A 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.
Természetes, 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.
A 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.
A 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.
Általában ha rekombináns fehérjetermelésről esik szó, mindenki baktériumokban, élesztőkben, sejtvonalakban gondolkodik, de ezeknél sokkal kevésbé ismert rendszerek is léteznek, a saját előnyeikkel. Az alapprobléma mindenütt ugyanaz, egy csomó gyógyszerként vagy ipari adalékként használható fehérjét ismerünk, azonban ezek megtermeltetése általában elég drága. A ma ismertetett rendszer ezen próbálna segíteni, egy rovar alapú expressziós rendszerrel.
A különböző influenzavírusokról mindenki hallott már, néhány évente tömeges pánikot okoz egy-egy újabb törzs, ami éppen gazdaszervezetek között mozog. Ritkábban szoktuk hozzátenni, hogy egy keményebb járvány a haszonállatokat is megritkíthatja, viszonylag nagy gazdasági károkat okozva. Nyilván a haszonállatok, csirkék, kacsák, vagy akár malacok immunizálása nem költséghatékony, mert az influenzavírusok változékonysága miatt eddig senkinek sem sikerült általános influenza elleni védőoltást készítenie. Viszont ahogy John Lyall és munkatársainak mai cikke is mutatja, nem csak oltással előzhető meg az influenzafertőzés, hanem bizony influenzának ellenálló génmódosított jószágokat is készíthetünk, akik onnantól ingyen védettek a fertőzéstől.
Az omega-3 hosszú láncú, többszörösen telítetlen zsírsavak az utóbbi időben jöttek divatba, a legtöbb helyen az örök élet zálogaként tekintenek rájuk, ennek következtében a kereslet is hirtelen megugrott irántuk. Viszont tengeri halakból vonják ki őket, így a halászat és a vízikultúra óriási terhet ró a környezetre. Nyilván sokkal egyszerűbb lenne, ha más forrásból is nyerhetnénk omega-3 zsírsavakat, nem kéne hozzá túlhalászni az utolsó néhány még meglévő tengeri élőhelyet. Nyilván az új forrásnak fenntarthatónak és bővíthetőnek kellene lennie, különben semmivel sem leszünk előrébb vele. Noemi Ruiz-Lopez és munkatársai úgy gondolják, hogy ők találtak egy ilyen alternatív forrást: A sárgarepce magvas gomborka (Camelina sativa) genomba juttatták az omega-3 zsírsavak szintéziséhez szükséges enzimeket, így a növény termeli meg a szükséges zsírsavakat.
Hogy kicsit elkalandozzunk a MucoRice -tól, nézzük meg, mire lehet még használni a génsebészetet! Mei Guo és munkatársai elég fatengelyes módon indultak neki a kutatásnak, egyszerűen fogtak egy gént, az argos -t, amely lúdfűben a szervek méretének kialakítását szabályozza, majd hasonló géneket kerestek a kukorica genomban. Nem meglepő módon találtak, ezeket ZAR1-8 -nak nevezték el, mint Zea mays Argos. Ezek mind apró fehérjéket kódolnak, 64-156 aminosav hosszúságúak. Szóval a szerzők fogták a ZAR1 fehérjét és túltermeltették kukoricában egy folyamatosan aktív ubiquitin promóterrel.
A védőoltások léte az orvostudomány egyik legnagyobb eredménye. A kérdés az, hogy lehetne -e még javítani rajtuk valamit? Az első és kézenfekvő megoldás, hogy bár a jelenlegi védőoltásokat injekcióstűvel adják be, ezzel az egész szervezetre kiterjedő hatékony ellenanyagválaszt váltanak ki, de meg lehet -e oldani injekció nélkül? Az orális védőoltásokat, mint a nyelvük is mutatja, szájon át adják és hatékony immunválaszt váltanak ki a nyálkahártyákon. A védőoltások másik hátránya, hogy általában hűtve kell őket tárolni, ami sok harmadik világbeli országban nehezen megoldható, nyilván ezek lényegesen olcsóbbak lennének, ha nem kellene őket hűteni.