Mik azok a GMOk? – Kezdőknek

A génmódosítás egy olyan kérdés, ami körül azonnal magasra csapnak az indulatok és az a terület, ahol az európai közvéleményben teljesen elfogadott egy mélyen tudományellenes álláspont. Sajnos ez világjelenség, 2015 -ben a Pew intézet felmérése szerint az USA lakosságának 37% -a szerint biztonságos a GMO -k fogyasztása, míg az AAAS, egy amerikai tudományos szervezet kutató ugyanerre a kérdésre 88% -ban válaszoltak igennel, vagyis a két csoport között 51 százalékpontnyi különbséget mértek. Egyetlen más kérdésben sem találtak nagyobb eltérést, az USÁ -ban hagyományosan ütközőzónának számító „Az emberek hosszú idő alatt alakultak -e ki az evolúció során?” kérdésre csak 33 százalékpont a különbség a két csoport között (népesség: 65%, AAAS
tagok: 98%), az „Emberek okozzák -e a globális felmelegedést?” kérdésre is 37 százalékpont különbség adódott (népesség: 50%, AAAS tagok: 87%). A „Szükségesek -e a védőoltások?” kérdésben gyakorlatilag egyetért a két csoport (népesség: 68%, AAAS tagok: 86%), a tizennyolc százaléknyi különbség sehol sincs például a GMO -k ügyében tapasztalható eltéréstől. Nem kevesebbre tennék kísérletet, mint hogy körüljárjam ezt a kérdést és megpróbáljam megfejteni, hogyan alakulhatott ki ez a szembeötlő különbség? Ennek során természetesen a tudományos tényekből kell kiindulnunk, de a dolog mesze túlmutat ezeken. Ha a tények számítanának, GMO
vita egyáltalán nem létezne, ebben a kérdésben súlyosan összefonódnak a legkülönbözőbb politikai, ideológiai, üzleti érdekek, nyakonöntve mindenféle emberi érzelmekkel, ezért a megoldás sem lehet pusztán a tények ismertetése.

Kezdetnek vizsgáljunk meg egy egyszerűnek tűnő kérdést, amire azt hisszük, hogy tudjuk a választ: Mik azok a GMO -k? Miben különböznek a nem-GMO -któl? Mit takar a „genetikailag módosított szervezet” kifejezés? Szerencsére akad erre törvényi szabályozás is, nincs semmi más dolgunk sem, elég ha elolvassuk az Európai Parlament és a Tanács 2001/18/EK irányelvét: „ “GMO” olyan szervezet, az ember kivételével, amelyben a genetikai anyagot olyan módon változtatták meg, amely nem fordulna elő a természetben párosodás, illetve természetes
rekombináció útján.”
A meghatározás része még néhány kivétel is az IA mellékletben, azaz nem számít génmódosításnak:
„1. in vitro megtermékenyítés,
2. természetes folyamatok, mint például: konjugáció, transzdukció, transzformáció,
3. poliploid indukció.”
Illetve az IB melléklet is tartalmaz két kivételt:
„1. mutagenezis,
2. növényi sejtfúzió (beleértve a protoplaszt-fúziót) olyan szervezetek esetében, amelyek genetikai
anyaga hagyományos termesztési módszerekkel is kicserélhető.”
Oké, mit jelentenek ezek a fogalmak? Mi az a mutagenezis? A transzdukció? Vagy a poliploid
indukció?

Kezdjük az elejéről! Az élőlények örökítőanyaga általában DNS. Maga a DNS egy egészen szokatlan vegyület, két részből áll, egy cukorgerincből és a hozzá kapcsolódó bázisokból. A cukorgerinc egyetlen, szédítően hosszú lánc, amit egyforma alegységek alkotnak, mint ilyen, információtárolásra nem alkalmas. Viszont minden egyes cukoralegységhez kapcsolódik egy bázis, amely négyféle lehet, Adenin (A), Citozin (C), Gunain (G), vagy Timin (T). Ezeknek a bázisoknak a sorrendje maga a genetikai információ, az örökítőanyagunk egyszerűen ezeknek a bázisoknak az egymásutánisága. Ahogy egy könyv is gyakorlatilag csak néhány tucat betűből áll, az értelmét a
betűk egymás utáni sorrendje adja meg, az Egri csillagok könyv ugyanazokból a betűkből áll, mint a mikród használati utasítása, mégis egészen más a tartalma. Egy DNS lánc gyakorlatilag bármilyen hosszú lehet, az emberi első kromoszóma például kétszáznegyvenkilencmillió bázisból áll, ennyi A, T, G, C egymás utánisága adja meg az általa kódolt genetikai információt. Egy E. coli baktérium örökítőanyaga ennél jóval kisebb méretű, egyetlen egy darab négy és fél millió bázispárat tartalmazó körkörös DNS lánc. A genom azon szakaszait, amikről úgy gondoljuk, hogy valamilyen működést végeznek, nevezzük géneknek, tehát egy gén nem más, mint egy megfelelő bázissorrendű szakasz egy DNS láncon, semmi sem különbözteti meg a genom többi részétől, csak az, hogy ez a
szakasz csinál is valamit. Többnyire egy élőlény minden egyes sejtje tartalmazza a teljes örökítőanyagát. Azonban ez az örökítőanyag időnként megváltozik. Minden ilyen változást összefoglaló néven mutációnak hívunk. A mutáció egyszerűen az örökítőanyagként szolgáló DNS bázissorrendjének változása. Mutációk viszont folyamatosan történnek, minden egyes sejtosztódáskor a sejt újra és újra lemásolja a DNS -ét. Viszont nyilván nem tökéletes a másolórendszer, időnként hibát vét minden külső behatás nélkül is. A mutációk kikerülhetetlenek, a fajok genomja folyamatosan változik akkor is, ha minden külső behatástól elzárjuk őket. Viszont egy csomó külső hatást ismerünk, ami növeli a mutációk gyakoriságát: A cigarettafüst például ilyen, a Röntgensugárzás, jó pár vegyület (például az etil-metánszulfonát vagy a kolhicin). Ha sok mutációt szeretnénk létrehozni, bármelyikkel megkezelhetünk például egy marék magot, aztán elültetve őket válogathatunk a kikelő mutánsok közül. Különböző hatások különböző mutációkat hoznak létre, például az etil-metánszulfonát pontmutációkat okoz, vagyis általában egyetlen bázis módosul a hatására. A Röntgensugárzás kromoszómatöréseket okoz, amikor hatalmas méretű DNS szakaszok törnek le és forrnak össze véletlenszerűen. A kolhicin hatására egész kromoszómák többszöröződnek meg. Ami a közös ezekben a módszerekben: Nem irányíthatóak, vagyis véletlenszerű helyeken hoznak léte véletlen számú mutációt. Ezt nevezik mutagenezisnek, amikor a reménybeli nemesítő véletlenszerűen változtatja meg az élőlény örökítőanyagának a bázissorrendjét. Milyen örökítőanyag jöhet így létre? Bármilyen. Semmi sem korlátozza a mutációkat, bármilyen DNS láncot létrehozhatnak. Mutatok egy példát is rá: Még a negyvenes években, találtak egy
kukoricaegyedet az USÁban, amelyik nem hozott virágport. Mivel a tulajdonság hirtelen jelent meg, a törzs többi tagja nem mutatta, nyilván egy új mutáció eredményeként jött létre, ezt cms-T -nek nevezték el. Mivel a véletlen mutációkkal létrejött növényekre semmilyen szabályozás sem vonatkozik a mai napig sem, azonnal termeszthetőek, embereknek föltálalhatóak, el is kezdték használni, 1968 -ra már az USÁ -ban vetett kukorica kilenctizede hordozta ezt a mutációt. Évtizedekkel később kutatták ki (Dewey és mtsai., 1987), hogy ez az új jelleg mutációk sorozata
nyomán jött létre, amik egy teljesen új fehérjekódoló gént hoztak létre. Vagyis a mutációt hordozó kukoricák egy vadonatúj fehérjét termeltek, ami azelőtt nem létezett. Soha senki sem fogyasztotta, nem találkozott vele, mert előtte ezt a fehérjét egyetlen kukorica sem termelte. Szaklapokban először 1952 -ben közölték le ezt a mutációt, röpke tizenhat év elteltével gyakorlatilag minden amerikai kukorica már termelte az új fehérjét. Tehát az nem számít GMO -nak, ha egy élőlényben egy vadonatúj gén jelenik meg, ami egy sosemlátott fehérjét termel.

Mi az a poliploid indukció? Grigorij Karpecsenkó a húszas években retket és káposztát keresztezett egymással. Utódaik ugyan kikeltek, de terméketlennek bizonyultak, nyilván ez két külön faj, a vadonban nem keverednek egymással. Viszont talált egyetlen növénykét, aminek egyetlen hajtása magokat hozott, ezeket elültetve életképes, termékeny növényekhez jutott, amik egymás között korlátlanul szaporodtak, mindkét szülő jellegzetességeit hordozták, de sem a retekkel, sem a káposztával nem hoztak létre termékeny utódokat. Mi történt itt? Hogyan ugrotta át Karpecsenkó növénykéje a fajhatárokat? Általában a többsejtűek minden kromoszómából kettő darabbal rendelkeznek, az egyiket az egyik szülőjüktől örökölték, a másikat a másiktól, vagyis minden génjükből két példányt tartalmaz minden egyes sejtmagjuk. Az ivarsejtekbe minden kromoszómapárból csak az egyik kerül. Ha két különböző faj egyedeit keresztezzük, az utódok életképtelenségének az oka gyakran az, hogy az egyes szülőktől különböző kromoszómákat örökölnek, amik ivarsejtképzéskor gondokat okoznak. Karpecsenkó növénykéi ezért bizonyultak terméketlennek, az apai káposzta és az anyai retek kromoszómák (és fordítva ugyanúgy) annyira különböztek egymástól, hogy már zavarták az ivarsejtképzést. A termékeny növénykéjében viszont egy sajátos mutáció történt, ebben egy sejtosztódáskor megkettőződött minden kromoszóma. Vagyis a terméketlen növénykék kilenc retek és kilenc káposzta kromoszómájával szemben a termékeny növény minden sejtje tizennyolc káposzta és tizennyolc retek kromoszómát tartalmazott, így már működött az ivarsejtképzés, az eredetileg retek kromoszómák kilenc párt alkottak egymással és akáposzta kromoszómák is kilenc párt alkottak egymás között, így nem kellett különböző kromoszómáknak párba kerülniük számfelező sejtosztódáskor. Viszont gondoljunk csak bele, mi történt itt! Ha mondjuk a retek genomot vesszük kiindulási pontnak, a retek genomba bejutott egy teljesen új genomra való örökítőanyag egy másik fajból, sok milliárd bázisnyi DNS lánccal gazdagodott a genom, több tízezer vadonatúj gén került bele. Na de mivel kivételként nevesítik, így jogilag ez nem számít GMO -nak!

Az utolsó csoportból a transzformáció a legegyszerűbb: Egy élő sejt ritkán ugyan, de a környezetéből örökítőanyagot vehet föl minden külső segítség nélkül, ami beépülhet a genomjába. Ennyire egyszerű. Két példát mutatnék csak rá: Amikor közreadták a kankót okozó baktérium számos törzsének a teljes genomszekvenciáját, meglepő dologra figyeltek fel benne (Anderson és Seifert 2011). Egy emberi eredetű DNS szakaszt találtak a genomjában, ezt nyilván az emberekkel való szoros együttélés során szedte össze valahogyan és épült a genomjába. Mivel csak kevés törzs tartalmazta ezt az emberi eredetű DNS szakaszt, feltételezhetően egy viszonylag friss esemény eredményezte. A második példa talán megdöbbentőnek tűnik majd, de hát ugye a vadonban sok minden előfordul. A kutatók (Ambrose és mtsai. 2014) egy elsőre meglepő tulajdonságokat mutató
gombát vizsgáltak. Ez a gomba füvekkel él szimbiózisban, vagyis a növény szövetei között élnek a gombasejtek, ám cserébe megvédik a növényt a rovarkártevőktől. A 2014 -es cikk meglepő felfedezésének éppen az számított, hogy a gomba egyik fegyvere a rovarok ellen egy toxinfehérje, amit egy olyan gén kódol, ami egy baktérium genomjából került a gomba genomba (egy gomba rendszertanilag éppen olyan távol áll egy baktériumtól, mint egy növény, vagy egy ember). Vagyis a növénnyel együtt élő gomba megtermeli a baktérium eredetű toxinfehérjét, ami sem a gombát, sem a növényt nem károsítja, azonban, ha egy rovar belerág a növénybe, őt megmérgezi. Ismerős ez a rendszer valahonnan? Vagyis gondoljunk csak bele, emberi gének kerülhetnek egy baktérium genomjába, vagy éppen baktérium toxin gének egy gomba genomjába, ezek mégsem számítanak GMO -nak!

De akkor mi is az ami tilos? Mit szabályozunk ilyen elképesztő szigorral az EU -ban?
„1. DNS rekombinációs technikák, amelyek magukban foglalják a genetikai anyag új kombinációinak létrehozását olyan nukleinsav molekulák beépítésével vírusba, bakteriális plazmidba vagy egyéb hordozóba, amelyeket bármilyen módon egy szervezeten kívül hoztak létre, és azok beépítését egy gazdaszervezetbe, amelyben azok természetes körülmények között nem fordulnak elő, de amelyekben azok képesek a folyamatos reprodukcióra;
2. Olyan eljárások, amelyekkel a mikroorganizmuson kívül előállított örökítőanyagot juttatják a mikroorganizmusba, ideértve a mikroinjektálást, makroinjektálást és mikroenkapszulációt;
3. sejtfúziós (beleértve a protoplaszt fúziót) és hibridizációs eljárások, amelyekkel két vagy több sejt fúziója által, természetes körülmények közt elő nem forduló módszereket alkalmazva, örökölhető génállomány új kombinációjával rendelkező élő sejtet hoznak létre.”

A meghatározás első pontja adja meg a választ a kínzó kérdésünkre: Génmódosításnak az számít, ha olyan DNS -t juttatunk egy genomba, aminek a bázissorrendjét bármilyen módon megváltoztattunk miután kivettük az eredeti gazdaszervezetből. A második pontot az IA melléklet kettes pontjával érdemes összevetni, ahol ugye eleve kivonta a GMO -k hatálya alól, ha külön segítség nélkül jut be a DNS a sejtbe, az itteni kettes pont csak azt tiltja, hogy a DNS bejutását valamilyen módon segítsük, ha magától jut be, az már rögtön „természetes”, attól nem is lesz GMO egy szervezet. Gondoljunk csak bele! Attól, hogy egy élőlény genomjában vadonatúj fehérjekódoló gének alakulnak ki, a saját genom akármilyen átrendeződésével, még nem lesz belőle GMO. Bármilyen nagymértékű változás zajlik is le a genomban, bármilyen új DNS szakasz alakul is ki, az mind-mind a kivételek közé tartozik, teljesen szabadon termeszthető, embereknek feltálalható. Ugyanígy nem zavar senkit sem, ha sok tízezer ismeretlen gént tömködünk egy genomba egy teljesen más faj genomjából, de még az sem, ha teszem azt emberi gének kerülnek egy baktérium genomba, vagy éppen baktérium toxin gének jutnak át egy gomba genomjába. Tehát miben különbözik a
génmódosítás a „természetes” folyamatoktól? A nem-GM élőlények genomjába is találni egészen távoli rokon fajok genomjából beépült DNS szakaszokat. A válasz egyszerű: Abban, hogy génmódosításnak az számít, ha a beépült DNS -t előtte szabták-varrták, vagyis ha a nemesítő magais bázispár pontosságra tudja, milyen DNS láncot juttatott be a genomba. Ha úgy tetszik, ha egy adott gént szeretnénk bejuttatni egy genomba, ha kiválasztjuk azt az egy gént, levágjuk mellőle a fölösleget, csak a lehető legrövidebb DNS szakaszt juttatjuk be, ezzel minimálisra csökkentve a nem várt események számát, az génmódosításnak számít, mint ilyen, tilos. De ha elképesztően nagy
mennyiségű, ismeretlen bázissorrendű DNS -t juttatunk be a genomba, az teljesen szabadon megtehető, semmilyen szabályozás hatálya alá sem esik.

És el is érkeztünk az első ponthoz, ahol a törésvonal tetten érhető. Ha elolvassuk a GMO ellenzők érveit, elég gyakran találkozunk az érvvel, hogy itt bizony olyasmi történik, ami a „természetben” nem. Ha elolvassuk Pusztai Árpád könyvét, vissza-visszatér benne a gondolat: „ Míg az ivaros szaporodás csak azonos, vagy egymáshoz igen közel álló testvér-fajok között jöhet létre, addig a genetikai módosítás esetében a biokémikust semmi sem korlátozza. Az állati géneket átrakhatja növényekbe, az emberi géneket növényekbe vagy állatokba, ahogy érdeke diktálja.” (Agenetikailag módosított élelmiszerek biztonsága 20. old) De megnézhetjük a Greenpeace oldalát is, ezzel kezdődik „A génmódosítás teszi lehetővé a tudósoknak, hogy olyan módon változtassák meg a növények, állatok és mikróbák génjeit, amely nem történik meg a természetben.” De ez láthatóan nem valós, a természetben éppen úgy közlekednek a gének egészen távoli fajok között. Miben különbözik egymástól egy növény, aminek a genomjába baktérium toxin géneket juttattak, mint egy gomba, aminek a genomjába baktérium toxin gének kerültek csak úgy, a vadonban? Mindkettő szervezet ugyanazt teszi, baktériumeredetű fehérjéket termel, amikkel növényeket fogyasztó rovarokat mérgez meg. Mégis, az első GMO -nak minősül, a második pedig nem. Valamiért a közgondolkodásban ez a hamis kettősség uralkodik, hogy a génmódosítás alapvetően különbözik attól, ami a vadonban történik. Pedig mint a mellékelt ábra is mutatja, nem vagyunk mi emberek annyira okosak, hogy olyasmit készítsünk, amit az evolúció nem hozott létre már réges-régen.

Dewey, R. E., Timothy, D. H., & Levings, C. S. (1987). A mitochondrial protein associated with
cytoplasmic male sterility in the T cytoplasm of maize. Proceedings of the National Academy of
Sciences, 84(15), 5374-5378.
Anderson, M. T., & Seifert, H. S. (2011). Opportunity and means: horizontal gene transfer from the
human host to a bacterial pathogen. MBio, 2(1), e00005-11.
Acuña, R., Padilla, B. E., Flórez-Ramos, C. P., Rubio, J. D., Herrera, J. C., Benavides, P., … &
Rose, J. K. (2012). Adaptive horizontal transfer of a bacterial gene to an invasive insect pest of
coffee. Proceedings of the national academy of sciences, 109(11), 4197-4202.
Ambrose, K. V., Koppenhöfer, A. M., & Belanger, F. C. (2014). Horizontal gene transfer of a
bacterial insect toxin gene into the Epichloë fungal symbionts of grasses. Scientific Reports, 4,
5562.