Rośliny modyfikowane genetycznie – metody modyfikacji, wykorzystanie lecznicze

Jednym z dobrze już nam znanych biotechnologicznych osiągnięć są GMO (Genetically Modified Organism), organizmy o kompozycji genów, która nie istnieje w naturze. Określenie to dotyczy zarówno gatunków świata roślin jak i zwierząt, które w związku z możliwością stosowania technik inżynierii genetycznej wzajemnie się przenikają.

Dlaczego nauka „pokusiła się” o poprawianie natury? Jakie dotychczas wynikają z tego konsekwencje? I czy rzeczywiście, jak twierdzą sceptycy, musimy żywić obawę przed zetknięciem się z organizmami transgenicznymi?

Transgeniczny = nienaturalny?

Aby powstać mogła roślina o innej niż jej przypisana strukturze genów, potrzebne jest przeszczepienie, dodanie do jej DNA (łańcucha genów, który posiada każdy żywy organizm) fragmentu z innego organizmu. „Dawcą” może stać się inna roślina, zwierzę, ryba, dzięki czemu można zmienić daną cechę lub zespół cech właściwych modyfikowanemu gatunkowi.

Istnieje kilka sposobów, aby to osiągnąć. Jednym z nich jest użycie swoistego środka transportu – wektora, dzięki któremu wybrane geny zostaną przeniesione do DNA modyfikowanej rośliny. Najczęściej wykorzystywanym wektorem jest bakteria glebowa o nazwie Agrobacterium tumefaciens, która powoduje powstawanie narośli, tzw. guzowatość łodyg i korzeni. Po usunięciu plazmidu Ti za to odpowiedzialnego, otrzymujemy zmienioną genetycznie komórkę; z niej regeneruje się następnie cała roślina, zdolna do rozmnażania. Jest to właśnie organizm zmodyfikowany genetycznie.

Metoda wektorowa nie jest przydatna w przypadku roślin jednoliściennych, np. zbóż. Zamiast niej stosuje się bezpośrednie wprowadzanie fragmentów DNA do komórek rośliny. Zwane jest to mikrobombardowaniem, inaczej metodą biobalistyczną, której popularność związana jest z możliwością przenoszenia każdego rodzaju tkanek.

Zmodyfikowane rośliny są obdarzone innym układem genów; nadal jednak pozostają żywymi organizmami o nieco zmienionych cechach...

Doskonałe okazy

Pierwszą zmodyfikowaną genetycznie rośliną, która została wprowadzona do sprzedaży w Stanach Zjednoczonych Ameryki w 1994 roku był pomidor o nazwie Flavr Savr, wyprodukowany przez firmę Calgene z Kalifornii. Odmiana ta charakteryzowała się dłuższą trwałością przechowywania, co wynikało z uzyskania spowolnienia procesu mięknięcia (zmniejszono aktywność enzymu odpowiedzialnego za trawienie pektyny w skórce). Oznaczało to, że pomidory zachowają większą wytrzymałość podczas transportu, a czas ich składowania może wydłużyć się nawet o ok. 14 dni. Wynikające z tego korzyści były nieporównywalne zarówno dla sprzedawcy, jak i konsumenta, dla którego świeża i jędrna skórka warzywa oznaczała dobrą jakość, co z kolei zachęcało klienta do kupna.

Wymienione wyżej cechy to niewątpliwe zalety transgenicznych warzyw i owoców. Jeśli dodamy do nich: zwiększoną odporność na warunki klimatyczne i glebowe (suszę, wilgotność, ubogą w zasoby mineralne ziemię), możliwość wyhodowania odmian odpornych na szkodniki (dzięki wytwarzaniu insektycydów – środków przeciw owadom), herbicydy (środki do zwalczania chwastów), przy jednoczesnym zachowaniu tego samego smaku, kolorytu i wyglądu, otrzymamy doskonałe pod każdym względem okazy.

Uzyskiwanie podobnych cech w roślinach, dzięki modyfikowaniu ich genów, może być korzystne również dla ochrony środowiska. Dzięki odmianom wytwarzającym białko Bt (szkodliwe dla niektórych owadów, lecz niezawierające substancji trujących dla ssaków), zmniejszone zostać może zużycie sztucznych nawozów i chemikaliów, a co za tym idzie, obniżenie kosztów produkcji.

Transgeniczna kukurydza

Wśród roślin modyfikowanych genetycznie występuje kukurydza, która posiada geny uodparniające na szkodniki, odmiana o zwiększonej zawartości tłuszczów, jak również gatunki, które mogą być wykorzystane do wytwarzania leków (dzięki produkowanym przez nie związkom chemicznym).

Można spotkać odmiany ziemniaków również odporne na herbicydy, a także niezawierające amylozy – przez co proces ich technologicznego przerobu jest znacznie łatwiejszy. Istnieją też gatunki o zwiększonych wartościach odżywczych, odporne na infekcje i choroby.

Jeśli chodzi o buraki cukrowe, występują odmiany, które można dłużej przechowywać (przed przetworzeniem), bez ryzyka utraty zawartości cukru.

Transgeniczna soja posiada geny wzbogacające jej wartość odżywczą; truskawki odporne są na żerowanie owadów, dodatkowo wydzielają odstraszający je zapach. Wyhodowano też odmiany ogórków o słodkim miąższu.

Podobne cechy roślin modyfikowanych genetycznie pozwalają na wysnucie wniosku, że żywność z nich wyprodukowana będzie pożywniejsza, o lepszych walorach smakowych i odżywczych. Poprzez spowolnienie dojrzewania, warzywa uzyskają większą trwałość, a ograniczenie środków chemicznych przy ich hodowaniu wpływa korzystnie nie tylko na środowisko, ale też na zdrowie konsumentów.

Uważa się też, że wraz z rozwojem modyfikacji genetycznej żywności polepszy się sytuacja żywieniowa na świecie.

Lecznicze wykorzystanie GMO

W wielu laboratoriach podejmowane są próby uzyskania z transgenicznych roślin szczepionek antybakteryjnych i wirusowych, ze względu na produkowane przez nie wysokowartościowe białka. Od lat naukowcy starają się wytwarzać w tych roślinach ludzką albuminę krwi, interferon, enkefaliny i hemoglobinę. Uważa się, że roślinne GMO są wyjątkowo bezpieczne, ponieważ nie zawierają patogenów ryzykownych dla zdrowia ludzi i zwierząt.

Ponadto można wykorzystać jadalne części roślin jako szczepionki, ale wymaga to jeszcze wielu doświadczeń.

W Polsce naukowcom udało się stworzyć m.in. transgeniczną sałatę, która ma w przyszłości zastąpić szczepionkę przeciw żółtaczce typu B i gatunek marchwi przeciwdziałający wrzodom żołądka.

Zaletą produkcji leków z wykorzystaniem roślin transgenicznych jest jej stosunkowo niski koszt, ponieważ do rozwoju potrzebne są tylko właściwe warunki klimatyczne i glebowe.

Negatywne opinie

Stosowanie inżynierii genetycznej w celu modyfikowania genomu roślin ma zalety i wady, zwolenników i przeciwników. Niewątpliwym sukcesem jest możliwość uzyskiwania tą drogą nowych odmian, „ulepszanie” słabych stron modyfikowanych organizmów roślinnych, a także możliwość wykorzystania ich w medycynie.

Z drugiej strony wciąż natrafiamy na opinie, że proces przemian genetycznych i ingerowanie w budowę organizmów roślinnych może wymknąć się człowiekowi spod kontroli, zaburzyć równowagę biologiczną w ekosystemie i spowodować tym samym nieodwracalne zmiany.

Do tej pory doświadczenia z roślinami i żywnością modyfikowaną genetycznie wykazały, że nie wszystkie podjęte próby kończyły się pozytywnie. Przykładem może być przeniesienie się transgenicznych nasion hodowanej kukurydzy na sąsiednie pole, zasiane tradycyjnym ziarnem. Świadczy to o niekontrolowanym rozprzestrzenianiu się modyfikowanych odmian. Spotkano się też z faktem, że w Szwajcarii w rejonie upraw odmian uodpornionych na insekty doszło do zmniejszenia populacji pożytecznych owadów, które z kolei zwalczały mszyce.

Jak mądrze wykorzystać dotychczasowe osiągnięcia inżynierii genetycznej w stosunku do roślin i nauczyć się nimi posługiwać? Niewątpliwie potrzebne jest do tego duże doświadczenie i czas na przemyślenie podejmowanych decyzji.

Katarzyna Kontusz