A GMO-vitákban nekem mindig az az érzésem, hogy az ellenzők valamiért rettegnek attól, hogyha egy élőlény genomja akár a legkisebb mértékben is megváltozik. Aki viszont ért a genetikához, az ezen megdöbben, hiszen az egyes élőlények genomja így is elképesztő mértékben különbözik, ahhoz képest egy új gén eltörpül. Na de mennyi az annyi? A mai cikkben a szerzők ennek jártak utána, két kukoricatörzset vizsgáltak meg, a B73 -t és a Mo17 -t, mindkettő kedvelt hibrid alapanyag, mindkettő hagyományosan nemesített kukorica, vagyis a köznyelvben “régi jól bevált kukorica”. Na de mennyire különbözik az örökítőanyaguk?
A legkönnyebb megmondani, hogy hány báziscsere típusú eltérést tartalmaznak, meglepő módon többet, mint amennyit az ember-csimpánz genom összehasonlításakor kapunk, minden nyolcvanadik bázis eltér a két genomban. Viszont nyilván vannak olyan szakaszok a genomban, amelyeknek nem csak a bázissorrendje változott meg, hanem egyszerűen hiányoznak az egyik törzsből. Ezekről már kicsit nehezebb ilyen statisztikát készíteni, úgyhogy a szerzők kétmillió molekuláris szondát készítettek a B73 kukorica genomja alapján és ezzel a kátmillió szondával végigtapogatták a Mo17 kukorica genomját, majd egy ábrára rajzolták az eredményt. Ez látható az első ábrán, minden pont egy szonda, a szín és a vonal hossza pedig a két genom közti különbséget mutatja. Ha egy szonda azonos mértékben kötődött mindkét genomhoz, akkor szürke színnel ábrázolták, ha jobban kötődött a Mo17 genomhoz, akkor kapott piros színt és ha jobban kötődött a B73 genomhoz, akkor kapott kék színt. Elméletileg ha a két genom azonos lenne, végig szürke színt kellene látnunk, de meglepő módon nem ez a helyzet, akadnak olyan szakaszok, amelyek nagyon hasonlítanak egymásra, például az első kromoszómán a fekete négyzettel jelölt centromer környékén, de a genom nagy része különbözik a két kukoricában.
E térkép alapján választottak ki néhány szakaszt, amit alaposabban is megvizsgáltak. Például a hatodik kromoszómán a 42-44 megabázis közötti szakasz, amely úgy tűnik teljes egészében hiányzik a Mo17 genomból, pedig megvan a B73 genomban. Ezt igazolták is, úgyhogy ez például zsinórmértéknek használható a térkép többi részének az értelmezéséhez, így néz ki egy szakasz, amelyik csak az egyik törzsben található meg. A mérete egyébként 2,6 millió bázis, ezt megvizsgálták különböző kukoricatörzsekben is, az eredményét a második ábra mutatja. A vízszintes tengely az egyes szakaszokra tervezett primereket jelöli, a függőleges tengelyen az egyes kukoricafajták láthatóak, a kék szín azt jelenti, hogy az adott szakasz megvan a genomban, a piros azt mutatja, hogy nincs meg. Mint látható, a vizsgált huszonkét kukoricatörzsből tizenhatban megvan, hatból hiányzik. Ez a genomi szakasz egymagában harmincegy gént tartalmaz, úgy tűnik ez a harmincegy gén vagy megvan egy kukorica genomban, vagy nincs, nyilván erről semmilyen közelebbit sem tudhatunk meg amikor a kukoricát fogyasztjuk vagy termeljük.
Ezek után megpróbáltak valamilyen statisztikai alapon leírni a két genom különbségét, mert ez a jó szőrös térkép elég nehezen kezelhető. A szondákat 2000 bázispár hosszúságú genomi szakaszokba rendezték és ezekről állapították meg, hogy az előforsulásuk különbözik -e a két törzsben. A B73>Mo17 PAV jelenti azokat a szakaszokat, amelyek megvannak a B73 genomban, de hiányoznak a Mo17 -ből (nyilván a fordítottját nem tudták vizsgálni, mert ahhoz a Mo17 genom alapján készült próbákra lett volna szükség). A B73>Mo17 CNV szakaszok azok, amelyek megvannak mindkét genomban, de különböző számban, vagyis ezek olyan genomi területek, amelyekből a B73 genomban egynél több példány is található, a Mo17 genomban pedig ennél kevesebb. A másik két csoport, a B73=Mo17 SNP és a B73=Mo17 azokat a szakaszokat jelenti, amelyek azonos példányszámban találhatóak a két genomban.
Mint a harmadik ábrán látszik, végül hatvan olyan szakaszt találtak, amelyek a Mo17 genomban magasabb példányszámban találhatóak, mint a B73 genomban, ezek átlagos hossza 6512 bp. 1783 olyan szakaszt találtak, amelyek megvannak a B73 genomban, de hiányoznak a Mo17 -ból, mivel ezek átlagos hossza 10688 bp, ez azt jelenti, hogy tizenkilenc millió bázispárnyi szakasz egyszerűen hiányzik a Mo17 genomból a B73 hoz képest (nyilván a fordítottját nem tudjuk, mekkora szakasz található a Mo17 genomban, ami hiányzik a B73 -ból).
Ami megdöbbentő, hogy összesen száznyolcvan olyan gén akad, amelyik a B73 genomban megvan, de hiányzik a Mo17 -ből. Érdekes belegondolni, hogy ez két kukoricatörzs, mindkettőre csak úgy gondolunk, mint “kukorica”, mégis az egyik száznyolcvan új gént tartalmaz a másikhoz képest. Ha a MON810 kukoricáról, amelyikbe két új gént juttattak be, úgy gondoljuk, hogy nagy mértékben különbözik a szülői kukoricatörzstől, akkor mit gondoljunk száznyolcvan gén különbségről?
Springer, N.M., Ying, K., Fu, Y., Ji, T., Yeh, C.-T., Jia, Y., Wu, W., Richmond, T., Kitzman, J., Rosenbaum, H., Iniguez, A.L., Barbazuk, W.B., Jeddeloh, J.A., Nettleton, D., Schnable, P.S., 2009. Maize Inbreds Exhibit High Levels of Copy Number Variation (CNV) and Presence/Absence Variation (PAV) in Genome Content. PLoS Genet 5, e1000734. doi:10.1371/journal.pgen.1000734
Érdekes cikk.
Szerintem maga az embernek a genomjai stb jei is változnak, már 1 generáció alatt is kis szinten
Na de mi a helyzet az allélekkel? Az összehasonlításnak csak akkor van értelme, ha ezt a természetes populáción belüli varianciához viszonyítjuk, nem?
@The Real Storm Trooper:
Nem csak szerinted, mindannyian hordozunk olyan mutációkat, amik a szüleinkben nem voltak meg, hanem újonnan keletkeztek bennünk.
@G. M. E.: Allélnek nevezzük ha két kromoszóma azonos pontján különbözik a bázissorrend. Magyarán ha egy génnek két különböző változata létezik, azokra mondjuk, hogy a gén két allélja. Ebben a cikkben pontosan ugyanezt vizsgálták, minden egyes próba, ami nem szürke, az egy-egy allélt jelöl, mert különbözik a két törzsben a genom bázissorrendje vagy kópiaszáma az adott szakaszon.
A kukoricának nincsen természetes populációja, így viszonyítani sincs mihez. A kukorica kultúrnövény, kizárólag emberi segítséggel marad életben, az ő “variációi” az egyes beltenyésztett kukoricatörzsek. Ebből hasonlítottak össze kettőt.
Igen, én tudom mi az allél. De egy kicsit megtévesztő nem biológusnak, hogy akkor most min is kell pontosan csodálkozni és mennyire. Mert emberek esetében ez olyan, mint a kék meg zöld szem, amiben különbözünk, de nem tekintjük ugyanolyan különbségnek, mintha genetikailag módosított lenne a gén.
@G. M. E.: Ezt kérdeztem, hogy miért tekintjük óriási különbségnek, ha egy kukoricába +1 gént teszünk, amikor senkit sem zavar, ha az egyik kukoricában +180 gén van.
@Sexcomb: lehet hogy úgy kellene megfogalmazni hogy “ismeretlen mértékű kockázatból” minden új generációnyi kukoricában és más haszonnövényben van magától 180 génnyi. Ha beleteszünk egyet szándékosan akkor közben meg tudjuk nézni mi az a 180 génnyi veszély. Ha nem nyúlunk hozzá akkor elszabadulnak a mutációk.
Tudom hogy mikor ezeket olvastad fogtad a szakmai fejedet és még ingattad is. 🙂 Ez az ellentűz.
Nem fognak a sötétzöldek hirtelen objektív szakmai módon érvelni. Ezek pedig az ő hagyományos érveik. A “hagyományos” szót iróniának szántam 🙂
Nem vagyok sem biológus, sem gmo ellenző, de érdekelnek a tudományos témák és régóta követem a blogot.
Ezt a két gén vs. 180 gén különbséget nem érzem oly jelentősnek. Amennyiben a genomot egy hasonlattal amolyan az élet forráskódjának tekintem akkor a természetes kiválasztódás és nemesítés folyamán bekövetkező véletlenszerű mutációk nem járhatnak nagyon kiugró változásokkal mint a génmanipuláció. Pont a természtes kiválasztódás miatt. Tehát a forráskód olyan részein következik be változás ami az egyed szempontjából nem vagy kevéssé használt. A “program” futhat komolyabb változás nélkül. Aki viszont ismeri a programot az beavatkozhat olyan helyre ami akár nagyságrenddel nagyobb változást okoz a természetes úttal ellentétben.
Egyszóval nem látom működő érvnek cikben foglaltakat a GMO mellett.
Még egyszer, nem vagyok génsebészet vagy gmo ellenes, a tudománynak mennie kell előre, minél mélyebben vagyunk képesebbek megérteni egy egy genomot és annak változásait, annál jobb dolgokat lehet létrehozni, illetve annál kisebb a veszély a tudatlan károkozásra.
@freddirty2: ” a természetes kiválasztódás és nemesítés folyamán bekövetkező véletlenszerű mutációk nem járhatnak nagyon kiugró változásokkal mint a génmanipuláció.”
Miért ne járnának? A véletlen mutációk éppen úgy megváltoztatják a DNS bázissorrendjét, mint a génmódosítás, semmi különbség sincs köztük. Éppen annyira kiugró változásokat okoznak.
“Pont a természtes kiválasztódás miatt.”
Mi köze ennek a termlszetes kiválasztódáshoz?
“Tehát a forráskód olyan részein következik be változás ami az egyed szempontjából nem vagy kevéssé használt.”
Nem, vagy kevéssé használt? Ez mit jelent? A véletlen mutációk a genom bármelyik részén megtörténhetnek.
“A “program” futhat komolyabb változás nélkül. “
Mi számít komolyabb változásnak?
“Aki viszont ismeri a programot az beavatkozhat olyan helyre “
No, mutass egy helyet a genomban, ahol nem történnek véletlen mutációk, de génmódosítással megváltoztatható!
“ami akár nagyságrenddel nagyobb változást okoz a természetes úttal ellentétben.”
HOgyan méred a változás nagyságát?
“minél mélyebben vagyunk képesebbek megérteni egy egy genomot és annak változásait, annál jobb dolgokat lehet létrehozni, illetve annál kisebb a veszély a tudatlan károkozásra. “
Ugye tudod, hogy a hagyományos emesítés során a genom teljes meg nem értésével nemesítenek, kizárólag tudatlanul szaporítva az egyes változatokat.
@freddirty2: Hogy ne csak kérdéseket tegyek föl. Ha maradunk a hasonlatodnál, egy élőlény genomja az őt működtető programnak képzelhető el. A véletlen mutációk és a génmódosítás is ugyanazt csinálja, a forráskód egyes részeit megváltoztatja. A különbség egyedül annyi, hogy a véletlen mutációk úgy működnek, mintha írnál egy programot, ami időnként véletlenszerű helyen megváltoztatja a forráskódot, majd legyártatnál vele százezer különböző mutáns programot, vakon lefuttatnád mindet és megpróbálnád kitalálni, melyik hasznos neked, az alapján, ahoyg működik. Amelyiket kiválasztod, arra megint ráeresztenéd a véletlen hibagyártó programodat, megint készítenél százezret, ezeket is lefuttatnád, megpróbálnád kitaalálni, melyik működik jobban. Így tovább a végtelenségig.
Ezzel szemben a génmódosítás régi módszereit úgy képzelheted el, mintha előre megírnál egy programsort és betehetnéd a genom egy véletlenül kiválasztott pontjára, majd elolvashatnád a forráskódot, kiválaszthatnád, melyik helyre beillesztett programsor tetszik neked a legjobban. Az újabb módszerekkel (Crispr) meg még ennyi dolgod sincs, kinézel egy helyet a programodban, és pontosan oda be tudsz szúrni egy programsort, vagy kitörölhetsz onnan egyet.
Mindkét módszerrel ugyanazt a programot módosítod, éppen olyan mértékű változásokat tudsz elérni, éppen úgy bele tudsz barmolni a forráskódba. A különbség csak annyi, hogy a génmódosításnál te magad is tudod, hogy mit csinálsz és mi az eredménye, véletlen mutációk esetén pedig a program működéséből próbálod kitalálni, mi változhatott. A génmódosítás gyorsabb, pontosabb, sokkal keveseb hibalehetőséget magában rejtő módszer ugyanarra.
@freddirty2: ” véletlenszerű mutációk nem járhatnak nagyon kiugró változásokkal mint a génmanipuláció. Pont a természtes kiválasztódás miatt. “
A természetes kiválasztódás miatt esetleg kihalhatnak az előnytelen változások, de durva hatású mutációk a természetben is ugyanúgy előfordulnak.
Ráadásul a hagyományos nemesítésnél nem szelektálódnak ki kapásból az előnytelen mutációk, csak az előnytelennek látszók. Ugyanis nincsenek megvizsgálva az újonnan létrejött élőlények és mivel az ember termeszti őket, addig lesz belőle több és több, amíg rá nem jönnek pl hogy az új, frissen nemesített és tömegesen eladott krumpli úgy mellékesen mérgező. Itt volt róla cikk, a “hagyományos növénytermesztés veszélyei” rovatban, vissza lehet keresni. Ha jól emlékszem, fél évig ették az emberek mire valakinek feltűnt hogy problémás.
Nyilván nem olyan méregről van szó hogy beleharapsz a krumpliba és feldobod a talpad hanem csak beteg leszel, vagy csak beteges, stb, és nem tudod, mitől.
@Sexcomb: Pedig a válasz (sajnos) egyszerű. A legtöbb embernek sajnos ez teljesen érthetetlen, gyanús valami, amivel kapcsolatban a szinte teljes tudáshiány miatt vagy egyszerűen hisznek egyik vagy másik “oldal” érveinek, vagy a 2 tábor hívószavai közül amelyik nekkik érthetőbb, szimpatikusabb, azt a nézőpontot érzik/tartják igaznak. A szakmaiság, az érvek ütköztetése teljesen felesleges ebben a körben, mert egyszerűen túl van tudásuk, értelmük, felfogóképességük határain.
Az ideológia hatásáról meg annyit, sógorom kőkemény GMO ellenes -persze semmit nem tud az egészről, közgazdász, nulla biológiai ismeretttel- és a fia, aki idén tett sikeres kiemelt biológia érettségit, kb. ugyanazt gondolja, amt az apjától hallott gondolom. vele kíváncsiságból tettem egy próbát, tőle elvárható hogy értse amit mondok, elvégre elvileg többet tud a genetikáról mint én, de 5 perc után feladtam, olyan laikus ellenérvekkel jött, mintha valami sötétzöld szórólapot mondott volna vissza.
Ez vagy a hazai biológiaoktatás komoly hiányosságait jelzi, vagy ő csak megtanult egy csomó ismeretet megértés nélkül, vagy azt bizonyítja, hogy ez inkább világnézeti, hitbéli kérdés, mintsem bizonyítkokon allapuló tudományos.
Ezt csak azért írtam le, hogy ha olyan valaki akik elvileg a szükséges tudás birtokában van, így vélekedik, akkor illúzió mást várni azoktól, akiknek ez olyan érthetetlen, mint a kvantumteleportáció jelenségének matematikája.
@Irbisz: “mert egyszerűen túl van tudásuk, értelmük, felfogóképességük határain.”
Őszintén szólva nem így látom. Sok emberrel találkoztam már, akinek teljesen értelmesen el lehetett magyarázni, mi az a rekombináns DNS technológia, mire való, meg is értették. Őszintén szólva ezek nem különösebben bonyolult dolgok. A hiba szerintem inkább ott van, hogy bizonyos körökben a “GMO maga a sátán” olyan mértékű alapigazság, hogy jól nevelt ember nem kérdőjelezi meg. Aki egyáltalán a kérdést fölvetné, azt azonnal kb. úgy kezelik, mint más társaságokban a holokauszttagadókat. Én genetikusokat is ismerek, akik teljes meggyőződéssel nyomják, hogy a GMO öngyilkosságba kergeti az indiai parasztokat, vagy hogy Afrikában GM_kukoricával irtották a feketéket. Ők jobbikra szavaznak, Kurultájra járnak, kuruc.infót olvasnak, tehát GMO ellenesek is. Egyszerűbb elfogadni ezeket a durva szakmai hibákat, mint elveszíteni az összes barátjukat.
A rokonod története nem ismerős valahonnan? Hány evolúciótagadó biolódus kezdte úgy, hogy fundi keresztény családban nőtt föl?
Ugyanez a helyzet, ha eljársz egy gyülekezetbe, minden szabad percedet ott töltöd, az összes barátod hívő, akkor nem fogsz egyszer csak előállni azzal, hogy utánaolvastál az evolúciónak, szerinted is jól hangzik.
“vagy azt bizonyítja, hogy ez inkább világnézeti, hitbéli kérdés, mintsem bizonyítkokon allapuló tudományos.”
Kizárólag hitbéli kérdés. Ha tudományos lenne, húsz éve eldőlt volna. Így száz év múlva is ugyanitt tartunk majd, éppen mint az evolúcióval.