A hagyományos növénytermesztés veszélyei 5. – A körülöttünk élő GMO -k

linaria.jpgA múltkor már volt szó az Agrobacetriumokról és a T-DNS -ről. A kérdés az, hogy ismerünk -e olyan eseteket, amikor a T-DNS bekerült egy növény csíravonalába is, vagyis amikor a természetben baktérium gének jutottak egy növényi genomba? Tatiana V. Matveeva és munkatársai éppen ezt vizsgálták, Szentpétervár környékén gyűjtöttek kétszikű növényeket, aztán megpróbálták kimutatni a genomjukba épült T-DNS -t. Százhuszonhét mintából egynél jártak sikerrel, egy közönséges gyújtoványfű (Linaria vulgaris) mintában bizony megtalálták a genomba épült T-DNS -t, vagyis olyan baktérium géneket, amik csak úgy a természetben beépültek egy növény genomjába és a növény génekkel együtt öröklődnek. Még szerencse, hogy ez nem számít GMO -nak, mert az biztosan veszélyes volna.

linaria01.jpgDe találhatunk ennél furcsább példákat is a növényvilágban. A dohány elég régen termesztett növényünk, elég jól ismert a ma is termesztett fajok kialakulása, ráadásul már a nyolcvanas évek óta ismert, hogy a Nicotiana glauca genomjában megtalálhatóak Agrobacterium által bejuttatott szekvenciák. A szerzők az ismert negyvenkét dohányfajt vizsgálták végig és arra jutottak, hogy a N. glauca nem egyedi eset, tizenöt különböző dohányfaj tartalmaz Agrobacteriumokból származó szekvenciákat a genomjában, igen, a N. tabacum is. A megtalált baktérium eredetű gének láthatóak az első ábrán. Megvizsgálták, hogy a baktérium eredetű gének kifejeződnek -e a dohánynövényekben, nem meglepő módon azt tapasztalták, hogy némelyikben RNS másolat is készül a genomba került baktérium eredetű génekről. Ez látható a második ábrán. Szerencsére ez nem számít ettől GM-dohánynak, hiszen az biztosan veszélyes volna.

linaria02.jpg

Magyarul ha valaki attól fél, hogy mi lesz, ha baktérium géneket juttatunk növények genomjába, az megnyugodhat, a természetben ilyen növények vesznek minket körül, sőt még a haszonnövényeink közt is akad, amelyet a fene tudja mióta úgy termesztünk, hogy baktérium géneket is tartalmaz az örökítőanyaga. Érdekes módon folyton azt olvasom, hogy a “hagyományos” növénytermesztés során csak közeli rokon fajok közt cserélődnek gének, de mint a mellékelt ábra mutatja ez nem igaz, a “hagyományos” kultúrnövényekben is találni idegen géneket, ha vesszük a fáradtságot, hogy megkeressük őket.

Matveeva, T. V., Bogomaz, D. I., Pavlova, O. A., Nester, E. W., & Lutova, L. A. (2012). Horizontal Gene Transfer from Genus Agrobacterium to the Plant Linaria in Nature. Molecular Plant-Microbe Interactions, 25(12), 1542-1551.

Intrieri, M. C., & Buiatti, M. (2001). The Horizontal Transfer of Agrobacterium rhizogenes Genes and the Evolution of the Genus Nicotiana. Molecular Phylogenetics and evolution, 20(1), 100-110.

A természetes GMO 2.

Tomato_Hornworm_Parasitized_by_Braconid_Wasp.jpgMa is arra szeretnék egy példát mutatni, hogy a természetben mi minden kerülhet be egy élőlény genomjába csak úgy. Régebben már írtam olyan élősködő darazsakról, amelyek egy szimbionta vírus segítségével fertőzik meg a gazdaszervezetüket, de a ma bemutatott szervezetek kicsit tovább viszik az együttélést. A Brachonideae és az Ichneumonidae családba tartozó mintegy negyvenezer darázsfaj tagjai ugyanis nem egyszerűen egy szimbionta vírust hordoznak magukban, hanem a genomjukba épültek a vírus gének, így a saját kromoszómáikról íródnak át a gazdaállatot megfertőző vírusrészecskéket kódoló gének.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A hagyományos növénytermesztés veszélyei 4. A természetes GM-csirkék

kektojas01.jpgA mai cikket az egyik régebbi bejegyzés hozzászólásai között javasolta Tgr. Ugye általában úgy gondoljuk, hogy az olyan élőlények, amik genomjába a belátható múltban nem-fajtársaikból származó idegen gének jutottak be, azok GM-nek számítanak. Találni -e ilyeneket a jelenleg is tenyésztett állataink között? Meglepő módon igen, Zhepeng Wang és munkatársai azt vizsgálták meg, hogy mi okozza három tyúkfajta jellegzetes tulajdonságait.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Mire jó a GMO? 2. A rotavírus

rotavirus00.jpgA GMO vitában a Monsanto ekézése és a toxin illetve méreg szavak ütemes ismételgetése mellett rendre elsikkadnak azok a találmányok, amik annyira újszerűek, hogy egész iparágakat válthatnának ki, ha egyszer végre engednék őket termeszteni. Ma egy ilyenről lesz szó.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A hagyományos növénytermesztés veszélyei 3. – A természetes GMO

Agrobacterium-tumefaciens.gifValahogyan mindig oda lyukadunk ki ha génmódosításról beszélünk, hogy az ellenzői szerint természetellenes, mert a vadonban ilyesmi nem történik. Éppen ezért szeretnék egy példát mutatni arra, hogy bizony a természetben is történik olyan, hogy egy baktérium a génjeit egy növény genomjába építi, ahol azok működni kezdenek.

Az Agrobacteriumok sok különböző növényt megfertőzni képes kórokozók, amelyek a gyökereken daganatokat képeznek. Ha egyszer elindult a folyamat, a továbbiakban már a baktérium jelenléte nélkül is tovább folytatódik. Hogyan lehetséges ez? Meglepő módon úgy, hogy a baktérium saját génjeit juttatja a növényi sejtek genomjába, ahol azok kifejeződnek és megváltoztatják a növényi sejtek működését. Az A. tumefaciens baktérium általában sérült részeken támad, érzékeli a növényi sejtekből kiszabaduló anyagokat (cukrokat, fenolokat), ekkor beindítja a Ti plazmidon található gének átíródását, valamint a plazmid DNS egy szakaszának a T-DNS -nek a másolását. A Ti plazmidon belül a T-DNS két, huszonöt bázispárnyi szignálszekvencia közti 10-30 kilobázisnyi szakaszt jelent. Az ezekről képződő fehérjék közrefogják a plazmidon kódolt T-DNS szakaszt és bejuttatják a növényi sejtbe, majd a sejtmagba. Itt a baktériumból származó T-DNS szakasz a bejutó fehérjék segítségével beépül a genomba. A bekerült baktérium gének működni kezdenek és növényi hormonok termelődését indítják be, amik serkentik a sejtosztódást és az opinok termelését, amelyet az A. tumefaciens baktérium táplálékként hasznosít.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A hagyományos növénytermesztés veszélyei

cmst00.jpgKarinthy-paradoxon kérte, hogy írjunk az élelmiszerbiztonságról és a junk-DNS -ről, úgyhogy bár már írtam régebben a cms-T citotípusról, azért külön bejegyzést is szentelek neki.

Annak idején 1952 -ben írtak le először egy új fenotípust kukoricában, ami hímsterilitást okozott, azaz ezek a növények nem termeltek virágport, ám magot ugyanúgy hoztak. Maga a jelleg minden emberi tervezés nélkül jött létre, nyilván a negyvenes-ötvenes években génmanipulációról szó sem lehetett. Egy ilyen jelleg roppant hasznos a vetőmaggyártóknak, ugyanis ilyenkor megspórolhatják a címerezés költségét. (Címerezésnek hívják, amikor kézzel letördelik a kukoricanövények éretlen porzós virágait, hogy ne tudják saját magukat beporozni.) Ráadásul anyai öröklődést mutatott, azaz minden egyes utód az anyanövény fenotípusát mutatta, így elég könnyű volt fenntartani. Ezt elnevezték T-citoplazmás kukoricának (T, mint Texas más néven cms-T), a hatvanas években az USÁban elég sok vetőmag ilyen törzsből került ki, viszonylag nagy területen termesztették a cms-T kukoricát, 1968 -ban az USÁ-ban használt vetőmag kilenctizede cms-T kukorica volt. Azonban 1968 -ban egy Cochliobolus heterostrophus nevű gombabetegség támadta meg a déli kukoricamezőket, ami gyakorlatilag letarolta a cms-T kukoricát, míg a többi törzs sokkal ellenállóbbnak bizonyult. Az 1970 -es évben a wikipedia szerint az USA déli államaiban a kukoricatermés 15% -t vitte el ez a gomba. A járvány hamar véget ért, mert a vetőmaggyártók egyszerűen átálltak nem-cms-T vetőmag termelésére.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A vérző mamut

insdie blood 2.jpgA Siberian Times május 29-i beszámolója alapján hihetetlen mamutleletre bukkantak a minap Novoszibirszkben: a tízezer éve fagyott állat húsa és vére meglepően jó  állapotban konzerválódott, a cikk szerint ezek esetlegesen élő sejteket is tartalmazhatnak. A csöppet amorf, 40-50 éves nőstény állat alól a helyszínen sikerült folyékony állapotú vérmintát venni, ami aztán a laboratórium -17 fokos fagyasztójában sem fagyott meg. Szemjon Grigorjev, a leletet kiásó kutatócsoport vezetője szerint ennek az érdekes jelenségnek a hátterében az állhat, hogy a mamut vére (a jégkorszak extrém hidegéhez alkalmazkodva) valamiféle fagyásgátlót tartalmazott.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Kettős vagy négyes hélix?

Watson_Crick.jpg

Április 25-én volt pontosan hatvan éve, hogy James Watson és Francis Crick leközölte a Nature című folyóiratban a dezoxiribonukleinsav (DNS) általuk elképzelt szerkezetét [1]. A két kutató pálcikákból és lapokból álló modelleket készített kollégáik eredményei és elgondolásai alapján. Maurice Wilkins és Rosalind Franklin az 1950-es évek elején DNS szálakról készített nagy felbontású röntgendiffrakciós képei azt sugallták, hogy az spirál alakú és nem csak egy szálból áll. Alexander Todd szerves kémiai laboratóriumában 1952-ben kimutatták, hogy a dezoxiribonukleotidokat 3’-5’ foszfodiészter kötés tartja össze. Linus Pauling 1951-es alfa hélix fehérjeszerkezeti felfedezése alapján pedig William Cochran, Francis Crick és Vladimir Vand kidolgozott egy elméletet a hélix szerkezetű molekulák diffrakciójáról. Ezek alapján jutott el végül is Watson és Crick a már ismert kettős hélix modellig, mely sztereokémiailag a legmegfelelőbb választ adta arra, hogy a röntgendiffrakciós kép milyen szerkezetnek felelhet meg. A modell alapján két egymásnak ellentétes lefutású DNS szál kapcsolódik össze hidrogénkötésekkel, melyek a molekula belsejében található szerves bázisok között alakulnak ki. Az egymással szemben álló bázisok kapcsolódását pontosan a hidrogénkötések kialakulásának lehetősége szabja meg, az adenin csak a timinnel tud párban állni, míg a guanin a citozinnal. Ez a szerkezet igazolta Chargaff 1949-es eredményeit is, melyek szerint a DNS-ben a négyféle nukleotid nem egyforma arányban fordul elő [2]. Később, az in vitro előállított és kikristályosított DNS molekulák röntgendiffrakciója és egyéb fizikai mérése bebizonyította a modell helyességét, de rávilágított arra is, hogy ez csak egy a több lehetséges térszerkezet közül. A régi modellnek megfelelő DNS szerkezetet B-DNS-nek nevezték el, azóta kimutattak A- és Z-DNS-t is. Ezek szintén kettős hélix szerkezetűek, pár paraméterükben különböznek csak a hatvanéves modelltől.

fig6.jpg

1962-ben, kilenc évvel a kettős hélix felfedezése után közölte le Gellert kollégáival a csak guaninból álló DNS-lánc általuk megfigyelt szerkezetét: a mesterségesen előállított DNS lánc röntgendiffrakciós képe négyes hélixet mutatott [3]. Később számos kísérlet igazolta a négyes hélix létét in vitro előállított DNS-szekvenciák esetén. Erre a speciális szerkezetre G-quadruplexként, G-tetrádként vagy G4-DNS-ként is hivatkoznak, pedig bármilyen nukleinsavban kialakulhat ez a szerkezet, nem DNS-specifikus. Négy guanin egy speciális, ún Hoogsteen hidrogénkötés kialakításával egy lapos struktúrát hoz létre, és ezek a guanintetrádokból álló síkok egymás fölé rendeződnek, így alakítva ki a G-quadruplex négyes hélixű szerkezetét. A tetrádokat kationok (általában kálium) stabilizálják. Attól függően, hogy hány molekula alkotja a négyes hélixet, három típus különböztethető meg, az intra-, a bi- illetve a tetramolekuláris, ezen kívül lehetnek parallel vagy antiparallel lefutásúak.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….