Mire jó a GMO 19. – A rák

gmorak00.jpgEzernyi különböző módon próbálták már gyógyítani az egyes daganatos megbetegedéseket, a legfurcsább ötleteket is kipróbálták már, hátha működnek. W. B. Coley már 1910 -ben felvetette, hogy a szilárd daganatok belseje oxigénhiányos, anaerob környezet, így meg lehetne próbálni obligát anaerob, azaz kizárólag oxigén hiányában szaporodó baktériumokat juttatni oda, amelyek elszaporodva elpusztítanák a daganatsejteket, ám az oxigénnel jól ellátott egészséges szöveteket nem bántanák. Sajnos az utóbbi száz évben nem vezettek eredményre ezek a próbálkozások, így ez a kezelés sokáig megmaradt őrült ötletnek.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

GMO-val az ebola ellen

tobacco_infiltration.jpg

Az egyik legelemibb kérdés, amit az aktuális ebola járvány felvet az természetesen egyszerűen az, hogy miért nincs valamilyen hatásos ellenszerünk egy ilyen veszélyes betegség ellen? Mint ahogy a témát feszegető Nature cikk jól összefoglalja a válasz (sajnos) nagyon prózai: mivel a világ szerencsétlenebbik fele volt az utóbbi években csak kitéve a járványnak, a világ szerencsésebbik felén levő nagy gyógyszergyáraknak nem volt prioritása, hogy ellenszert fejlesszenek, azon kevés kutatólaborok pedig, ahol mégis erre adták a fejüket, igazán sosem juthattak el a célvonalig, vagyis a kísérleti vakcináik betegeken való teszteléséig (ui. a helybeliek, különösen most, járvány idején, nagyon bizalmatlanok a “nyugati orvoslással” szemben, így kvázi nincsenek igazán tesztalanyok).

Mindez most változni látszik, hiszen a napokban két amerikai is elkapta a gyilkos kórt és esetükben bevetették a médiában rendre csak “titkos szérum” kódnév alatt futó ZMapp nevű kísérleti vakcinát, amely – egyelőre – úgy tűnik hatásos. A “titkos” jelző itt azonban nem valódi titokra utal, a ZMapp fejlesztője egy MappBio nevű kis cég, akik már hosszabb ideje foglalkoznak vakcinagyártással, így számos publikációjuknak köszönhetően (itt van például egy, számunkra is releváns) elég pontosan tudjuk, hogy miképp is készülhetett a ZMapp.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

GMO párbeszéd (remélem sorozat lesz…)

gm-crops-online-C-2.jpg

Felkérést kaptunk, hogy véleményezzünk egy blogbejegyzést, aminek nagyon örültem, hiszen ez talán valódi párbeszéd kezdetét jelentheti, ami a legjobban hiányzik a GMO vitából. Az “Így nevelj szuperhernyót” a Dinamó blogon jelent meg. Tulajdonképpen két jelenséggel foglalkozik, az első, hogy öt éve megjelentek a Cry3Bb1 Bacillus thuringiensis toxinra ellenálló kukoricabogarak, a második pedig egyes brazil gazdák és a Monsanto közt zajló per. Menjünk szép sorban.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A hagyományos növénytermesztés veszélyei 7. – Megtörtént a lehetetlen

epichole01.jpgKedves olvasók mint a cím is mutatja, ma megtörtént a lehetetlen. Egészen pontosan a lehetetlen régebben történt meg, én csak ma szereztem róla tudomást. Karen V. Ambrose és munkatársai füvek szimbionta gombáit vizsgálták, ezek közül is az Epicholë nevű szervezeteket. Ezek a gombák azért izgalmasak, mert amikor szimbiózisba lépnek a növényekkel, védelmet is nyújthatnak bizonyos káros hatások ellen, például megvédik a növényt a rovarkártevői ellen.

A szerzők éppen ennek a rovarok elleni védelemnek akartak kicsit utánajárni, a gombával fertőzött és nem fertőzött növények által kifejezett géneket hasonlították össze és meglepő módon azt tapasztalták, hogy a gombával fertőzött növényekben egy baktérium gén terméke is megtalálható. A fehérjekódoló gén nagyon hasonlított az eredetileg a Photorhabdus luminescens nevű baktériumban leírt mcf1 és mcf2 (makes caterpillars floppy) génekhez, ezt mutatja az első B ábra. A Ph. lumiscens férgek szimbiontája, a rovarokon élősködő féreg Ph. lumiescens baktériumokat juttat a rovarba, amelyek azonnal különböző toxinokat kezdenek termelni, amik megölik a gazdát, így a féreg és a baktérium is nyugodtan lakmározhat belőle. Éppen mivel ez a szervezet alkalmas lehet rovarirtásra, valamennyire tanulmányozták, így az mcf1 és mcf2 génjeinek a működéséről is tudunk ezt-azt, például, hogy mindkettő rovarölő toxinfehérjéket kódol. Az eddig rendelkezésünkre álló tizenhárom Epicholë genomban megtalálható ez az mcf szerű gén, ezt mutatja az első A ábra, míg a több száz ismert egyéb gomba genomból hiányzik, így valószínűsíthető, hogy egy nem túl régen történt horizontális génátviteli esemény juttatta be ennek a gombának a genomjába.

Ezek után nyilván kipróbálták, hogy toxinként működik -e a fehérje, egy E. coli baktériumba klónozták a fehérjét kódoló gént, majd egyszerűen hernyókat injekcióztak be az E. coli baktériumok szuszpenziójával. Azt tapasztalták, hogy az üres vektort hordozó baktérium nem ölte meg a hernyókat, az mcf-szerű gént kifejező baktérium viszont igen.

epichole02.jpg

Mi ebben a lehetetlen? Én évek óta hallom minden létező forrásból, hogy a természetben nem jöhet létre olyan növény, amely egy baktériumból származó toxint termelj és így védekezik a rovarkártétel ellen, ezért kell szabályozni a Bt-toxin termelő génmódosított növényeket. Viszont mint a mellékelt ábra mutatja, a természetben is akad ilyen, egy eukarióta gomba egy baktériumtól szerzett egy toxin fehérjét kódoló gént, amivel a gazdanövényét rágó rovarokat öli meg. Vajon majd átírják ezeket a törvényeket, hiszen mostantól nyilvánvaló, hogy a természetben is létrejöhet olyan növény, ami baktérium toxinfehérjékkel mérgezi le a rovarkártevőit?


Ambrose, Karen V., Albrecht M. Koppenhöfer, and Faith C. Belanger. “Horizontal Gene Transfer of a Bacterial Insect Toxin Gene into the Epichloe Fungal Symbionts of Grasses.” Scientific Reports 4 (Július 2014). doi:10.1038/srep05562.

Mire jó a GMO? 18. – Az elhízás

koverseg01.jpgA fejlett világ egyik legelterjedtebb egészségügyi gondja a túlsúly, ennek következtében az elhízás megelőzése keményen kutatott terület, mert az nyilván megvalósíthatatlan, hogy kevesebbet együnk. A kutatás egyik iránya a bélben élő mikróbák vizsgálata, ezek egyensúlya is nagyban befolyásolja a testsúly alakulását. Kézenfekvő a következtetés, ha meg tudnánk változtatni a belünkben élő szervezeteket, azzal befolyásolhatnánk a súlyunkat is.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Mire jó a GMO? 17. – A ricinusolaj

ricinus01.jpgA ricinus igazi haszonnövény, a magjaiból sajtolt olaj tartalmazza a ricinsavat, egy zsírsavat, amiből évente három-négyszázezer tonnát fogyaszt az ipar, élelmiszerekben, kenőcsökben, szappanokban, festékekben, műanyagokban találkozhatunk vele. Ráadásul a ricinus elég jól termő növény, meglehetősen sok olaj nyerhető ki belőle, a ricinusolaj pedig keresett termék a világpiacon, elég magas az ára is. Ha ilyen csodálatos növény, miért nem termelik többen? Két aprócska gond van vele, egyrészt a ricinus egy ricin nevű, fehérjetermészetű mérget termel, amit belélegezve a halálos adagja (LD50) 22 mikrogramm testsúlykilogrammonként, ami annyit jelent, hogy egy felnőtt embert két milligramm is megölhet, illetve e mellett különböző allergéneket termel, amik idegrendszeri károsodásokat okozhatnak. (Szájon át fogyasztva a ricin kevésbé mérgező, úgy már testsúlykilogrammonként egy milligramm az LD50 értéke. ) Ennek következtében az olaj sajtolása után maradó pogácsák is halálosan mérgezőek, így veszélyes hulladékként kell őket kezelni, nem etethetőek fel állatokkal, mint a többi olajnövényünké. Mivel ricinustermelést leginkább szegény országokban folytatnak, Indiában, Brazíliában, Kínában, ezeken a helyeken kézzel szüretelik a termést, bizony komoly egészségkárosodások is előfordulnak a munkások közt.

Ellenben ezekre a gondokra viszonylag egyszerű megoldások is rendelkezésre állnak. Francia kutatók a torkánál ragadták meg a kérdést: Miért kell nekünk az erősen mérgező és durva allergén ricinusnövényt termeszteni, ha igazából csak egyetlen zsírsav kell belőle? Fogtak egy Yarrowia lipolytica nevű élesztőt, ami eleve nagy mennyiségű zsírsavat termel, csak éppen nem ricinsavat. Fogták és a ricinsavat előállító enzimeket a gomba genomjába juttatták. Mint az első ábrán látható, elképesztő mennyiségű különböző transzgént próbáltak ki a szerzők, mire sikerrel jártak, nem kicsinyeskedtek: A ricinus mellett az egyetlen ismert ricinsavforrás a Claviceps purpurea nevű gomba, magyar nevén anyarozs, így a biztonság kedvéért a gombából származó oleát hidroxiláz enzimeket is kipróbálták, hátha jobban működnek. Nem megleő módon végül a gomba enzimek működtek jobban. Mindezek mellett a Y. lipolytica genomjából eltávolítottak egy csomó gént, amelyek olyan fehérjéket kódoltak, amelyek a zsírsavak lebontásában vesznek részt, így növelték meg a gomba kitermelését. A végén sikerült elérniük, hogy a gombájuk által termelt zsírsavak 43% -át tegye ki a ricinsav.

A ricinsav fontos ipari nyersanyag, ellenben a két ismert forrása közül egyik problémásabb, mint a másik. Ellenben a ricinsavat előállító enzimeket kódoló gének könnyen más, egyszerűbben kezelhető élőlényekbe juttathatók, így a nehézségek megkerülhetők. Mármint ha engedélyezzük génmódosított élőlények felhasználását.


Beopoulos, A., Verbeke, J., Bordes, F., Guicherd, M., Bressy, M., Marty, A., & Nicaud, J. M. (2014). Metabolic engineering for ricinoleic acid production in the oleaginous yeast Yarrowia lipolytica. Applied microbiology and biotechnology, 98(1), 251-262.

A GM-termények környezeti hatásai

gmokornyezt01.jpgTermészetes, hogy környezetvédelmi kérdések is felmerülnek, ha génmódosításra terelődik a szó, de kérdés, hogy valójában milyen hatást gyakorolnak a célszervezeteken kívüli élőlényekre? Nyilván a legegyszerűbb ezt megmérni, erre is akad jó pár cikk, ma egy viszonylag frissebbel kezdeném, érdekessége, hogy nagyrészt magyar kutatók munkája, a kísérleteket is Budapest mellett végezték.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Mire jó a GMO 16. – A burgonyavész

krumpli01.jpgA gazdaszervezetek és az élősködőik folyamatos evolúciós versenyben állnak. Az élősködő egyre hatékonyabban fertőzi a gazdát, a gazda pedig egyre hatékonyabban pusztítja az élősködőjét. Ebben a versenyben nyilván különböző egyensúlyi állapotok állhatnak be, ha éppen a gazdában alakul ki egy új, hatékony védőrendszer, akkor egészen addig mentes maradhat az élősködőjétől, amíg az valahogyan nem hatástalanítja a védelmét. Ha ez sikerül, egy darabig megint az élősködő kerül előnybe, majd újrakezdődik a körforgás. Ilyen rendszer például a krumpli és a Phytophora infestans nevű élősködője, a P. infestans különböző effektormolekulákat termel, amelyekkel a krumpli immunválaszát gátolja, a gazda genom pedig különböző R géneket tartalmaz, amelyek termékei felismerik az élősködő által termelt molekulákat, így adnak ellene immunválaszt. Ez a verseny elég régóta tart már, amikor megszekvenálták egy krumplitörzs és az élősködőjének a genomját, négyszázharmincnyolc R gént találtak a krumpliban és ötszázhatvanhárom effektormolekulát kódoló gént a P. infestansban.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Természetes genom transzfer

grafting.jpgKevés dolgon rugózunk talán annyit, mint a zöld mozgalmak azon furcsa fixációján, hogy csak mert nem tudjuk, hogy a hagyományosan létrehozott növény-fajtákban milyen genetikai változások zajlottak le, egy genetikailag módosított (GM) növényben pedig jobbára igen, az utóbbi valamiért inherensen veszélyes lesz.

Az álláspont abszurditása az évek során egyre jobban látható lett, főleg, amint újabb és újabb dolgokat megtudunk a kedvelt kerti növényeink háziasítása során bekövetkezett genetikai változásokról és egyre inkább kiderül, hogy ezek maguk is sokszor transzpozon szekvenciák beillesztődése során keletkeztek, vagy akár különböző fajok közötti (ún. horizontális) géntranszferek eredményeképpen.

Utóbbi egyik jó példája, mint arról két éve írtam, az oltványozás, amit hosszú, hosszú ideje a világ számos táján gyakorolnak a kertekben – gyakran üzletileg különösen sikeres formában is – és a természetben is számos esetben előfordul két, különböző fajhoz tartozó, de egymáshoz közel növekvő növény “összenövése”, de mint az egyre nyilvánvalóbbá válik, a folyamat eredménye több puszta táplálékáramlásnál, a két növényi komponens között bizony genetikai anyag is cserélődik.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Mire jó a GMO? 15 – Olaj fotoszintetizáló baktériumokból

biodiezel.jpgA bioüzemanyaggyártás legnagyobb hátránya nyilván az, hogy alapvetően olyan nyersanyagokból dolgozik, amelyket mi emberek meg is tudnánk enni, vagy legalább néhány malacot felhizlalnánk rajta, így a bioüzemanyag gyártás az élelmiszerellátással verseng. Meg lehet oldani a dolgot zsírsavakat termelő algákkal is, ám ez esetben elég nehéz hozzájutni a végtermékhez, mivel először be kell darálni a szárított algát, így az így nyert biodízel olaj költségének 70-80% -át viszi el a feltárás. Ugyan ismertek olyan rendszerek, ahol E. coli baktériumokkal termeltettek szabad zsírsavakat, de azok növekedéséhez meg ugye cukor szükséges, ugyanaz a gond velük, mint a bioetanollal. A mai cikk szerzői Xinyao Liu és munkatársai úgy érzik, átvágták a gordiuszi csomót: Génmódosított kékmoszatokkal termeltettek szabad zsírsavakat.

Az alapötlet onnan jött, hogy a Cyanobacteriumok ugyan sok zsírsavat termelnek, ám ezeket nem juttatják a környezetükbe, így alapesetben ezekből sem lehetne gazdaságosabban kivonni, mint a már használt rendszerekből. Viszont a már korábban leírt E. coli rendszerek mintájára rávehetőek, hogy zsírsavakat juttassanak a környezetükbe, amelyeknek az előállításához szükséges energiát napfényből nyerjék, a szükséges szenet pedig a légkörben található szén-dioxidból. Az elkészült törzset viccesen Sun Devilnek, vagyis Napördögnek keresztelték, az első ábrán ennek az elkészülte látható. Az biztos hogy dolgoztak vele, mert jó pár helyen módosítani kellett a törz genomját, mire összeállt az olajtermelő kékalga. A törzs által termelt biomassza 13% -át teszik ki a szabad zsírsavak, ezek láthatóak fehér habként a második ábra bal oldalán és kis gömböcskékként a jobb oldali mikroszkópos képen. Ezek kitermelésben annyit jelentenek, hogy a legjobb termelő törzsük literenként kétszáz milligramm szabad zsírsavat termelt. Ez az érték nyilván elég alacsony, a cikk nem is tartalmaz számításokat, ami alapján meg lehetne becsülni, mégis mennyibe kerül egy adag ilyen olaj, nyilván a megoldás a lényeg benne, hogy génmódosított élőlények egészen újszerű termékek előállítására is képesek, ezzel megkerülhetőek egész iparágakat béklyózó biológiai szükségszerűségek is.

biodiezel02.jpg

 

Liu, X., Sheng, J., & Curtiss III, R. (2011). Fatty acid production in genetically modified cyanobacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(17), 6899-6904.