/

Nie będę jadł genów!
Czy żywność modyfikowana genetycznie jest taka straszna,
jak ją malują?

avatar
Dr Joanna Stojak 29 Cze, 7 minut czytania

 

Istnieje wiele mitów na temat żywności modyfikowanej genetycznie, które sprawiają, że społeczeństwo boi się „tego strasznego GMO”. Na przykład obawiamy się, że jeśli zjemy modyfikowanego genetycznie pomidora, to coś nam się stanie z naszym własnym DNA i kto wie, może i my staniemy się w końcu pomidorem (to tylko jedna z opinii, na którą natknęłam się na internetowych forach). Okazuje się zatem, że modyfikowane pomidory mogłyby grać główną rolę w niejednym horrorze! Zajrzyjmy zatem za kulisy!

Jak nie stać się pomidorem

Prawdą jest, że „jemy geny” bez przerwy. Każdy organizm ma charakterystyczną dla siebie informację genetyczną (DNA), która sprawia, że pomidor jest pomidorem, a gruszki nie rosną na wierzbie. Ostatnio w sklepie bardzo często na różnych produktach można zauważyć modną etykietkę zapewniającą konsumentów, że w środku nie ma żadnego GMO. Skrót ten, który ma oznaczać żywność modyfikowaną genetycznie, w rzeczywistości oznacza zupełnie coś innego. GMO, czyli Genetically Modified Organisms, to organizmy modyfikowane genetycznie, czyli organizmy transgeniczne. Są to rośliny lub zwierzęta, których informacja genetyczna (materiał genetyczny) została zmieniona z zastosowaniem technik inżynierii genetycznej (celowej ingerencji w materiał genetyczny organizmów, w celu zmiany ich właściwości dziedzicznych) [1]. Żywność modyfikowana genetycznie jest zatem produkowana z transgenicznych roślin lub z zasobów uzyskanych z hodowli transgenicznych zwierząt.

Po co w ogóle modyfikować różne organizmy? Dzięki technikom inżynierii genetycznej możliwe jest wyposażenie roślin i zwierząt w nowe właściwości. Na przykład rośliny są bardziej odporne na suszę lub potrafią bronić się przed atakującymi je na polach uprawnych szkodnikami – na przykład poprzez ekspresję w komórkach roślinnych białka owadobójczego Cry, które naturalnie występuje w bakteriach Bacillus thuringiensis [2, 3]. W przypadku zwierząt, dzięki modyfikacjom można uzyskać szybki przyrost masy ciała, wytwarzać mięso z mniejszą zawartością tłuszczu czy nawet… produkować ludzkie białka, przydatne w medycynie (przykładem mogą być owce, w których mleku znajduje się ludzki czynnik krzepliwości krwi, pomocny w leczeniu hemofilii) [4].

Pierwsze rośliny transgeniczne uzyskano w drugiej połowie XX wieku – były to modyfikowane tytoń i petunia [2, 5]. W 1994 roku na rynku amerykańskim pojawiły się pomidory FlavrSavr, które wolniej dojrzewały, dzięki czemu były trwalsze i lepiej znosiły daleki transport i dłuższe przechowywanie [6]. Jednym z wykładowców na moich studiach biotechnologicznych był były pracownik firmy, która wyprodukowała te pomidory. Zauważył jak trudne jest modyfikowanie organizmów. Uzyskując jedną cechę, można stracić drugą. Wspominał, że początkowo pomidory te były bardzo niesmaczne, przez co nie można było do końca powiedzieć, że uzyskany produkt był sukcesem.

Dziś większość wykorzystywanych w rolnictwie gatunków roślin zostało zmodyfikowanych – ziemniak odporny na wirusa wrzecionowatego bulw, kukurydza, ryż, soja i wiele innych [1, 2]. Z roku na rok na Ziemi żyje coraz więcej ludzi, a gruntów ornych zdatnych do uprawiania żywności jest coraz mniej, przy czym klimat się zmienia i rolnictwo staje przed nowymi wyzwaniami. Co więcej, żywność modyfikowana genetycznie może pomóc w walce z chorobami i niedoborami witamin. Przykładem może być tutaj sałata zawierająca szczepionkę na WZW B czy złoty ryż, który zawiera więcej beta-karotenu i w organizmie przekształcany jest w witaminę A, zapobiegającej ślepocie [7, 8].

Chwyt marketingowy

W sklepach możemy znaleźć kilka rodzajów żywności modyfikowanej genetycznie. Po pierwsze: produkty, które same w sobie są GMO, na przykład modyfikowana soja lub ziemniaki. Po drugie: produkty, które zawierają w składzie GMO, na przykład jogurt z modyfikowaną skrobią kukurydzianą czy słodycze z lecytyną z soi transgenicznej. Dlatego niektóre produkty mogą wywoływać alergie. Wyobraźmy sobie, że przeprowadzono modyfikację jakiejś rośliny z zastosowaniem genu wyizolowanego z orzeszków ziemnych. Nie polecam takiego produktu osobom nie tolerującym arachidów.

Kuriozalne jest wykorzystywanie niewiedzy konsumentów i szafowanie informacjami typu: „mleko nie zawiera GMO”. W ten sposób producent chce oznajmić, że jego krowy nie były karmione paszą zawierającą GMO. Zauważmy jednak, że nawet gdyby były, to przecież od jedzenia paszy zawierającej GMO zwierzęta te nie staną się same GMO! Przecież modyfikacje genetyczne nie przenoszą się z roślin na zwierzęta!

Na terenie Unii Europejskiej dopuszczonych do uprawy jest 17 odmian modyfikowanej genetycznie kukurydzy, a transgeniczny ziemniak Amflora może być wykorzystywany przemysłowo [9]. Oczywiście zgodnie z wymogami Unii Europejskiej produkty spożywcze, które zawierają powyżej 1% składników modyfikowanych genetycznie jest oznakowana (w Polsce jest to 0,9%). W Polsce od 2013 roku uprawa modyfikowanych roślin jest zakazana, ale co roku importujemy spore ilości soi genetycznie modyfikowanej, aby wytworzyć z niej pasze.

Kto ma klucz do lodówki, ten rządzi

Bez żywności nie da się żyć. Truizm, ale wokół niego kręci się biznes. Współcześni konsumenci mają bardzo duży wybór produktów, a rolnicy na pewno bardziej cenią sobie uprawę odmian, które dają wysokie plony w każdych warunkach przy jak najmniejszym nakładzie pracy i finansów. W praktyce oznacza to wyścig producentów żywności i firm biotechnologicznych, tworzących nowe odmiany.

Stereotypy traktują GMO nadzwyczaj lekko sugerując, że przeprowadzanie modyfikacji genetycznych jest bardzo łatwe. Ot, wstrzykuje się do pomidora jakieś DNA i tam już się wszystko samo czarodziejsko zmienia. W rzeczywistości jest to bardziej skomplikowane, a narzędzia i metodyka stosowane w inżynierii genetycznej są wynikiem wielu lat żmudnej pracy. Obecnie, aby uzyskać organizm transgeniczny, można użyć jednej z kilku technik wprowadzania DNA do komórek.

W przypadku roślin moją ulubioną jest dość wydajna modyfikacja przy użyciu sprytnych pomocników – bakterii Agrobacterium tumefaciens lub A. rhizogenes, które są mistrzami inżynierii genetycznej i dużo nauczyły naukowców. W naturze powszechnie dochodzi do modyfikacji genetycznych z ich udziałem! Wspomniane bakterie posiadają bardzo duży plazmid DNA (nazywany przez swoją wielkość megaplazmidem, bo może mieć on długość nawet 200 tysięcy par zasad), zawierający fragment nazywany T-DNA (ang. transfer DNA – transferowy DNA, o długości około 20 tysięcy par zasad). Bakterie wnikają do komórek roślinnych w miejscu zranienia i natychmiast rozpoczyna się inwazja, czyli horyzontalny transfer genów: przekazywanie gospodarzowi plazmidu bakterii, który następnie ingeruje w genom rośliny. Dzikie szczepy Agrobacterium przekazują geny kodujące opiny (związki niepotrzebne roślinie, ale będące pożywką dla bakterii) i onkogeny, które powodują wytworzenie się u gospodarza guzowatych narośli lub korzeni włośnikowych. Ale to nie koniec historii, bo rośliny też na tym związku (symbiozie) korzystają – bakterie przyswajają azot atmosferyczny i przy okazji dzielą się nim z rośliną, która zapewnia im środowisko życia [10].

Obserwując to powszechne w naturze zjawisko naukowcy wpadli na pomysł, aby opracować w laboratorium specjalne plazmidy, działające jak T-DNA Agrobacterium, w którym zamiast genów kodujących opiny i onkogeny, wstawia się „swoje” geny, potrzebne do uzyskania wybranych cech (np. większej produkcji pektyny i tym samym większej trwałości owoców). Aby doszło do integracji i wydajnej transkrypcji nowych genów w transformowanej roślinie potrzebna jest też sekwencja promotorowa.

DNA można wprowadzać do komórek także bez pośredników, na przykład bombardując je mikrocząsteczkami. Jak to działa? Złote lub wolframowe mikrokuleczki pokrywane są DNA i za pomocą „strzelby genowej”, pod wysokim ciśnieniem i z zastosowaniem helu, wprowadzane do komórek docelowych. Technika ta prowadzi do powstawania mikrouszkodzeń i musi być przeprowadzana w warunkach jałowych, aby nie doszło do kontaminacji i skażenia modyfikowanych komórek. Trzeba też dać roślinie czas na regenerację [11]. DNA można również wprowadzać do komórek z zastosowaniem elektroporacji (energia elektryczna zmienia stabilność, a tym samym przepuszczalność błony komórkowej) czy mikroiniekcji, stosowanej także w przypadku transformacji zwierząt [11]. Nie należy także zapominać o nagrodzonej w 2020 roku Noblem technice CRISP/Cas9, która zrewolucjonizowała inżynierię genetyczną [12]. Niezależnie od techniki, problemem wciąż pozostaje wydajna ekspresja wprowadzonych genów.

Jestem na tak

Przy ciągłym wzroście liczby ludności zapotrzebowanie na żywność z roku na rok będzie coraz większe. Zastosowanie roślin modyfikowanych genetycznie pozwala na zwiększenie wydajności upraw, mniejsze zużycie nawozów i pestycydów, a co za tym idzie nie wymaga wycinania kolejnych połaci lasów deszczowych, zmniejsza koszty produkcji i zapewnia uzyskanie czystszych i zdrowszych plonów. W żywności modyfikowanej genetycznie możemy dostarczyć konsumentom dodatkowe witaminy oraz mikro- i makroelementy [1, 2, 13-15]. Inżynieria genetyczna pomaga też ratować przed bankructwem. Tak było w przypadku upraw papai na Hawajach, zaatakowanych prze wirusa pierścieniowatej plamistości. Gdyby nie opracowanie odmiany odpornej na tę chorobę, Hawaje straciłyby wszystkie plantacje i źródło dochodów [16]. Pamiętać należy, że techniki tworzenia organizmów transgenicznych to nie tylko ekspresja nowych genów, ale także wyciszanie genów niepożądanych (na przykład wywołujących alergie pokarmowe) lub zwiększenie ekspresji genów standardowo obecnych (na przykład w celu zwiększenia mleczności u zwierząt) [17, 18].

Żywność modyfikowana genetycznie, jak wszystko, ma swoje plusy i minusy. Jest oznakowana, zatem można samemu zdecydować czy znajdzie się na naszym stole. Warto być jednak świadomym konsumentem i przed podjęciem tej decyzji dowiedzieć się więcej o GMO, korzystając z rzetelnych, wiarygodnych i bezstronnych źródeł. Jest to temat kontrowersyjny i wzbudzający sporo emocji, a niewiedza społeczeństwa często wykorzystywana jest przez polityków. Niestety, wciąż trudno o dobrą edukację na ten temat, a przecież dotyczy nas wszystkich.

 

 

Literatura:

[1] Maghari BM, Ardekani AM. 2011. Genetically modified foods and social concerns. Avicenna Journal of Medical Biotechnology 3(3): 109-117.

[2] Kamle M, Kumar P, Patra JK, Bajpai VK. 2017. Current perspectives on genetically modified crops and detection methods. 3 Biotech 7(3): 219.

[3] Pardo-López L, Soberón M, Bravo A. 2013. Bacillus thuringiensis insecticidal three-domain Cry toxins: mode of action, insect resistance and consequences for crop protection. FEMS Microbiology Reviews 37(1): 3-22.

[4] Niemann H, Halter R, Carnwath JW, Herrmann D, Lemme E, Paul D. 1999. Expression of human blood clotting factor VIII in the mammary gland of transgenic sheep. Transgenic Research 8(3): 237-247.

[5] Bevan MW, Flavell RB, Chilton MD. 1992. A chimaeric antibiotic resistance gene as a selectable marker for plant cell transformation. 1983. Biotechnology 24: 367-70.

[6] Bates SL, Zhao JZ, Roush RT, Shelton AM. 2005. Insect resistance management in GM crops: past, present and future. Nature Biotechnology 23(1): 57-62.

[7] Dobrica MO, Lazar C, Paruch L, van Eerde A, Clarke JL, Tucureanu C, Caras I, Ciulean S, Onu A, Tofan V, Branzan A, Urban S, Stavaru C, Branza-Nichita N. 2018. Oral administration of a chimeric Hepatitis B Virus S/preS1 antigen produced in lettuce triggers infection neutralizing antibodies in mice. Vaccine 36(38): 5789-5795.

[8] Tang G., Qin J., Dolnikowski G.G., Russell R.M., Grusak M.A. 2009. Golden Rice is an effective source of vitamin A. The American Journal of Clinical Nutrition 89(6): 1776-1783.

[9] Morris SH, Spillane C. 2008. GM directive deficiencies in the European Union. The current framework for regulating GM crops in the EU weakens the precautionary principle as a policy tool. EMBO reports 9(6): 500-504.

[10] Gelvin SB. 2003. Agrobacterium-mediated plant transformation: the biology behind the “gene-jockeying” tool. Microbiology and Molecular Biology Reviews 67(1): 16-37.

[11] Villemejane J, Mir LM. 2009. Physical methods of nucleic acid transfer: general concepts and applications. British Journal of Pharmacology 157(2): 207–219.

[12] Doudna JA, Charpentier E. 2014. Genome editing. The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9. Science 346(6213): 1258096.

[13] Bawa AS, Anilakumar KR. 2013. Genetically modified foods: safety, risks and public concerns-a review. Journal of Food Science and Technology 50(6): 1035-1046.

[14] Oliver MJ. 2014. Why we need GMO crops in agriculture. Missouri medicine 111(6): 492-507.

[15] Kamle M, Kumar P, Patra JK, Bajpai VK. 2017. Current perspectives on genetically modified crops and detection methods. 3 Biotech 7(3): 219.

[16] Tripathi S, Suzuki J, Gonsalves D. 2007. Development of genetically engineered resistant papaya for papaya ringspot virus in a timely manner: a comprehensive and successful approach. Methods in Molecular Biology 354: 197-240.

[17] Suzuki M, Zheng X, Zhang X, Ichim TE, Sun H, Kubo N, Beduhn M, Shunnar A, Garcia B, Min WP. 2009. Inhibition of allergic responses by CD40 gene silencing. Allergy 64(3): 387-97.

[18] Wall RJ, Kerr DE, Bondioli KR. 1997. Transgenic dairy cattle: genetic engineering on a large scale. Journal of Diary Science 80(9): 2213-2224.

 

Podziel się: