénynemesítés egy egyre növekvő pontosságú művészetté vált. A meglevő változatok keresztezése és részben a mutációs és szelekciós technikák (amelyeket pl. a mikrobák esetében is használnak) bevetése magasabb terméshozamú változatok megjelenését eredményezte pl. a kukoricánál, búzánál, rizsnél és egyéb terményeknél. Ezek az eredmények, a műtrágyák, rovarirtók, gyomirtók és öntözési technikák terén elért eredményekkel együtt, nagy szerepet játszanak a Föld növekvő élelmiszerigényeinek kielégítésében.


Új gének beültetése a növényekbe

A 20. SZÁZADI NÖVÉNYNEMESÍTÉS lényeges előrelépést jelentett az előző századok puszta hibridizációs és szelekciós eljárásaival szemben. Számos probléma azonban most is él még. Először is: míg a növénynemesítők egy adott gén bevitelét szeretnék, addig a konvencionális növénynemesítés egész genomok átvitelét és rekombinálódását eredményezi. A kívánatos gének ezért kapcsolódhatnak, átöröklődhetnek nemkívánatos génekkel is. Másodszor, a genetikailag stabil új változatok osztályozásának és kiválasztásának folyamata rendkívül lassú. Harmadszor, a terméshozam növekedését eredményező mutációk nagyon alacsony számban jelennek meg, még akkor is, ha ezt mesterségesen elősegítik. Néhány kutató azonban hisz abban, hogy a géntervezés felkínálja e korlátok legyőzésének lehetőségét.

Egyik út a gének bevitelére a növényekbe, az Agrobacterium tumefaciens [nevű baktérium] révén történhet, amely a gyökérgolyva néven ismert daganatot okozza számos virágos növényben. Ez a baktérium egy daganatképző, (tumor-indukáló) (Ti)plazmidot tartalmaz, amely, fertőzött növény kromoszómáiba kerülve, rendellenes növekedést eredményez. A tumorkeltő gént eltávolítva és helyébe [...] kívánatos géneket helyezve, a génszerelők [génmérnökök, génsebészek], arra használták a Ti-plazmidot, hogy új géneket illesszenek be a növényekbe.

Agrobacterium mint vektor

Az Agrobacterium tumefaciens felhasználása vektorként az új géneknek a növényekbe történő bejuttatásánál

Az állatok esetében a növekedés során az adott szövet számára szükségtelen gének kikapcsolódnak [és eddig még nem sikerült ezeket mesterségesen újra bekapcsolni]. Ezzel szemben pl. a dohány esetében egyetlen, a növény szárából vett sejt elegendő ahhoz, hogy az a teljes növényt regenerálja - éppen úgy, ahogyan a kertész egy kívánatos változatról dugványt vesz. Ezekbe a sejtekbe a génsebész új géneket vihet be, ezután engedi a sejteket szaporodni majd ezerszám lehet létrehozni a módosított növényt.

A Ti plazmiddal folytatott munka egyik korlátja az, hogy míg az Agrobacterium megfertőzi ugyan a burgonyát, paradicsomot és sok erdőalkotó fát meg egyéb növényeket is, de rendes körülmények között nem támad meg olyan termesztett növényeket, mint például a gabonafélék. A legutóbbi időkben azonban ez a korlát is megszűnt. Most már alternatív módszerek is hozzáférhetők a génátvitel számára, ilyen például a DNS fémrészecskékhez kapcsolása, amelyeket így "be lehet lőni" a növényi sejtekbe. Ezekkel a fejleményekkel már géntervezési manővereknek lehet alávetni az olyan növényeket is, mint a kukorica, rizs, búza, rozs, gyapot, káposzta, sárgarépa, szójabab, alma, len, szőlő, repce, dohány, cukornád és cukorrépa. Egy jellemző előrelépést jelentett be Ciba-Geigy 1993 februárjában, amikor sikerült bevinniük egy rovarirtó gént a kukoricába; a létrejött növény kiemelkedően ellenállóvá vált a kukoricamoly megújuló kártételeivel szemben.