Nauka » Biologia » Biologia molekularna
Czy jeść GMO? [2] Autor tekstu: Marcin Klapczyński
Jeść albo nie jeść — oto jest pytanie
Czy GMO
rzeczywiście mogą być szkodliwe? W jaki sposób geny przeniesione z innych
gatunków mogą nam zaszkodzić? Najpowszechniej wskazywanym zagrożeniem jest
toksyczność nowego genu i jego produktów — białek, które mogą spowodować
niezamierzone zmiany w procesach metabolicznych. Poprzez nadekspresję
farmakologicznie aktywnych substancji nieznany jest ich wpływ na konkretny
pokarm w porównaniu z niezmienionym. Nowe białka mogą również stać się
potencjalnymi alergenami powodując uczulenia pokarmowe lub zaburzenia
metabolizmu. Postaram się omówić każde z tych zagrożeń.
Toksyczny nowy gen [7]Obecność
obcego DNA w pokarmie nie stanowi żadnego zagrożenia per se, ani
poprzez bezpośrednią toksyczność, ani przez transfer genowy. Fakt ten został
potwierdzony przez wiele lat badań. Należy zdać
sobie sprawę, że pokarm, który spożywamy, zawiera znaczne ilości DNA, które
jest trawione. Typowa ludzka dieta zawiera od 0,1 do 1 grama DNA i RNA dziennie.
Obawy dotyczące inkorporowanych nowych genów w GMO muszą brać pod uwagę
fakt, że stanowią one w pokarmie mniej niż 1/250000 część skonsumowanego
DNA. Biorąc pod uwagę powyższy fakt, prawdopodobieństwo przeniesienia genów z genetycznie modyfikowanych roślin do komórek ssaków jest ekstremalnie
niskie. Aby pokazać, że zagrożenie
takie praktycznie nie istnieje, należy uświadomić sobie kilka niezbędnych
procesów do transferu DNA z roślin do komórek ssaków. Ich zajście
jest nieprawdopodobne w normalnych warunkach występujących podczas trawienia: 1)
„Szkodliwe" roślinne DNA musiałoby być uwolnione w krótkich i zarazem kompletnych liniowych fragmentach. Aby dany gen mógł „zadziałać",
musi posiadać nie tylko instrukcję kodującą białko, ale regiony pomocnicze
regulujące jego ekspresję. 2)
Geny musiałyby przeżyć działanie nukleaz — agresywnych enzymów
szatkujących DNA na kawałki. Nukleazy znajdują się nie tylko w układzie
pokarmowym (jelicie), ale również w przeżuwanej roślinnej treści. 3)
Geny musiałyby się przebić przez wchłaniane strawione DNA, czyli
konkurować z łatwiej przyswajalnymi odcinkami. Poszatkowane DNA byłoby wchłaniane w pierwszej kolejności, utrudniając przedostanie się kompletnych genów. 4)
Komórki układu pokarmowego musiałyby być wprowadzone w stan tzw.
kompetencji — wtedy byłyby w stanie przyjąć inwazyjne geny i nie rozszarpać
ich za pomocą nukleaz. Nic takiego nie zachodzi w nabłonku naszego jelita. 5)
Wreszcie geny po pełnej pułapek wędrówce do jądra komórkowego,
musiałyby być wstawione w DNA gospodarza poprzez skomplikowane procesy
rekombinacji, które występują w bardzo szczególnych przypadkach, np. podczas
infekcji wirusowej, czy też tzw. transpozycji. Istnieje jednak
inna, ważna kwestia, o której należy wspomnieć. W naszym organizmie rezydują
przyjazne nam mikroby. Jak wygląda ryzyko przeniesienia transgenicznego DNA do
ich komórek? Otóż niedawne badania wykazały, że u ludzi zdrowych resztki
pokarmowe, włączając w to mikroflorę, nie zawierają nowych genów. Jednakże u ludzi np. po zabiegu ileostomii, czyli sztucznego wyprowadzenia układu
wydalniczego spowodowanego komplikacjami zdrowotnymi, wydalane mikroorganizmy
zawierają wędrujące DNA z roślin modyfikowanych genetycznie.[8]
Fakt ten, mimo że jest wyjątkiem, budzi pewne wątpliwości — w jaki sposób
geny złamały barierę pomiędzy dwoma królestwami organizmów żywych?
Istnieją pewne doniesienia, że komórki bakteryjne mogą stać się
kompetentne w ślinie, jednak pozostaje kwestia ich przeżycia wędrówki przez
wypełniony kwasem żołądek i enzymami trawiennymi jelito cienkie. Co więcej -
okazuje się, że chloroplastowe DNA z roślin może być znalezione w limfocytach zwierząt karmionych konwencjonalnymi i modyfikowanymi paszami.[8]
(Chloroplasty to niewielkie światłoelektrownie występujące w komórkach roślin,
które posiadają własne, krótkie DNA.) Jak zachodzą te procesy — nie
wiadomo. Co prawda DNA zamknięte w tej pęcherzykowatej fabryczce energii nie
podlega modyfikacji podczas manipulacji genetycznych, ale fakt przebicia się
przez teoretycznie nieprzekraczalną granicę daje do myślenia. Przyczyną
takiego zjawiska może być charakter samych limfocytów, które stoją na straży
organizmu i posiadają swobodę w poruszaniu się przez różne tkanki. Toksyczne nowe białko
[7] Jak wspomniałem
wyżej, jednym z celów modyfikacji jest odstraszenie szkodników za pomocą
toksyn. Nasuwa się więc pytanie, jak te związki będą działały na nasz
organizm. Otóż zawartość toksyn jest podstawowym wyznacznikiem projektowania i dopuszczenia do uprawy roślin modyfikowanych genetycznie. Z zasadniczego
punktu widzenia każda substancja jest toksyną — wszystko zależy od dawki — spożycie 200 g soli kuchennej (przynajmniej teoretycznie) spowoduje śmierć.
Dlatego też poziom wyrażania białka w GMO musi być odpowiednio dobrany, a nowe białka powinny ulegać zupełnemu strawieniu w układzie pokarmowym ssaków, a tym samym nie posiadać wewnątrzustrojowej aktywności. Alergenność Alergie pokarmowe występują na
skutek reakcji układu odpornościowego na normalnie nieszkodliwe składniki
pokarmu. Większość z nich jest spowodowana przez reakcje immunoglobulin E
typu I (IgE). Alergie pokarmowe indukują produkcję przeciwciał IgE, które wiążą
się do powierzchni komórek tucznych i bazofilnych występujących powszechnie w organizmie. Ponowny kontakt z danymi produktami — alergenami — powoduje
reakcję alergiczną (uwolnienie histaminy z komórek układu odpornościowego) i różne objawy uczulenia w przeciągu minut lub godzin. Białka powodujące
alergie stanowią bardzo niewielki odsetek — istnieje ich około 200 spośród
setek tysięcy białek, które są codzienne przez nas konsumowane. Są one
zwykle odporne na całkowite wytrawienie. Alergeny pokarmowe można podzielić
na osiem głównych grup: orzechy ziemne, produkty sojowe, skorupiaki, ryby,
mleko krowie, jajka drobiowe, orzechy drzewne, oraz wyroby pszenne, które
wszystkie razem stanowią 90% wszystkich alergii na świecie Konsekwencje
alergii pokarmowych mogą być w niektórych przypadkach poważne. W przypadku
roślin modyfikowanych genetycznie powinno wziąć się pod uwagę kilka
kwestii: 1) możliwość, że geny ze znanych alergenów mogą zostać umieszczone w roślinach uprawnych, które naturalnie nie powodują alergii; 2)
możliwość stworzenia nowego, nieznanego alergenu poprzez bądź
wstawienie nowego genu bądź zmianę aktywności już istniejącego genu; 3)
rozpatrzenie dokładności i czułości metod detekcji nowych alergenów w GMO. Międzynarodowe
Stowarzyszenie Biotechnologii Żywności IFBC (International Food
Biotechnology Council) określiło kryteria i procedury potrzebne, aby oszacować
bezpieczeństwo genetycznie modyfikowanego pokarmu. Doprowadziło to do
adaptacji rozbudowanej metody, która jest szeroko stosowana i zalecana przez
wiele jednostek regulacyjnych. Metoda ta została
rozwinięta przez specjalistów od alergii pokarmowych z Allergy and Immunology
Institute (AII) należącego do International Life Sciences Institute (ILSI) we
współpracy z IFBC. W marcu 2001 program został jeszcze raz skonsultowany z FAO (Organizację Żywności i Rolnictwa), WHO (Światową Organizację Zdrowia) i wprowadzono do niego znaczące zmiany. Dlatego też
dzisiaj, aby zatwierdzić rośliny modyfikowane genetycznie pod względem
alergenności należy uwzględnić badania: 1)
Zbadanie ogólnego podobieństwa nowego białka w porównaniu ze znanymi
alergenami. 2)
Podobieństwo w sekwencji — czy nowe białko nie jest podobne w swojej
sekwencji (kolejności aminokwasów w łańcuchu) do białek alergennych w całości,
bądź czy nie posiada specyficznych regionów, które powodują pobudzenie układu
odpornościowego. 3)
Identyczność serologiczna — czy przeciwciała IgE pobrane z uczulonych organizmów rozpoznają i wiążą się do nowego białka. Jeśli
tak, oznacza to, że białko wywoła alergię. 4)
Oszacowanie odporności na trawienie — istnieje korelacja pomiędzy
odpornością białek na wytrawianie a ich potencjałem alergennym. O ile dokładny
mechanizm podłoża alergii nie jest znany, o tyle wiadomo, że trudność ich
strawienia jest jedną z przyczyn. 5)
Badania na zwierzętach. Strategie
testowania pokarmu wciąż są udoskonalane. Skorelowane z innymi danymi, jak
pochodzenie białek, ich szczegółowa charakterystyka, czy chociażby zmiany
zachodzące podczas obróbki pokarmu, mogą pomóc w doskonalszym oszacowaniu
alergenności. Aby wykazać różnice w kształtach białek, naukowcy użyli komputerowego modelowania struktur 129
najbardziej powszechnych alergenów i sklasyfikowali je ze względu na cechy ich
powierzchni. Okazało się, że alergeny zostały zaliczone do jedynie 20 z 3849
rodzin białkowych, zaś dwie trzecie z badanych białek zawierało się w 4
rodzinach. Dzięki modelowaniu komputerowemu, naukowcy, którzy opracowują
genetycznie modyfikowane rośliny, mogą unikać wprowadzania białek, które
spowodują powstanie nowych alergii. Naukowcy planują
katalogowanie struktur odkrywanych w przyszłości alergenów. Pomoże to w zrozumieniu, w jaki sposób różne ich kształty mogą zainicjować reakcje
uczuleniowe i dlaczego np. alergie na orzeszki ziemne mogą mieć poważne
objawy, zaś spokrewniony z nimi groszek nie stanowi zagrożenia. Wspomniana wyżej
kukurydza StarLink, zawierająca bakteryjny środek owadobójczy — białko
Cry9c — stała się przyczyną kilku poważnych procesów i oskarżeń przez
osoby, które twierdziły, że przez spożycie GMO wystąpiły u nich poważne
objawy alergiczne. Ostatecznie badania wykazały, że pacjenci nie byli uczuleni
na nowe białko — nie posiadali przeciwciał rozpoznających Cry9c, a podanie
rzekomo uczulającej kukurydzy nie różniło się efektem od placebo.[3] Niezbyt wegetariański
pomidor Czy zachwiana równowaga
substancji odżywczych nie stanowi zagrożenia? Kluczowym testem jest
porównanie zmodyfikowanego gatunku z niezmienionym pod względem naturalnie
występujących składników odżywczych, toksyn i innych komponentów. Dlatego
też rośliny GM oraz ich zwykłe odpowiedniki są uprawiane w zróżnicowanych
warunkach i porównywane zostają ich główne składniki: skład białkowy, tłuszczowy,
cukrowy, zawartość błonnika, minerałów jak i również kluczowych toksyn
oraz substancji uczulających. Po uprawie porównuje się cechy fizyczne ziaren,
poszczególnych części roślin oraz stanowiska uprawy. Rośliny przeznaczone
na pasze zostają podane dla drobiu, owiec, i bydła rogatego. Rezultaty z 23
programów badawczych wykazują, że genetycznie wzbogacona kukurydza i soja
obecnie dostępne na rynku posiadają porównywalny skład, wartość odżywczą
oraz są równie łatwe do strawienia.[9]
1 2 3 4 Dalej..
« Biologia molekularna (Publikacja: 26-01-2005 Ostatnia zmiana: 14-02-2005)
Marcin Klapczyński![](/img/strony/marcinkstopka.jpg) Ukończył biologię molekularną na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu. Pracował jako Research Specialist in Health Science w Department of Anatomy and Cell Biology na University of Illinois w Chicago. Obecnie pracuje jako Associate Cell Biologist / Histologist w Abbott Laboratories (Illinois). Specjalizuje się w ekspresji białek 'od zera', hodowlach linii komórkowych, symulacji in vitro procesów zachodzących w komórkach. Jego pasją jest teoria ewolucji, w szczególności ewolucja systemów biochemicznych i pochodzenie życia we Wszechświecie. Liczba tekstów na portalu: 22 Pokaż inne teksty autora Liczba tłumaczeń: 1 Pokaż tłumaczenia autora Najnowszy tekst autora: Wykonanie statywu Dobsona, złożenie i kolimacja teleskopu | Wszelkie prawa zastrzeżone. Prawa autorskie tego tekstu należą do autora i/lub serwisu Racjonalista.pl.
Żadna część tego tekstu nie może być przedrukowywana, reprodukowana ani wykorzystywana w jakiejkolwiek formie,
bez zgody właściciela praw autorskich. Wszelkie naruszenia praw autorskich podlegają sankcjom przewidzianym w
kodeksie karnym i ustawie o prawie autorskim i prawach pokrewnych.str. 3902 |