A GMO-k szerepe az

A GMO-k szerepe az élelmiszeriparban és a kapcsolódó ágazatokban

Biológia alapjai 2018. november 27.

Kormosné Dr. Bugyi Zsuzsanna

bugyi@mail.bme.hu, 463-3865, Ch 155

A Z ÉLELMISZERIPAR ALAPANYAGAI

http://kidspressmagazine.com/wp-content/uploads/2014/04/dreamstimelarge_25047894.jpg, https://previews.123rf.com/images/virinka/virinka1306/virinka130600023/20302580-Cartoon-vegetables-and-fruits-background-Stock-Vector-fruit.jpg, https://previews.123rf.com/images/seamartini/seamartini1508/seamartini150800539/44410093-Cartoon-fresh- legumes-and-vegetables-with-peas-in-a-pod-long-and-red-beans-peanut-Stock-Vector.jpg , https://i.pinimg.com/originals/fb/1f/a3/fb1fa3278deea0e5b97111f8e0da0656.png, https://easydrawingguides-7512.kxcdn.com/wp-content/uploads/2017/03/How-to-draw-a-cartoon-pig-20.png,

https://us.123rf.com/450wm/topvectors/topvectors1511/topvectors151100005/47306725-poultry-domestic-birds-vector-illustration-collection-farm-animals.jpg?ver=6, https://static.vecteezy.com/system/resources/previews/000/113/454/non_2x/seafood-cartoon-vector.jpg, https://d2gg9evh47fn9z.cloudfront.net/800px_COLOURBOX10993258.jpg , https://i.pinimg.com/originals/e8/b2/af/e8b2afb9b879a0b1c1650b584d130071.jpg, https://arts2science.files.wordpress.com/2014/10/food5groups1_460.jpg?w=460&h=455, https://i.pinimg.com/236x/7d/8a/15/7d8a15ce3ae038a30e5fe7ec89c27c11--bacteria-cartoon-probiotic-bacteria.jpg

2

M IK AZOK A GMO- K ?

2002. évi LXVII. törvény 2001/18/EK

1829/2003/EK

3

M I OKOZZA A GENETIKAI VÁLTOZÉKONYSÁGOT ?

Spontán Környezeti hatás

https://i.ytimg.com/vi/uXdzuz5Q-hs/maxresdefault.jpg, http://www.muskansingh.com/wp-content/uploads/2016/06/Cell-Division-1.jpg, http://cronodon.com/images/Virus3.jpg,

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/Radioactive.svg/1200px-Radioactive.svg.png, http://image.slidesharecdn.com/sci14bioeptx1303-141208112426-conversion-gate02/95/mutations-5- 638.jpg?cb=1418037905, https://opentextbc.ca/biology/wp-content/uploads/sites/96/2015/02/Figure_07_03_06ab.jpg

Mutációk

Pontmutációk

Szubsztitúció Inzerció Deléció

Nagyobb DNS fragmentumokkal is előfordulhat ^Inv

er zió Tr ansz lok ác ió

• Hatás (neutrális, káros, letális, kompetitív előnyt hordozó)

• Nehéz vagy lehetetlen megjósolni a hatás helyét

• Testi sejt vs.

ivarsejt

4

M IÉRT VAN SZÜKSÉG A GENETIKAI ÁLLOMÁNY MEGVÁLTOZTATÁSÁRA ?

https://previews.123rf.com/images/radmilla75/radmilla751307/radmilla75130700049/21015926-ear-of-wheat-Stock-Photo.jpg, https://thumb9.shutterstock.com/display_pic_with_logo/4153921/568530166/stock-vector-funny-insects-cute-cartoon-bugs-vector-set-colored-insects-bee-butterfly-and- ladybird-collection-568530166.jpg, https://cmkt-image-prd.global.ssl.fastly.net/0.1.0/ps/2078322/580/563/m1/fpnw/wm0/1609.m10.i304.n050.s.c12.160500116-bacteria-virus-germs-cartoon-vector-characters-flu-and-aids-microbes-.jpg?1483142421&s=5ec68ff9791e601e11c8cbfcbf9568be, https://previews.123rf.com/images/juliarstudio/juliarstudio1604/juliarstudio160400272/54600140-Lonely-dead-tree-at-drought-cracked-desert-landscape-icon-in-cartoon-style-on-a-white-background-Stock-Vector.jpg,

https://previews.123rf.com/images/blamb/blamb1202/blamb120200022/12186068-A-cartoon-temperature-gauge-showing-cold-and-colder--Stock-Photo.jpg

Biotikus stressz

Abiotikus stressz

X X X

5

H OGYAN VÁLTOZTATHATÓ MEG A GENETIKAI ÁLLOMÁNY ?

M EZŐGAZDASÁGI BIOTECHNOLÓGIA

Cél: kívánatos tulajdonságok (pl. hozam, ellenállóképesség, táplálkozás-élettani tulajdonságok) megjelenése állatokban,

növényekben, mikroorganizmusokban

Hagyományos nemesítési

eljárások

Transzgénikus élőlények

Új nemesítési technikák (genome editing, epigenom módosítás)

https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf, https://image1.slideserve.com/2336335/milestones-of-molecular-biology-n.jpg

!

6

M EZŐGAZDASÁGI BIOTECHNOLÓGIA

Hagyományos nemesítési

eljárások

Transzgénikus élőlények

Új nemesítési technikák (genome editing, epigenom módosítás)

Fajok közötti távolság Alkalmazásuk

esetenként más és más, nem feltétlenül váltják

ki egymást.

N ÉHÁNY JELENTŐSEBB KÜLÖNBSÉG

7

2001/18/EK

T ÖRVÉNYI SZABÁLYOZÁS ALATT ÁLLÓ GÉNMÓDOSÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK

8

G ÉNMÓDOSÍTÁS MOLEKULÁRIS KLÓNOZÁSSAL

https://www.britannica.com/media/full/493667/17930, https://d2gne97vdumgn3.cloudfront.net/api/file/BHxJ8E1SI6HHN5JWK0da. https://en.wikipedia.org/wiki/Restriction_enzyme

plazmid (bakteriális cDNS), vírus,

élesztő

Stb.

9

A MOLEKULÁRIS KLÓNOZÁS FOLYAMATA

http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/Gentechnologia/images/image013.jpg

1) DNS izolálás és

fragmentálás restrikciós endonukleázokkal

2) DNS fragmentum

beépítése a klónozó vektorba

3) Rekombináns DNS

bejuttatása a gazdasejtbe 4) A rekombináns DNS-t

tartalmazó klón kimutatása, izolálása

Limitáló tényező: a legtöbb tulajdonság komplex; nem szabályozható, hogy az új gén hová épül be a genomba

10

• Denaturáció:

94-96 °C, 30-60 s

• Primerek bekötődése (annealing):

45-65 °C, 30-60 s

• Polimerizáció (extension):

72 °C, 30-90 s

http://users.ugent.be/~avierstr/principles/pcrsteps.gif, http://passel.unl.edu/Image/siteImages/PCRAnimationImage.gif

A PCR ( POLYMERASE CHAIN REACTION , POLIMERÁZ LÁNCREAKCIÓ )

11

A PCR

http://users.ugent.be/~avierstr/principles/pcrcopies.gif, http://www.seeuco.com/nsfiles/1273130770.jpg

12

• Agaróz gélelektroforézis

• Etídium-bromid

• Log bp-futási távolság:

fordított arányosság

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Roland_Gel.JPG, http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/22/Ethidium-bromide-from-monohydrate-xtal-1971-3D-balls-B.png/200px-Ethidium-bromide-from- monohydrate-xtal-1971-3D-balls-B.png

A PCR TERMÉK DETEKTÁLÁSA

13

R EAL - TIME PCR

http://genomictree.cafe24.com/wp/wp-content/uploads/2015/12/Real-Time-PCR1en.jpg

14

https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf

A MOLEKULÁRIS KLÓNOZÁS FOLYAMATA

Az első GM növény: herbicid-rezisztens dohány (1983)

15

G ENETIKAI MÓDOSÍTÁSSAL ELŐÁLLÍTOTT NÖVÉNYEK

http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/51/executivesummary/default.asp

- 1 milliárd hektár szója (83%)

- 0,6 milliárd hektár kukorica (29%)

- 0,3 milliárd hektár gyapot (75%)

- 0,1 milliárd hektár repce (24%)

Általában herbicid- és rovar-rezisztencia

• Vírusrezisztens tök

• Bt burgonya (Bacillus thuringiensis,

krumplibogár- rezisztencia)

• Alacsony poliakrilamid burgonya

• Vírusrezisztens papaya

• Herbicidrezisztens len

• Nem barnuló alma

16

G ENETIKAI MÓDOSÍTÁSSAL ELŐÁLLÍTOTT NÖVÉNYEK , ÁLLATOK

Aranyrizs (Golden rice)

β-karotint termelA-vitamin prekurzor

http://s3.amazonaws.com/daniellelevynutrition/wp-content/uploads/2013/03/golden-rice-hero2.jpg, https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf

17

G ENETIKAI MÓDOSÍTÁSSAL ELŐÁLLÍTOTT ÁLLATOK

Cél: minősági vagy mennyiségi tulajdonságok megváltoztatása (ha az hagyományos tenyésztéssel nem vagy csak nagyon lassan lenne elérhető)

• Növekedési erély fokozása (jobb tápanyag-hasznosítás ellenére elmarad

a várakozástól; magasabb növekedési hormon szint: jobb összetétel (85%-

kal kevesebb zsír, de abnormális életfolyamatok))

• Gyapjú minőségének javítása

• Betegségekkel szembeni ellenállás kialakítása

• Tejösszetétel megváltoztatása (feldolgozhatóság növelése, tápérték

növelése, humanizált tehéntej;

összfehérje nem, de fehérjeösszetétel változtatható)

• Gyógyászati alkalmazások

• Transzgénikus állatok bioreaktorként történő hasznosítása

• Xenotranszplantáció

• Betegségek modellezése génterápia céljából

Enviropig (jobb foszfor-felhasználás,

kisebb foszfor- környezetterhelés),

ω-3 sertés

https://scienceprogress.org/wp-content/uploads/2011/09/gmo_salmon_compare.jpg

18

C ODEX A LIMENTARIUS ÚTMUTATÓK

19

GMO SZABÁLYOZÁS AZ EURÓPAI U NIÓBAN

+ egyéb szabályok, ajánlások és útmutatók 20

GMO SZABÁLYOZÁS AZ EURÓPAI U NIÓBAN

Célkitűzései:

1. Az emberi és állati egészség, valamint a környezet védelme  a GMO-kat piacra kerülésük előtt a lehető legmagasabb szintű biztonsági értékelésnek kell alávetni.

2. Harmonizált kockázatértékelési és engedélyezési eljárások létrehozása.

3. GMO-k egyértelmű jelölésének biztosítása.

4. A piacra kerülő GMO-k nyomon követhetőségének biztosítása.

https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/gmo_auth_decision-making-process.pdf

• Toxicitás

• Allergenitás

• Speciális komponensek táplálkozás- élettani v. toxikus tulajdonságai

• Bevitt gén stabilitása

• Lehetséges nem várt hatások

21

GMO ENGEDÉLYEZTETÉSI ELJÁRÁS

https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/gmo_auth_decision-making-process.pdf

22

GMO ENGEDÉLYEZTETÉSI ELJÁRÁS

https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/plant/docs/gmo_auth_decision-making-process.pdf

23

EFSA GMO P ANEL

https://www.efsa.europa.eu/en/panels/gmo 24

N ÉHÁNY KAPCSOLÓDÓ EFSA ÚTMUTATÓ

25

EU- BAN ENGEDÉLYEZETT GMO- K REGISZTERE

http://ec.europa.eu/food/dyna/gm_register/index_en.cfm ²⁶

H AZAI SZABÁLYOZÁS

27

H AZAI SZABÁLYOZÁS

28

http://www.fao.org/food/food-safety-quality/gm-foods-platform/en/

FAO GM F OODS P LATFORM

29

G ÉNMÓDOSÍTÁSSAL KAPCSOLATOS KÖRNYEZETI AGGÁLYOK

• Génszökés (a transzgén bekerülése a vad populációba)

• A gén aktív marad a GMO betakarítása után

• Nem célszervezetek érzékenysége a géntermékre (pl. nem kártevő rovarok)

• Gén stabilitása

• Más növények életterének csökkentése

• Biodiverzitás csökkenése

• Vegyszerek nagyobb mértékű használata

http://www.unairan.org/wp-content/uploads/2017/06/Environment.jpg

30

G ÉNMÓDOSÍTÁSSAL KAPCSOLATOS ETIKAI AGGÁLYOK

• Evolúció felgyorsítása, az ellenőrző mechanizmusok kiiktatása

• Biodiverzitás csökkenése (új korokozó  fajok pusztulhatnak ki)

• Eltérő körülmények, eltérő kockázat

• Vírusvektorok új korokozóvá alakulhatnak

• Anibiotikum-rezisztencia markerek  antibiotikum-rezisztencia fokozása

• Kannibalizmus

• Integritás (idegrendszer nélküli állat?)

• Vallás, filozófia

http://blog.zlien.com/wp-content/uploads/Ethics-Construction.jpg

31

Ö SSZEFOGLALÁS

Élelmezés-

biztonság, orvoslás, mezőgazdaság,

környezetvédelem Élelmiszerbiztonsági, környezetvédelmi, etikai

aggályok

https://researchethicsmeasures.files.wordpress.com/2014/05/scales_black_silhouette.png, http://cdn.mysitemyway.com/etc-mysitemyway/icons/legacy-previews/icons/3d-transparent-glass-icons-alphanumeric/068017-3d- transparent-glass-icon-alphanumeric-icon_091.png

32

https://geneticliteracyproject.org/wp-content/uploads/2014/10/map-sept2014.png

Ö SSZEFOGLALÁS

33

F ELHASZNÁLT ÉS AJÁNLOTT IRODALOM , HASZNOS LINKEK

- FAO GM Foods Platform:

http://www.fao.org/food/food-safety-quality/gm-foods-platform/en/

- Európai Bizottság: https://ec.europa.eu/food/plant/gmo_en - New Techniques in Agricultural Biotechnology (2017)

https://ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_techniques_

agricultural_biotechnology.pdf

- EFSA: http://www.efsa.europa.eu/en/topics/topic/genetically-modified-organisms - GM Food Safety Assessment- Tools for Trainers (FAO):

http://www.fao.org/docrep/012/i0110e/i0110e00.htm

- FAO: http://www.fao.org/food/food-safety-quality/a-z-index/biotechnology/en/

- Szabára Á, Kasza Gy, Lakner Z, Ózsvári L. A géntechnológia gyakorlati lehetőségei, jogi szabályozása és etikai megítélése. Magyar Állatorvosok Lapja. 2011; 133: 117-128.

- Lusser M, Parisi C, Plan D, Rodríguez-Cerezo E: New plant breeding techniques.

State-of-the-art and prospects for commercial development (2011) http://ftp.jrc.es/EURdoc/JRC63971.pdf

34

https://i.ytimg.com/vi/7TmcXYp8xu4/maxresdefault.jpg, http://poster.keepcalmandposters.com/21366.png, https://media.licdn.com/mpr/mpr/AAEAAQAAAAAAAAciAAAAJGJlNjI5YWJiLWEzNWMtNDIyOS05YzU1LWM1YWZjMGI3ZmY2OA.jpg, https://s3.amazonaws.com/scrumorg-blog/wp-content/uploads/2016/01/22051816/3028124-poster-p-dna.jpg

Köszönöm a figyelmet!

35