/

Świecąca rybka i inne ciekawostki
– mniej znane oblicze GMO

avatar
Bartosz Nowak 29 Cze, 4 minut czytania

 

Genetycznie modyfikowane organizmy pewnie dużej liczbie naszych Czytelników kojarzą się głównie z żywnością. Dziesięciolecia obecności GMO na rynku spowodowały powstanie wielu mitów i półprawd na ich temat. Jednak w tym artykule nie skupimy się ani na żywności ani na nieprawdziwych informacjach, powtarzanych w wielu miejscach. Użycie genetycznie modyfikowanych organizmów sięga znacznie dalej. Tak naprawdę ciężko wyobrazić sobie współczesną naukę i biotechnologię bez nich.

Biotechnologia to multidyscyplinarna dziedzina, której zadaniem jest wykorzystanie organizmów żywych lub ich części do wytworzenia lub modyfikowania nowych produktów (zgodnie z definicją Organizacji Narodów Zjednoczonych). Produktem biotechnologicznym będzie więc zarówno piwo, do produkcji którego wykorzystuje się organizmy żywe, takie jak drożdże, jak i produkcja szczepionek antywirusowych, przy produkcji których wykorzystuje się specjalne linie komórkowe (patrz przypis 1). Linie komórkowe są także wykorzystywane w innych celach. Wielu naukowców bada na nich podstawowe zjawiska zachodzące w komórkach, które mogą się przyczynić do powstania konkretnych schorzeń. Komórki te są także użyteczne do badania toksyczności nowych leków. Jeśli przykładowo chcielibyśmy wprowadzić nowy lek na raka płuc najczęściej pierwszym etap prac nad jego rozwojem jest zobaczenie czy jest on toksyczny dla linii komórkowych raka płuc. Jest to etap badań przedklinicznych in vitro czyli dokonanych poza organizmem ludzkim. Biotechnolodzy pracują także nad zagadnieniami takimi jak terapie genoweczy genetyczna edycja bakterii. Czasami tworzą też tak niezwykłe „produkty” jak GloFish, czyli ryba która „świeci” w ciemności. Cel jej powstania był bardzo prosty – zaproponowanie miłośnikom akwarystyki całkowicie niezwykłych stworzeń. Zdecydowanie wiele z nich wymaga więc wytworzenia GMO. Poniżej omówimy przykładowe dwa z nich.

Transformacja bakterii to zjawisko polegające na wprowadzaniu obcych genów do specjalnie przygotowanych do tego bakterii. Stosuje się ją m.in. podczas tworzenia nowych linii komórkowych do których wprowadza się obce geny lub do sekwencjonowania czyli poznawania struktury niektórych genów. Sam obecnie często korzystam z tej techniki. Do specjalnie przygotowanych (przez producenta) bakterii E. Coli chce „dołączyć” wektory plazmidowe, czyli cząsteczki kolistego DNA, charakterystyczne właśnie dla bakterii. Jednak moje plazmidy zawierają fragment intersującego mnie genu, który wcześniej do nich wkleiłem. Sama transformacja to dopiero początek całej „produkcji”. Jak żaden proces, tak i ten nie zachodzi ze 100% efektywnością. Po rozsianiu bakterii na specjalnych podłożach konieczna jest selekcja bakterii, gdyż nie każda wyrośnięta kolonia (patrz przypis 2) to „kolonia GMO”. Żeby poznać czy dana kolonia zawiera interesujący gen należy pobrać jej część i przeprowadzić reakcję kolonijnego PCR (z ang. polymerase chain reaction). Podczas tej reakcji przy użyciu starterów, które powinny połączyć się tylko z konkretnym genem jesteśmy w stanie zobaczyć czy rzeczywiście znajduję się on w danej kolonii bakteryjnej. Wynik przedstawiany jest w postaci prążków znajdujących się na różnych wysokościach i które to odpowiadają konkretnej liczbie nukleotydów. Chcąc więc przeprowadzić tego typu analizę musimy wiedzieć jaką długość (w parach zasad) ma nasz poszukiwany produkt. Jeśli bakterie znajdujące się w kolonii zawierają intersujący mnie gen, to następnie hoduje już większe ilości wybranych kolonii bakterii i przy pomocy specjalnego zestawu izoluję wektory. Czyli tak naprawdę bakterie są tylko pewnego rodzaju „nośnikiem” umożliwiającym namnożenie wektorów plazmidowych do odpowiedniej ilości. Każde laboratorium, jak i każda osoba przeprowadzająca tego typu doświadczenia, musi posiadać odpowiednie zgody i pozwolenia na pracę z genetycznie modyfikowanymi organizmami, tak, by całkowicie uniemożliwić niekontrolowane wydostanie się takiego organizmu poza mury laboratorium.

Jednak teraz koniec prywaty!. Czas pokazać jakie może być zastosowanie bakterii modyfikowanych genetycznie w przemyśle. Jednym z ważnych składników farmaceutycznych produkowanych przy pomocy bakterii modyfikowanych genetycznie, są cytokiny. To cząsteczki sygnałowe, obecne w organizmach każdego z nas, a przy pomocy których swoistą komunikację prowadzą ze sobą nasze komórki. Żeby bakteria wytworzyła interesującą nas cytokinę, do jej wnętrza musi zostać wprowadzony gen kodujący jej powstanie. Cytokiny są coraz częściej wykorzystywane także w terapiach antynowotworowych. Przykładowo, jedna z cytokin – interleukina 2 (IL-2) jest wykorzystywana w immunoterapii niektórych nowotworów np. raka nerki. IL-2 zwiększa cytotoksyczne działanie limfocytów T względem komórek nowotworowych. Inne cytokiny wytwarzane przy użyciu rekombinowanych bakterii są stosowane m.in. w leczeniu stwardnienia rozsianego – najczęstszej przyczynie niepełnosprawności neurologicznej osób młodych [1].

Ciekawym sposobem wykorzystania technik GMO jest stworzona na uniwersytecie w Singapurze, a skomercjalizowana w USA, rybka GloFish. Są to genetycznie zmodyfikowane ryby do których wprowadzono gen kodujący białko GFP (z ang. green fluorescent protein). Białko to ma zdolność do emitowania światła koloru zielonego po wcześniejszym pochłonięciu innej długości fali światła. Obecnie w sprzedaży dostępne są różne gatunki rybek m.in. Danio Pręgowany czy Bojowniki. Po wielu latach na rynku stworzono też ryby świecące na kolor inny niż zielony. Dlatego dzisiaj posiadacze akwarium mogą także posiadać ryby koloru niebieskiego lub pomarańczowego [2,3].

Pojawienie się GloFish wzbudziło wiele kontrowersji. Wiele osób zadaje sobie pytanie, czy istnieje jakiś głębszy sens produkowania tego typu ryb GMO. Tą kwestię zostawiam do rozważenia Czytelnikowi. Faktem jest, że jeśli tego typu rybę chciałby kupić obywatel Unii Europejskiej, to (przynajmniej legalnie) jest to nie możliwe. Wystarczy jednak rzut oka na liczne fora dla miłośników akwarystyki i okazuje się, że przepis zakazujący sprowadzania GloFish do Europy jest w dużej mierze martwy.

Te dwa powyższe przykłady wybrałem nieprzypadkowo. Genetycznie modyfikowane organizmy służą nam do wielu celów – produkują dla nas potrzebne farmaceutyki, białka, szczepionki i wiele innych cząstek, bez których współczesna medycyna nie byłaby taka sama. GMO takie jak GloFish mogą także służyć bardziej celom hobbystycznym czy rozrywce. Powyższe przykłady przedstawiają dwie różne strony barykady. Mają jednak cechę wspólną. Pokazują jak niezwykła jest obecnie technologia wykorzystywana w biotechnologii. Żyjemy w czasach, w których modyfikacje genetyczne są coraz bardziej powszechne i co najważniejsze służą nam w medycynie i w rolnictwie. Pamiętajmy, że odpowiednio używane GMO to nasza lepsza przyszłość a nie zagłada świata!

 

 

Przypisy:

  1. Linia komórkowa to kultura komórek powstających na drodze mitozy z komórek pobranych lub specjalnie przeprogramowanych pochodzących z organizmów wielokomórkowych.
  2. Kolonia to zbiór znacznej ilości bakterii widocznych zazwyczaj gołym okiem.

 

Bibliografia:

[1] Piotr S. Zastosowanie organizmów genetycznie modyfikowanych w farmacji.”. Aptekarz Pol 2013. https://www.aptekarzpolski.pl/rynek-lekow/02-2013-zastosowanie-organizmow-genetycznie-modyfikowanych-w-farmacji/.

[2] GloFish. GloFish https://www.glofish.com/.

[3] MNM Diagnostics. O rybach, które świecą 2021. https://mnm.bio/pl/o-rybach-ktore-swieca/.

 

p.s. obrazek z  https://www.freepik.com/free-photos-vectors/

Podziel się: