Régebben írtam már a pókselyemről, ami túlzás nélkül állíthatjuk, hogy egy csodálatos anyag ötször erősebb az acélnál, mivel fehérjéből áll, könnyedén lebontható bármilyen biológiai rendszerben. A pókselyem ipari felhasználására már most elképesztő ötletek keringenek, egyetlen aprócska nehézség akadályozza a pókselyem-forradalmat: A pókokat nagyon nehéz tömegben tartani. Egyrészt ragadozók, tehát leginkább rovarokkal kellene őket etetni, ami eleve nagyban drágítja a póktartást másrészt nem igazán társas lények, ha összeeresztik őket, a legtöbb faj egyedei örömmel zabálják föl egymást is, így a külön-külön tartásuk gyakorlatilag gazdaságtalanná teszi a pókselyem bármilyen nagyüzemi előállítását. Eddig a pókselyem ipari felhasználása olyan elképesztően különleges területeket jelentett, mint például távcsövekben a szálkereszt elkészítése. Hogyan lehetne mégis fölhasználni ezt a rendkívül előnyös tulajdonságú anyagot?

Egy kattintás ide a folytatáshoz…. →

A metán a globális fölmelegedés szempontjából lényeges gáz, a jelenlegi felmelegedés 20% -áért a légkörbe juttatott metán felelős. Jelentős metánkibocsájtó a mezőgazdaság, ezen belül is az árasztásos rizstermesztés, az összes metánkibocsájtás 7-17% -a származik rizsföldekről. Kézenfekvő megoldás lenne a rizsföldek metánkibocsájtásának a visszaszorítása, de eddig ezen a vonalon nem sok eredményt mutatott fel a hagyományos nemesítés.

Viszont a mai cikkünk szerzői teljesen más úton indultak el. A rizs metánkibocsájtásáért nagyrészt a gyökerein élő mikróbák felelősek, a szerzők arra gondoltak, hogyha a növény energiáit átirányítnák a keményítőkészítésre, a gyökerei között élő mikróbáknak is kevesebb tápanyag marad, így kevesebb metánt termelnek majd. Már előttük leírtak egy transzkripciós faktort árpából, a SUSIBA2 -t, amelynek magas szintje az árpában a magas keményítőtartalommal párosul. No, a szerzők ezt a fehérjét kódoló gént juttatták be a rizs genomba ezzel túltermeltették a fehérjét rizsben, ezt a GM-rizst nevezték el SUSIBA2-77 -nek. Nem gatyáztak vele, el is ültették Kínában egy kísérleti telepen, egymástól ötszáz kilométernyire és megmérték a metánkibocsájtásukat. Az eredmény látható az első A ábrán, a rizs virágzása előtt csak 90% -kal csökkent a SUSIBA2-77 metántermelése a kontroll rizshez (Nipponbare) képest, a virágzás után 99,7% kal. Az első B ábrán egy autofluoreszcens kép látható, elméletileg a „Nipp” képen látható fényes pontok a kontroll rizs gyökerén élő metántermelő baktériumokat jelzik, amelyek ibolyántúli fényben világítanak, láthatóan a másik képen ezek mennyisége csökkent, ebből arra következtettek, hogy a gyökéren élő metántermelő baktériumok mennyisége csökkent a beavatkozástól. A C ábrán ugyanez a csökkenés látható, itt a talajban grammonként található, az egyes baktériumcsoportokra jellemző gének kópiaszámát tüntették föl (Mst=Methanosaetaceae; MET=metanogének; Msc=Methanosarcinaceae; MBT=Methanobacteriales; MMB=Methanomicrobiales; ARC=archea;), láthatóan csökken ezeknek a mikróbáknak a mennyisége a talajban.

Ez egy elég jó bemutatója annak, hogy mire jó a rekombináns DNS technológia: Villámgyorsan és hatékonyan nemesíthetőek vele olyan jellegek, amik más módszerekkel nehezen megközelíthetőek lennének, ha ismert valamilyen, a folyamatot szabályozó gén.

Su, J., Hu, C., Yan, X., Jin, Y., Chen, Z., Guan, Q., … & Schnürer, A. (2015). Expression of barley SUSIBA2 transcription factor yields high-starch low-methane rice. Nature

Van az úgy (nem is ritkán), hogy az evolúció által egykor favorizált jelleg és a háziasítás során az emberi preferencia nem egyezik, és ilyenkor bizony általában az utóbbi jön ki győztesen a dologból, ha másképp nem, erővel.

A szarvasmarhák esetében ez azt jelenti, hogy számos, tejért tartott fajta (pl. Holstein) egyedeit mesterségesen szabadítják meg a szarvaiktól, hogy az állatok egymásra, no meg az emberekre is kevésbé veszélyesek legyenek. A procedúra nem túl kellemes az állatoknak sem, ráadásul rengeteg időt és energiát igényel, hogy évi sok millió szarvasmarháról lefűrészeljék a szarvakat.

Pedig létezik “biológiai megoldása” is a dolognak, hiszen számos húsáért tartott fajta esetében már évekkel ezelőtt izoláltak olyan mutációkat, amelyek természetes úton is a szarvképződés elmaradását okozták. A gond csak az, hogy egy ilyen mutációt átvinni a tejelő fajtákba sok-sok éven (optimista becslések szerint is kb. 20) és sok-sok generáción át tartana, és ezeknek a “köztes” fajtáknak sem a tejük, sem a húsuk nem lenne annyira jó, mint a szülőknek (onnan is tudjuk, hogy már próbálták).

Viszont, mivel mára már a szarvatlanságot okozó ún. POLLED mutációk közül kettőt is jól ismerünk (mind a kettő az első kromoszómán egy-egy duplikációs eseményt jelent), a biotechnológia jelen állása szerint lehetővé vált, hogy az egyik ilyen változatot génszerkesztéssel bevigyék egyenesen egy jól tejelő fajta genomjába. A mutációt először egyszerű sejtvonalban hozták létre, majd klasszikus klónozással (á la Dolly, a birka) új egyedeket készítettek belőlük. Az eredmény pedig magáért beszél: olyan borjúk születtek, akik nemcsak a POLLED allélt hordozták, de fenotipikusan maguk is szarvatlanok lettek.

Egy érdekes kérdés egy, a GMO-kérdésre rácsavarodott helyről nézve mindezt, hogy ezek most akkor “természetes”, vagy “mesterséges” állatok? Teljes genomszekvenálások igazolták, hogy ezek a kisborjúk csak és kizárólag a bevitt allélban különböznek az eredeti sejtvonalat adó tehéntől, és, mint azt az előbb írtam, maga az allél egy másik fajtában természetes úton jött létre. A szimpla logika azt mondatná, hogy ezekre az állatokra semmiképpen sem húzható rá az európai GMO jelző (ti., a beavatkozás eredményeképpen “idegen” DNS-t hordoznak), de persze mikor volt ebben a kérdésben utoljára, hogy a józan ész győzött…?   

Carlson DF, Lancto CA, Zang B, Kim ES, Walton M, et al. (2016) Production of hornless dairy cattle from genome-edited cell lines. Nat Biotechnol 34(5): 479-81.