Génmódosítás: átok vagy áldás?

Dudits Dénes
Tudástár, 2012-06-18 13:26:05

Nagy butaság volt politikusaink részéről az alaptalan GMO-ellenesség alaptörvényben való rögzítése. A témával foglalkozó akadémikusok véleménye külföldön és Magyarországon egészen más. Többre jutnánk, ha tiltás helyett inkább forrásokat adna az állam a hazai fejlesztésekre.

Dr. Dudits Dénes

A géntechnológia az örökítő anyag, a DNS szerkezetének megismerését, működésének eltervezett átprogramozását jelenti, elsősorban abból a célból, hogy tulajdonságaikban megváltoztatott sejteket, szerveket, szervezeteket lehessen előállítani. Míg hangsúlyoznunk kell, hogy a géntechnológia egyike a modern biotechnológiai módszereknek, addig észrevehetjük, hogy a napjainkban gyakran feltett kérdésekben a génmódosítás helyett a géntechnológia került előtérbe. Ez nem véletlen, és érdemes tisztázni a két módszer lényeges különbözőségét. Tekintettel a genetikailag módosított szervezetek, a GMO-k körüli sok-sok félreértésre, a heves társadalmi vitákra és nem utolsósorban a politikai döntéshozatal szakmai megalapozatlanságaira, a továbbiakban a GM-növényekhez kötődő kérdésekkel foglalkozunk. Az 1. ábra bemutatja, hogy a génmódosítás ősi tevékenység, évszázadokkal megelőzi a biotechnológia vagy akár a géntechnológia megjelenését. Termesztett növényeink esetében a nemesítés az elsődleges letéteményese a génmódosításnak, azzal a céllal, hogy a születő fajták megfeleljenek a gazdák elvárásainak.

Ezért ne lepődjünk meg: minden nemesített gazdasági növényünk génmódosított, génpiszkált. Ezt jó lenne a viták hevében tudatosítani. Az ábra bemutatja, hogy a nemesítésben miként jelentek meg az újabb és újabb megközelítések a növények génösszetételének javítására. A keresztezés és a szelekció ma is nélkülözhetetlen művelet a fajták előállítása során. A kromoszómák számának megduplázása, a kromoszómadarabok átépítése sokszor vezetett versenyképes tenyészanyagok kialakulásához. Vegyszerekkel, besugárzással véletlenszerűen megváltoztatható a DNS-molekula, és így mutáns egyedek új tulajdonságai alakulhatnak ki, amelyek öröklődnek, és alapanyagul szolgálhatnak a nemesítési programokban. A géntechnológiával való nemesítés feltételeit igen kiterjedt alapkutatások tették lehetővé. Az 1980-as évektől kezdve van mód a növényi gének izolálására, kémcsőben való alakítására és visszaépítésére, a genetikai transzformációra. Ez a géntechnológiára épülő műveletsor vezet el a GM-növényekhez.

Napjainkban tanúi lehetünk annak, miként változik a nemesítés technológiai háttere, nő a beavatkozások precizitása. Csúcstechnológiák szolgálják a nemesítőket azzal, hogy fontos növényeink – mint a rizs, kukorica, repce – teljes DNS-információ-tartalmát feltárják. Hatalmas bioinformatikai háttér biztosítja az adatok kezelését.

A növényi élet titkai

Emberi létünk megszámlálhatatlan formában kapcsolódik a növények világához. Táplálnak bennünket, hiszen élelmiszereink forrását jelentik, akár növényi, akár állati termékeket fogyasztunk. Teljes energiafelhasználásunk 13,4%-a származik növényekből, és a fenntartható fejlődés megteremtésének érdekében felértékelődik a zöldenergia jelentősége. A növényi produkció maximalizálása fontos nemesítési cél, hisz a fajták genetikai képességétől nagyban függ a növénytermesztés gazdaságossága. Ugyanakkor az emberiség globális problémáinak kezelésében is jelentős szerep vár a növénytermesztésre. Prognózisok szerint 40 év múlva 9 milliárd embert kell majd táplálni, miközben csökken a művelhető területek nagysága. A víz hiánya, a kártevők komoly veszteségeket okozhatnak, és számolni kell a szélsőséges klimatikus események gyakoribb előfordulásával.

Image Text

A növényi produkció olyan fejlődési program terméke, amelyet a gének és a környezet hatásainak összjátéka irányít. A gazda felelőssége, hogy a termesztés optimális feltételei meglegyenek, még akkor is, ha a szélsőséges időjárási körülmények kárt okozhatnak

A növények rendelkeznek azzal a genetikai programmal, amely a fotoszintézist mint természetes energiaátalakító folyamatot működteti, ami földünkön az élet alapja. Ennek során a légköri szén-dioxid-gáz szénmolekuláiból energiahordozó szénhidrátok keletkeznek. A belső genetikai program megvalósítását a növényt érő külső hatások lényegesen befolyásolhatják, ezért a növény végső jegyeinek összessége e kettős meghatározottság eredőjeként alakul ki. A környezeti hatások egy része klimatikus, de a növényeket nevelő gazdától függ a tápanyag mennyisége, az öntözés és a kártevőkkel szembeni védekezés. Láthatjuk, hogy a környezeti tényezők befolyásolhatják a gének funkcióit és ezzel a növény anyagcseréjét. A mestergének szabályozhatják további géncsoportok aktivitását. Egyetlen gén jelenléte vagy hiánya jelentős hatású lehet, de a növények fejlődési programját, a környezeti hatásokra adott válaszreakciókat és így a végső termőképességet az egész genom, a gének összessége befolyásolhatja közvetlenül vagy közvetve.

Géntérképek művészete

A növények nemesítését tekinthetjük intuitív művészetnek, hisz hagyományosan a génekkel való műveleteket a nemesítő úgy végzi, hogy csak a felszíni tulajdonságokat ismeri, s abból kísérli meg a génhatásokat megbecsülni. Teljesen más helyzetet teremt az a felismerés, hogy a genetikai információ a DNS-molekulák nukleotid bázisainak sorrendjében tárolt. A gének misztikus világa kémiailag definiálható molekulák formájában jelenik meg. A növények genomjának mérete igen széles határok között változik: a rizs 400 millió, a kukorica 2,5 milliárd, míg a búza 16 milliárd bázispárt tartalmazó DNS-molekulái összetömörítve, fehérjékbe csomagolva alkotják a kromoszómákat.

A sejtek osztódását megelőzően a DNS-molekulákról hű másolat szintetizálódik, ezzel a kromoszómák is megduplázódnak, majd a két kromoszómakészlet szétválik, és az új leánysejtekbe kerül: ezzel válik lehetségessé a génállomány sejtről sejtre történő átadása. Ez a konzervatív, genetikai információt megőrző folyamat jellemzi az ivarsejtek kialakulását is, és a tulajdonságok ezen az úton öröklődnek az utódokban.

Image Text

Természetesen, ha az utód két, génállományában és így tulajdonságaiban eltérő növénytől származik, akkor keresztezéskor a gének, illetve a tulajdonságok új kombinációja jön létre. Ezt használja ki a géntérképezés, amikor DNS-szekvencia-markerekhez köti egy adott tulajdonság megjelenését. A kapcsoltság ismeretében lehetőség nyílik valamely tulajdonság kialakulásáért felelős gén helyének meghatározására a kromoszómán. A markerek ismeretében a gént mint DNS-molekulát izolálni lehet. A rizsgenom szekvenálását követően az informatikai elemzések 32-40 ezer gént prognosztizáltak. Egyedi gének kiemelését ma már sokban segítik a DNS-molekula-szakaszokat megsokszorozó technikák. Az agronómiai szempontból értékes gének azonosítására és izolálására világszerte sokféle megoldást használnak. Példaként a búza szárazságtűréséért felelős gének felkutatására végzett egyik kísérletet mutatjuk be. Ezt az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont

Ezért ne lepődjünk meg: minden nemesítettgazdasági növényünk génmódosított, génpiszkált.Ezt jó lenne a viták hevében tudatosítani.

Növénybiológiai Intézetének munkatársai végezték el, Györgyey János irányításával. A víz az egyik legkritikusabb tényező, aminek hiánya Magyarországon több évben is jelentős termésveszteséget okozott. A károk persze mérsékelhetők öntözéssel, de sokban segíthet a szárazságtűrő, a vizet jól hasznosító fajták termesztése. Ezek nemesítéséhez kiindulópontot jelenthet az, ha maguktól a növényektől akarjuk megtudni, hogy milyen gének, anyagcsere-folyamatok segítik az alacsony talajvízhez való alkalmazkodást. A gének hatása nemcsak a DNS-szekvenciától s az általa kódolt fehérje tulajdonságaitól függ, hanem a gén működésének paramétereitől is. A DNS-chipek több ezer gén egyidejű vizsgálatát teszik lehetővé. Így, hogyha összehasonlítjuk a génkifejeződési mintázatot, például egy aszályra érzékeny és egy ellenálló búzafajta gyökereiben, akkor megismerhetünk olyan géneket, amelyek a talaj víztartalmának lecsökkenésekor fokozottan aktívak a toleráns növény gyökereiben, és szerepük lehet a sikeresebb alkalmazkodás kialakításában. Ez a kísérlet arra hívja fel a figyelmet, hogy a vízmegvonást követően viszonylag nagyszámú gén mutat eltérő kifejeződési mintázatot a két fajta gyökerében. Az ábrán látható, hogy egy kiválasztott gén aktivitása több mint háromszorosára emelkedett a rezisztens növények gyökerében, míg az érzékeny növényben alapszinten működik ez a gén.

Image Text

A nemesítés módszerei

A géntechnológiával való nemesítés egyik lehetősége, hogy új, korábban hiányzó génnel bővíti ki a növény génállományát. Gyakran értékes tulajdonságok alakíthatók ki a bevitt, ún. transzgén aktivitásának fokozásával és a gén termékének túltermeltetésével. Ez a stratégia úgy is alkalmazható, hogy a növény saját génjét építik vissza egy megváltoztatott, szabályzó DNS-szakasszal. A rekombináns DNS-módszerek lehetővé teszik a DNS-molekulák specifikus darabolását, illetve összeépítését. Példaként az ábra B oldala olyan GM-búzanövényeket mutat be, amelyekben egy méregtelenítő enzim túltermeltetése lényegesen csökkentette a szárazság okozta károsodást. Míg a kontrollnövények csököttek, kalászaik késve fejlődtek ki, addig a GM-búzákon már megjelentek a kalászok. Az üvegházi kísérletek igazolták a GM-növények nagyobb szemtermését. Ezek ismeretében indokoltak a szabadföldi vizsgálatok. Tekintettel a hazai géntechnológia-ellenes törvényekre, külföldön célszerű az újabb vizsgálatok lehetőségét keresni. Az idézett GM-búza-kutatások együttműködő partnerei a szegedi Gabonakutató Kft. nemesítői és az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont molekuláris biológusai.

A szárazságtűrő búza példája azt mutatta, hogy a növény minden sejtjében hasznos lehet a transzgén működtetése. Fontos tudni, ha a növényeket stresszhatás éri, vagy hiányt szenvednek, akkor sejtjeikben méreganyagok halmozódnak fel. Az ilyen vegyületek eltávolítását számos védekezési folyamat biztosíthatja. Ezek egyikének hatékonyságát növelte a géntechnológiai megoldás. Maga a méregtelenítő mechanizmus megtalálható valamennyi növényben. Nyilván szükség lehet sejt- vagy szövetspecifikus hatások elérésére is. Ehhez izolálni kell a gének regulátor DNS-szakaszait, amelyek funkcionális jellemzésére riporter génkonstrukciót építenek be a GM-növénybe.

A jelenleg kiterjedten használt génbeépítési módszerek elsősorban lombikban tenyésztett sejtekbe, szövetekbe juttatják be a laboratóriumban kialakított DNS-molekulákat. Sikeresen alkalmazható a génbelövés, amikor a DNS-t rászárítják aranyrészecskékre, és magas nyomású gázzal belövik a szövetekbe. Pontosabban a transzgén beépüléséhez az kell, hogy a sejtmagban legyen az idegen gén. Sikeres transzformációs rendszereket építettek ki természetes génbeviteli mechanizmus felhasználásával. Egy talajbaktérium képes DNS-ét a növényi genomba integrálni, amit ki lehet használni a kívánt DNS-molekulák sejtmagba juttatására.

Kritikus megközelítés

Fontos kiemelni, hogy a beépített gén a gazdanövény genomjába való integráció után ugyanúgy viselkedik, mint a kukorica többi tízezer génje. Nem szabadul ki egymagában, nem szennyezi be magányosan a szomszédos tábla növényeinek génállományát. Ha átporoznak a GM-növények, akkor valamennyi génjük és nemcsak a transzgén a bűnös. Ezért a nemesítők nagyon vigyáznak a megfelelő izolálásra, és hasonlóan adottak a módszerek az idegenbeporzó növények esetében is a genetikai tisztaság biztosítására. A növények DNS-molekuláit enzimek bontják le, miután a növényi élet véget ér. Ezek az enzimek igen szorgalmasak, és a tapasztalat azt mutatja, nem igazán kell a paradicsomot elfogyasztó embereknek attól félniük, hogy a piros szín génjei testüket elszínezik. A gének kémiai szerkezete és sorsa nem különbözik attól, hogy géntechnológiával vagy keresztezéssel jött létre egy adott molekulakombináció. A géntechnológia-ellenes kampányok szűkölködnek tudományos érvekben, így aztán science-fiction kategóriába illő érvekkel zavarják meg az embereket. Előszeretettel hivatkoznak az antibiotikum-rezisztencia átvitelének veszélyére, pedig a korrektül elvégzett vizsgálatok nem tártak fel ilyen eseményeket.

Image Text

A fajta-előállító nemesítés szakma, amelynek megvannak a szabályai. Ezért zavaró, hogy a politikai döntéshozók nem bíznak a nemesítők felkészültségében, tudásában, s a pályán kívülről, szakmaiságukban igencsak megkérdőjelezhető törvényekkel kényszerítik ki annak módját, miként történjék a növények genetikai jobbítása. Így aztán nem tudatosul, hogy a géntech-nológiai beavatkozások összefonódnak a hagyományos műveletekkel, és a GM-fajták mint végtermékek egyben klasszikus értelemben vett nemesítési folyamatsor eredményei is. A géntechnológiával kialakított genotípusok csak kiindulási tenyészanyagnak tekintendők, át kell esniük a nemesítési program minden fázisán. Ez magában foglalja a többszöri értékelést, a többéves szabadföldi kísérletekkel végzett minősítést.

A hagyományos és molekuláris módszerek egymást kizáró szembeállítása helyett látni kell azok igény szerinti kombinálásának jelentőségét. Az öröklődés törvényei nem válogatnak, minden gén ezeket követve működik, függetlenül attól, hogy mi a származása. A genomok folyamatos átrendeződésben vannak. Különösen a génfunkciót nem hordozó, gyakran ismétlődő DNS-régiók gazdagok az ún. ugráló szekvenciákban, melyek a gének működésképtelenségét okozhatják, de ezek a mobil elemek nem válogatnak a transzgén és a növény saját génjei között. A gyakorlatban több száz független, transzgenikus vonalat állítanak elő valamely nemesítési cél érdekében. Az első szelekciós művelet a mélyreható molekuláris jellemzés. Kizárják azokat a növényeket, amelyekben több példányban van jelen a beépített DNS, vagy a gén kifejeződése nem elég erős, illetve részleges a célgén elhallgattatása. A mostani módszerek esetén a génbeépülés helye többnyire véletlenszerű, ezért intenzív fejlesztő kutatások folynak a helyspecifikus génbevitel módszerének kidolgozása érdekében.

Számok bűvöletében

Ami a fejlesztések költségét illeti, talán érzékelteti a nagyságrendet, ha idézzük a BASF cég egyik munkatársának nyilatkozatát, miszerint a gén felfedezésétől a piaci értékesítésig 15 évre van szükség, és egy kívánt tulajdonság kialakítása géntechnológiával több mint 20 millió dollárba kerül. Egyes becslések szerint az engedélyezési költségek pedig a 100 millió dollárt is elérhetik. Látva ezeket a számokat, érthető, hogy még a nagy nemzetközi cégek is szövetkeznek, hogy versenyképes fejlesztéseik megvalósításához lehetőséget teremtsenek. Nagyon fontos kutatások folynak világszerte az egyetemeken, állami kutatóintézetekben. A növényekkel foglalkozó tudományos közleményeket nézve igen nagy a GM-megközelítést használó munkák aránya. Aligha van olyan növényi tulajdonság, amelyet génsebészettel ne változtattak volna meg. Az logikus, hogy amikor gazdaságilag is ígéretes új tulajdonságokat tapasztalnak a kutatók, akkor szabadalmak születnek, és elkezdődik a nemesítési lehetőségek vizsgálata. Egy-egy újdonság szabadalmi védelme is jelentős költséggel jár. Természetesen látni kell a mérleg másik oldalát is.

Nyilván megéri a költséges fejlesztésekre áldozni, hiszen a vetőmagok értékesítéséből a nemesítő cégnek nyeresége van, a gazda haszna pedig a többlettermésből és a kisebb önköltségből adódik. A környezetvédelmi hozadék sem elhanyagolható. A GM-növényekkel bevetett 160 millió hektáron (ha) gazdálkodók 90%-a, 15 millió gazda forrásszegény kistermelő. Ez a kereslet azt jelenti, hogy a globális GM-vetőmag-piac 2011-ben 13 milliárd dollárra be- csülhető, és a GM szemtermésből előállított végtermék körülbelül 160 milliárd dollár értékű volt. Becslések szerint a GM-növényekhez tartozó agrotechnológiák alkalmazása a 2010-es évben 19 milliárd kilogrammal csökkentette a szén-dioxid-kibocsátást. A fenti adatok ismeretében nem meglepő a géntechnológiai fejlesztések egyre növekvő kiszélesedése.

Image Text

Hazai pályán

A tudóstársadalom megosztott, ha a GM-növények tudományos, mezőgazdasági, energiaipari, élelmiszer-ipari vagy akár környezetvédelmi jelentőségét kell értékelni. Így nem könnyű a politikai döntéshozók helyzete különösen akkor, ha ideológiai alapon szinte kizárólag egyoldalú véleményeket vesznek figyelembe.

A géntechnológiai kutatásokat végzők véleménye világosan kiolvasható a Magyar GMO Fehér Könyv tanulmányaiból. A kiadvány végén felsorolt 149 nemzetközi közlemény listája meggyőzően tanúsítja Magyarország tekintélyét ezen a tudományterületen – ami legalábbis a mostani időkig megvolt. Az első idehaza készült GM-növényről szóló cikk 1986-ban jelent meg. Számos rangos publikáció támaszkodik GM-állatokkal folytatott kísérletekre. A témában dolgozó kutatók körén kívül eső szakma véleményét a Magyar Tudományos Akadémia Agrártudományi Osztálya képviseli, amelynek tagjai nagy többségben támogatták a 2010. május 26-i ülésen véglegesített alábbi állásfoglalást:

  1. A világ tudományos és gazdasági eredményeinektanúsága szerint a géntechnológia egyre inkábbmeghatározó szerepet játszik az agrárinnovációban és az új technológiák megalapozásában.
  2. A magyar agrárium és így a növénynemesítés jövőbeni versenyképessége a géntechnológia és a genomika eszközeivel hatékonyabban biztosítható.
  3. A környezetbarát agrotechnológiák szerepe növelhető a biotechnológia és ezen belül a géntechnológiaalkalmazásával.
  4. Tudományos eszközökkel, nemzetközileg elfogadottszabványok szerint kell garantálni az új géntech-nológiai termékek egészségügyi, környezet- és talajvédelmi biztonságát, valamint a hosszú távú gaz-dasági szempontok érvényesülését.
  5. A géntechnológiával nemesített növények körüli társadalmi vitában kapjanak meghatározó szerepet a tudományos tények.
  6. A magyar törvényhozás és állami vezetés géntechnológiával kapcsolatos döntéseit az új tudományos eredmények fényében javasolt időről időre felülvizsgálni.
  7. A magyar agrárium versenyképességét az szolgálja,ha a szabályozás biztosítja az esélyegyenlőséget anövénynemesítők és a gazdák szabad technológiaválasztásában.
  8. Az agrárinnováció érdekében növelni kell az agrár-biotechnológiai oktatás és kutatás kapacitásait,finanszírozását és versenyképességét.
  9. Tudományos ismeretterjesztéssel kell elősegíteni agéntechnológia társadalmi elfogadottságát.

Sajnálatos módon a fentiek egy akadémiai osztály véleményét összegzik, és jelenleg nincs a Magyar Tudományos Akadémiának a géntechnológiával nemesített szervezetekről állásfoglalása. Látva az angol Royal Society, az amerikai National Academy of Sciences vagy a német Leopoldina Akadémia elemzéseit, jól érzékelhető a nemzet tanácsadója szerep jelentősége, még egy ilyen erős vitákat kiváltó kérdés esetében is. A döntéshozóknak jelenthetne segítséget egy sokoldalúan kimunkált, magas szakmai színvonalat garantáló átfogó dokumentum. Talán másként alakul az alaptörvény géntechnológia-ellenessége, ha ismert lett volna a tudóstársaság ajánlása. Látva a fejlesztések világtendenciáit, elkerülhetetlen, hogy tudományos alapokra helyeződjön Magyarországon a GMO-kérdés. ❱

A cikk letöltése pdf formátumban.

Legfrissebb
  • Batáta, az anyatermészet génmódosítása

    A há­z­i­a­sí­tott éd­es­bur­go­nya és an­nak kö­z­e­li vad ro­ko­nai kö­z­ött fon­tos kü­l­önb­sé­g­et fe­de­zett fel egy ku­ta­tás. A ba­tá­ta ge­nom­já­b­an ugya­n­is ket­tő, Ag­ro­bak­té­r­i­um ál­tal be­vitt gént ta­lál­tak. Ezek a gé­n­ek pe­dig nem csak je­len van­nak a ge­nom­ban, ha­nem ki is fe­je­ződ­nek, ami ar­ra en­ged kö­v­et­kez­tet­ni, hogy olyan hasz­nos tu­laj­don­ság ki­a­la­kí­t­á­s­á­b­an van sze­re­pük, ami a há­z­i­a­sí­t­ás so­rán sze­lek­ci­ós előnyt je­len­tett a ba­tá­t­á­n­ak.

  • Mérgező élelmiszer a polcokon

    A GM nö­v­é­nyek­kel el­len­tét­ben a nö­v­ény­vé­d­ő­s­z­er­rel szen­nye­zett ter­mé­nyek­ről ke­vés hír szól. Ér­d­e­mes át­bön­g­ész­ni a táb­lá­z­a­tot. Köz­ben fel­me­rül a kér­d­és, hogy vegy­s­zer­men­tes GM nö­v­ény­től vagy a mér­ge­ző re­tek­től kell-e job­ban fél­ni.

  • Mit mondanak azok a kutatások, amiket nem a multik pénzelnek?

    Az el­múlt 60 év so­rán 698 ku­ta­tás fog­lal­ko­zott GM-nö­v­é­nyek­kel. A köz­le­mé­nyek több, mint fe­le tel­je­sen füg­g­et­len ku­ta­tók­tól szár­ma­zik, va­gy­is nem "lob­bi­zik" az egyik vagy a má­s­ik ol­dal mel­lett - nem ér­d­e­k­elt a kí­sér­l­e­tek ki­me­ne­te­lé­b­en. Ezek a füg­g­et­len ku­ta­tók pe­dig rend­re biz­ton­sá­g­os­nak ta­lál­ták a gén­tech­no­ló­g­i­á­v­al ne­me­sí­tett nö­v­é­nye­ket.

Korábbi hírleveleink:
Hírlevél feliratkozás

Iratkozzon fel kéthavonta megjelenő hírlevelünkre email címével!

Keresés