Noua lume frumoasă a OMG-urilor (?)

Lumea frumoasă și nouă a OMG-urilor (?) László Sági E-mail: [email protected]

Subiecte Fundamentele ingineriei genetice Metode pentru producerea culturilor modificate genetic Unele aplicații ale culturilor modificate genetic Culturile modificate genetic pe piață Întrebări

Celulă tisulară de inginerie genetică

Volum inginerie genetică: 2-3 μm³ Greutate ADN: 1-20 pg lungime: 0,5-3,5 Gbp = 0,5-3,5 x 10 9 bp 1 bp = aprox. 1 nm (10-9 m) aprox. 0,5-3 m ADN/celulă ! casetă compactă: 65 cm³ și 100 m

Inginerie genetică 1977: 1000 bp/an genom uman: 10 ani (2001) și 15 minute (2013) astăzi: 20-30 Gbp/zi/mașină 1000 $ genom personal 200 $ caracterizare genă R. Franklin (1920-1958) viitor: genomică nutrițională, genomică farmaceutică, sport

Tehnologia genelor Structura genomului 60-90% ADN dinamic, care nu codifică genele - elemente în mișcare: (retro) transp - adaptare elemente repetitive, evoluția 5-10% codifică doar ARN 5-30% codificare proteină (genă) 20-50 mii, interacțiuni

Activarea tehnologiei genelor Inhibarea reglementării genelor

Tehnologia genei Gena SRY este un alozom

Tehnologia genei Regiunea SRS care determină sexul asupra alozomilor genici pe cromozomul Y

Tehnologia genei Gena SRY este ziua 42 SRY!

Inginerie genetică Inginerie genetică Tăiere: Copiere: Lipire:

Inginerie genetică ADN recombinant Orice ADN și genă: de ex. producerea insulinei umane

Ce este un OMG? Organism modificat genetic (microb, plantă, animal.) Modificarea materialului genetic (genom, ADN): - încorporare de ADN străin/propriu (trans-v. OMG cisgenic) - ADN încorporat este moștenit în descendenți (stabil) - ADN încorporat ( v gene) funcția nu este o condiție Localizare: nucleul v. organe celulare (cloroplaste) Scop: organisme îmbunătățite medical v. pentru mâncare Percepția prezentă: controversată, divizorie, supra-politizată.

Înțepate genetic, modificate genetic. Ce NU este un OMG? La urma urmei, (aproape) toate organismele (celulare sau necelulare): - conțin gene (11-60.000), inclusiv ADN - formează o unitate funcțională în Frankenfood, deoarece> 90% sunt în scopuri de cercetare (laborator)

Definiții ale OMG-urilor Un organism este o unitate biologică capabilă să se replice sau să transmită material ereditar, inclusiv microorganisme, dar excluzând oamenii sau embrionii umani. Cultură de celule animale și vegetale = microorganism!

OMG Definiții Modificare genetică Alterarea eredității unui organism într-un mod care nu apare în natură prin împerechere sau recombinare naturală sau ambele Da: vector NS recombinant + microinjecție (ICSI!), Fuziune celulară Nu: fertilizare in vitro, poliploidizare, încrucișare

Cercetarea aplicațiilor OMG >>> Scopul comerțului: funcția genei, transducția semnalului, consumul căii metabolice, procesarea Mediu: agricol controlat, industrial Produs: piață intelectuală

OMG Fenomen complex Complex Profesional Sănătate Mediu Drept economic Etică socială Politică Termen. științific socio-economic

Elemente de tehnologie genică pentru transferul de gene Unde? (celulă, țesut, plantă sau animal individual) Cum? (metode directe și indirecte) Ce? (ADN, genă) Interdisciplinar, domeniu complex: (bio) informatică, (moleculară) genetică, microbiologie, cultură tisulară, nanotehnologie, dezvoltare tehnică, agronomie, toxicologie

Elemente de tehnologie genică pentru transferul de gene Unde? (celulă, țesut, plantă sau animal individual) Orice lucru care poate fi cultivat și primit in vitro

Elemente de tehnologie genică pentru transferul de gene Unde? (celulă, țesut, plantă sau animal individual) Cum? (metode directe și indirecte) Ce? (ADN, genă)

Principiile de transfer al genelor agrobacteriene Fertilizarea celulelor spermatozoice Transferul natural al genelor

Transfer de gene agrobacteriene Tumoră de plantă.

Transfer de gene agrobacteriene M. van Montagu & Jeff Schell

Transfer de gene agrobacteriene Etape tehnice antibiotice cultura infecției

Transfer de gene agrobacteriene către întreaga plantă

Elemente de tehnologie genică pentru transferul de gene Unde? (celulă, țesut, plantă sau animal individual) Cum? (metode directe și indirecte) Ce? (ADN, genă)

Culturi modificate genetic în Ungaria Adaptabilitate Grâu martor neirigat Grâu modificat tolerant la secetă Gabonakutató Kht & MTA SzBK

Culturi modificate genetic în Ungaria Rezistență la boli Tutun modificat genetic (spate) rezistent la virus și tutun controlat (față) MBK, Gödöllő

GM Banana Plants Luciferin + ATP + O 2 LUC Oxyluciferin + AMP + PPi + CO 2 + Light (562 nm) Sistem de cameră digitală CCD ultra-sensibilă

Plante de banane modificate genetic Genele urmăresc luciferaza vizibilă 10.000 de embrioni/zi

controlul plantelor de banane modificate genetic Genele urmăresc candidatul luciferazei vizibile

Plante de banane modificate genetic Urmă genică vizibilă LUC 26 C LUC 8 C

Testarea proteinelor GM pentru plantele de banană

GM Banana Plants Protein Testing Control Seed Protein

Plante de banane modificate genetic plantate într-o seră

Extractele de proteine din plante de banană GM W Plantele GM (0-7) -K SK AMP

Plante de banane modificate genetic Proteina extrage proteine cu miez mediu (2,5 µg/ml) plante de control plantă modificată genetic

Controlul frunzei plantelor de banană GM -K Planta GM W + K

Produse modificate genetic pe piață Suprafețe de culturi modificate genetic în lume M Ha 10%

Produse modificate genetic pe piață Proprietăți vegetale modificate genetic M Ha

Produse modificate genetic pe piață Specii de plante modificate genetic în lume M Ha

M Dacă produsele modificate genetic sunt pe piață, speciile de plante modificate genetic sunt acceptate în lume

GM papaya GM PRSV (Hawaii) Pleacă. Experiment controlat

Produse modificate genetic pe piață Amis și culturi modificate genetic comunitate religioasă conservatoare fără electricitate, telefon și mașină fără computer, fără fotografii, dar: tutun/cartof GM modificat 10x (porumb) fermă mică compatibilă cu tehnologia GM

Produse modificate genetic pe piață Ce este permis în UE? Porumb modificat genetic (21): import și prelucrare, cultivare (1) Soia modificată genetic (2): import și prelucrare cartofi modificate genetic (2): industrial (!) Prelucrare, cultivare (1) Rapiță modificată genetic (3): import și prelucrare a produselor modificate genetic bumbac (1): importul și prelucrarea sfeclei de zahăr modificate genetic (1): furaje și prelucrarea garoafelor modificate genetic (1): import, prelucrare (cultivare)

Produse modificate genetic de pe piață Cartofi GM rezistenți la cartofi care vin (Fortuna)

Produse modificate genetic pe piață Și ce este autorizat în țara noastră? 0

Produse modificate genetic pe piață Și ce este autorizat în țara noastră? 0 În conformitate cu articolul X din Legea fundamentală a Ungariei, în vigoare de la 1 ianuarie 2012: (1) Ungaria garantează libertatea cercetării științifice și a creației artistice, precum și libertatea de învățare și predare în cadrul specificat de lege în ordinea pentru a dobândi cel mai înalt nivel posibil de cunoștințe. (2) Statul nu are dreptul de a decide asupra chestiunii adevărului științific, doar practicienii științei au dreptul să evalueze cercetarea științifică.

Probleme false otravă BT la făt? OMG-urile sunt toxice și în uter 14 septembrie 2011 Frankenstein în cămară (editorial) 15 septembrie 2011 93% dintre bebelușii nenăscuți contaminați cu toxine OMG 25 mai 2011 Toxine alimentare GM găsite în sânge de 93% dintre bebelușii 20 mai 2011

Probleme false otravă BT la făt? În sângele femeilor însărcinate canadiene și a făturilor lor Proteina Cry1Ab Ipoteza 1: Din plante/alimente modificate genetic (supermarket) Refutare 1: 0,5-1 kg de porumb trebuie consumate zilnic Ipoteza 2: Din carne de animale hrănite cu plante modificate genetic Refutare 2: De ce nu Bt cu legume tratate cu pesticide ? Ceea ce este mai realist și probabil. Refutarea 3: erori metodologice, fals pozitive, știință proastă (prea rudimentară)

Dipel biopesticid acum 50 de ani Probleme false otravă BT la făt? Utilizarea dipelului în Canada: mere, fructe de pădure, cartofi, broccoli, nuci, ierburi, varză, conopidă, pere (> 50 specii de plante cultivate) Doză: 0,2-2 kg/ha ocazional (7-10 mii HUF/kg) Aplicare: 10-12 zile (în mere 10x = aproximativ 10 kg/an)

Întrebări (G. Németh) 1. Culturile modificate genetic și biodiversitatea: cât de rezistente vor fi aceste culturi (nu mai există tipuri de rezerve genetice care să răspundă mai bine, doar unele dintre plante vor muri din cauza unei boli etc.), cât de vulnerabile vor fi noi suntem la asta?

Întrebări 2. Poate fi produsă orice genă de la zero (2.1. Adică nu avem o plantă cu o anumită genă fizic, dar avem datele într-o anumită formă (de exemplu, o descriere exactă a genei date pe un computer), 2.2 Complet de la zero prin experimentare)? 3. Cât de mult poate fi modificat ciclul de viață cu gene (de exemplu: cât durează porumbul să se maturizeze, cât va dura recoltarea copacului, caz extrem: cât va trăi o persoană)?

Dezvoltarea plantelor Ianuarie Feb Ma r Apr Mai Iun Iul Aug Sep Oct Nov germinatie latenta ZILE LUNGI plante flori ZILE SCURTE plante flori senescenta (anuale) latente Dec Lungime zi (ore) 10 12 14 16

Întrebări 4. În ce măsură este posibil să se recupereze specii/subtipuri de plante deja dispărute (există date genetice pe ea, dacă da, se pot recupera)? Paleogenomică: Mamuti (2008)

Întrebări 5. Care sunt perspectivele pe termen lung (10-30 de ani) și oportunitățile de dezvoltare ale domeniului tematic? 6. Rezistență ridicată la alimentele modificate genetic. Există vreo bază științifică în acest sens?