GBE - Polska Zielona Biotechnologia w Europie dostarcza informacje o biotechnologii rolniczej.

Członkowie GBE Polska

 

 

growingvoices
Biotechnologia
  • >>Będzie bezpieczne GMO - obiecują naukowcy
    • 2015-01-28

    Będzie bezpieczne GMO - obiecują naukowcy

    Dwa artykuły w "Nature" opisują niezwykłe osiągnięcie genetyków z Harvardu i Yale. I nie chodzi o zwykłe grzebanie w DNA tego czy innego organizmu. Oni stworzyli syntetyczne komórki, które używają odmiennego kodu genetycznego niż cała reszta żywych istot na Ziemi. A do życia potrzebują 21 aminokwasów, mimo że każdemu innemu organizmowi wystarcza 20.

    Język genów jest prosty i niezwykle uniwersalny. DNA możemy sobie wyobrazić jako długie zdania zbudowane z czterech liter (A, C, T i G) powtarzających się w różnych kombinacjach. W każdej komórce te ciągi liter są odczytywane i na podstawie zawartego w nich przepisu tworzone są białka. Określona kombinacja liter będzie zawsze prowadzić do powstania tego samego białka - nieważne, czy będzie się to działo w komórce drożdży, sałaty czy człowieka. Na tym właśnie polega kod genetyczny - wspólny dla wszystkich istot żywych.

    Kucharz z innej bajki

    To właśnie ta uniwersalność pozwoliła na powstanie inżynierii genetycznej. Dała nam możliwość przenoszenia genów lub ich części między różnymi organizmami. Po odpowiedniej obróbce fragmenty DNA nadal działają, mimo że znalazły się wewnątrz zupełnie innych komórek. Tak powstały m.in. bakterie produkujące ludzką insulinę, myszy świecące w ciemnościach dzięki białku meduzy czy bawełna broniąca się przed owadami toksyną z glebowej bakterii. Tę samą uniwersalność wykorzystują wirusy atakujące komórki. Wprowadzają do nich swój materiał genetyczny i każą swoim ofiarom produkować rzesze nowych wirusów.

    Tymczasem prof. Farren Isaacs z Yale University i prof. George Church z Harvardu stworzyli bakterie, które odczytują zapisy w DNA w inny sposób niż jakakolwiek istota na świecie.

    Porównajmy to do pracy w kuchni: jeśli w jakimś przepisie widnieje polecenie "dodaj soli", to i w luksusowej restauracji w Paryżu, i w ulicznym barze w Katmandu kucharz sięgnie po biały słony proszek. Gdy potrzebna jest cebula, obaj posiekają szczypiące w oczy warzywo. Z bakteriami Isaacsa i Churcha sprawa ma się inaczej. Pozostańmy nadal w kuchni: gdy w przepisie napisano "cebula" albo "pieprz", wezmą do dania ten sam składnik co wszyscy kucharze na świecie. Ale już widząc słowo "sól", bez wahania zaczną szukać aframonu. Słowo "sól" po prostu znaczy dla nich coś innego. Bez aframonu, rzadkiej przyprawy z Afryki Zachodniej, ich dania będą kompletną klapą. I jeśli akurat w pobliżu nie ma tego egzotycznego składnika, utkną w połowie gotowania i wylecą z roboty. Są więc całkowicie zależni od dostawcy jednej jedynej przyprawy.

    No dobrze, ale jak historia nieszczęśliwego kucharza ma się do przekraczania granic w genetyce? Żeby się dowiedzieć, wychodzimy z kuchni i wracamy do laboratorium.

    Trójkami do białka

    Tworzenie białka na podstawie przepisu w DNA przebiega w kilku etapach. Ważne jest to, że komórkowa maszyneria odczytuje z genu kolejne trzyliterowe "wyrazy" i w zależności od ich znaczenia dokłada do powstającego białka odpowiedni aminokwas (bo białka są zbudowane właśnie z aminokwasów ułożonych w jednej nici niczym koraliki). Jeśli napotka np. trójkę CGA, to do powstającego białka zawsze przyłączy aminokwas argininę, jeśli CAA, to glutaminę, CTA - leucynę - i tak dalej dla wszystkich 20 aminokwasów obecnych w białkach. W DNA znajdują się też trójki będące sygnałem do rozpoczęcia produkcji białka i do jej zakończenia.

    Naukowcy z Harvardu w wyrafinowany sposób zmienili w bakterii znaczenie jednego z tych trzyliterowych wyrazów. Od tej pory zmodyfikowana przez nich bakteria Escherichia coli, zamiast odczytywać jedną z trójek jako sygnał "stop", zaczęła na ten znak przyłączać do białka aminokwas L-4,49-bifenyloalaninę (w skrócie bipA). Trik polega na tym, że ten aminokwas nie istnieje w przyrodzie. To substancja, która powstaje wyłącznie w laboratorium. Powołano więc do życia organizm syntetyczny - szczep bakterii, który nie miał szans powstać w toku ewolucji. Ta odmiana E. coli nie urośnie i nie przeżyje, jeśli do jej pożywienia nie zostanie dodany aminokwas bipA. Jest więc całkowicie zależna od człowieka. I to zależna dużo bardziej niż opisany wcześniej zwariowany kucharz od dostawcy aframonu, który jednak jest naturalną przyprawą. W najgorszym razie kucharz mógłby np. przeprowadzić się na plantację w Afryce. A syntetyczna bakteria nie znajdzie bipA nigdzie na świecie, nie wytworzy go sama ani nie zdobędzie od innych organizmów. (Dla porządku dodamy, że zespół naukowców z Yale stworzył bardzo podobną bakterię, tylko uzależnioną od innego sztucznego aminokwasu - 4-p-azydo-L-fenyloalaniny (pAzF).

    Po co męczyć bakterie?

    Dlaczego naukowcy wkładają tyle wysiłku w stworzenie bakterii, które nie potrafią nawet same rosnąć? Sprawa się wyjaśnia, gdy zauważymy, jak wiele obaw budzi wykorzystywanie organizmów modyfikowanych genetycznie. A dokładniej jeden jego aspekt - zagrożenie, że takie organizmy wyrwą się nam spod kontroli i zaczną siać spustoszenie w środowisku albo zagrożą naszemu zdrowiu. To dlatego przed otrzymaniem zgody na wysianie zmodyfikowanych roślin na polu wymagane są rygorystyczne testy, a hodowli zmodyfikowanych drobnoustrojów towarzyszą precyzyjne procedury dotyczące zabezpieczeń przed ich przypadkowym rozprzestrzenieniem się.

    To dlatego tworzy się np. rośliny GMO, które nie są w stanie wytworzyć pyłku czy nasion. Albo bezpłodne, zmodyfikowane ryby lub mikroorganizmy, które nie wytwarzają jakiegoś związku niezbędnego im do życia i muszą go dostawać w pożywce. Wciąż jednak szukamy kolejnych zabezpieczeń. Dlaczego? Bo w wyniku ewolucji wszystkie istoty żywe stały się mistrzami przeżycia i są nastawione na maksymalną skuteczność w rozmnażaniu się. I nawet gdy próbujemy je celowo uszkodzić, nie zawsze się to udaje. Widać to zwłaszcza w przypadku drobnoustrojów. Uszkodzenia wprowadzane do ich DNA mogą zostać naprawione, "bomby zegarowe" lub "wyłączniki śmierci", które naukowcy wbudowują w ich geny, mogą być rozbrajane, a całe usunięte geny pozyskiwane od innych, nieuszkodzonych bakterii lub wędrujących elementów genetycznych takich jak wirusy.

    By mieć absolutną pewność, poprzeczka zabezpieczeń została ustawiona niezwykle wysoko. Zarówno naukowcy z Harvardu, jak i Yale zakodowali użycie syntetycznego aminokwasu w wielu miejscach w DNA bakterii, w tym wprowadzili go do wielu białek absolutnie niezbędnych do funkcjonowania E. coli. Bakteria nie ma więc możliwości, by zdobyć syntetyk w środowisku, nie istnieją też inne organizmy, które umiałyby go wytwarzać i mogłyby tę umiejętność przekazać wraz z genami do zmodyfikowanych bakterii. A szansa na pozbycie się kłopotliwej mutacji z DNA albo zdobycie "zdrowych", pierwotnych genów? Przy tak wielu wprowadzonych zmianach jest to skrajnie mało prawdopodobne. Twórcy syntetycznych mikrobów zrobili im test: spośród biliona bakterii hodowanych przez 20 dni żadna nie poradziła sobie z wprowadzonymi zmianami i nie przeżyła, gdy zabrakło syntetycznego aminokwasu. To wynik sto tysięcy razy lepszy niż wymagany przez obecne normy bezpieczeństwa.


    Cały tekst: http://wyborcza.pl/1,75400,17321596,Bedzie_bezpieczne_GMO___obiecuja_naukowcy.html#ixzz3i7m8kt8l
    wstecz do góry

    Prawo

    prawo i gmo

    Ekonomia

    ekonomia

    Nauka

    nauka

    Media
    Media
    2006 © GBE - Green Biotechnology in Europe
    realizacja: ideo powered by: edito cms