Genetyczne modyfikacje organizmów

Skrót GMO (z ang. Genetically Modified Organism), oznaczający genetycznie modyfikowany organizm lub organizmy (zwane teŜ organizmami transgenicznymi lub organizmami zmodyfikowanymi genetycznie) odnosi się do organizmów biologicznych, w których materiał genetyczny został zmieniony w sposób niewystępujący w warunkach naturalnych (pozalaboratoryjnych) na drodze krzyŜowania lub rekombinacji. Termin GMO obejmuje rośliny, zwierzęta oraz mikroorganizmy (np. bakterie i wirusy); nie odnosi się on do ludzi (Kawa 2004).

Modyfikacja genetyczna polegać moŜe na (1) wprowadzeniu do genomu modyfikowanego organizmu fragmentu DNA z innego organizmu, (2) zmianie lub (3) usunięciu danego genu z organizmu. Modyfikacja dotyczy genów

odpowiedzialnych za określone cechy, które w ten sposób są „włączane” lub „wyłączane” (albo wzmacniane bądź osłabiane). Dzięki modyfikacji genetycznej moŜna uzyskać w danym organizmie nowe, niewystępujące wcześniej

właściwości. Przykładem moŜe być uzyskanie u roślin odporności na pewne szkodniki, wydłuŜenie świeŜości produktów rolnych czy wyprodukowanie myszy z ludzkim uchem na grzbiecie, świni o sierści krowy lub świecących w ciemności fluorescencyjnych rybek akwariowych. Zmodyfikowane geny, nazywane

transgenami, stają się elementem genomu i przekazywane są następnym pokoleniom.

GMO są produktami inŜynierii genetycznej, polegającej na zastosowaniu technik słuŜących do modyfikacji materiału genetycznego. „Biotechnologia” jest pojęciem szerszym, obejmuje bowiem wszelkie technologie słuŜące do

wykorzystania metod biologicznych w produkcji, jednak nowoczesna

biotechnologia jest często utoŜsamiana z inŜynierią genetyczną (zob. Twardowski, Michalska 2001: 23). Dlatego w tej pracy posługujemy się zamiennie tymi dwoma pojęciami.

4.1.1 Genetycznie modyfikowane rośliny

Rośliny poddawane są genetycznym modyfikacjom najczęściej w celu uzyskania następujących cech (Kawa 2004b):

- Odporności na herbicydy, czyli chemiczne środki ochrony roślin i środki chwastobójcze (dotyczy głównie soi, kukurydzy i rzepaku). Najczęściej nadawana jest odporność na zawierający glifosat herbicyd Roundup. Modyfikowana w ten sposób soja czy kukurydza nosi wówczas oznaczenie Roundup Ready.

- Odporności na szkodniki (owady) - modyfikacja przy pomocy genu Bt (uzyskiwanego z bakterii glebowej Bacillus thuringensis), który powoduje wydzielanie się toksycznego białka trującego dla owadów. Nie jest ono jednak toksyczne dla innych organizmów, w tym człowieka. Najczęstszym przykładem zastosowania modyfikacji Bt jest odmiana kukurydzy

produkowana przez firmę Monsanto o oznaczeniu MON 810, odporna na omacnicę prosowiankę, dopuszczona do uprawy w Unii Europejskiej od 2004 roku.

- Odporności na choroby wirusowe, grzybowe, bakteryjne.

- Odporności na niekorzystne warunki środowiska (zasolenie gleby, mróz, suszę, metale cięŜkie); otrzymywane w ten sposób GMO mogą być takŜe wykorzystywane do absorpcji nadmiaru metalu cięŜkich w glebie i

oczyszczania jej w ten sposób.

- Poprawy lub nadania nowych cech jakościowych – moŜna w ten sposób wydłuŜać okres świeŜości warzyw i ułatwiać ich transport, a takŜe

produkować rośliny o bardziej wyrazistym smaku i aromacie (np. kawę), ładniejszej barwie, zwiększonym poziomie witamin (np. tzw. „złoty ryŜ”), a takŜe zawierające szczepionki na określone choroby.

Pierwszą genetycznie zmodyfikowaną rośliną był tytoń (1984); do obrotu GMO wprowadzono po raz pierwszy w 1994 roku w USA, był to słynny pomidor Flavr Savr, zachowujący dłuŜej świeŜość i lepiej znoszący transport. Za początek masowej uprawy roślin uwaŜa się rok 1996 (Sowa, Linkiewicz 2007: 46).

W przyszłości planuje się wykorzystanie roślin genetycznie

modyfikowanych w leśnictwie, produkcji biodegradowalnych plastików, biopaliw, biofarmaceutyków oraz do usuwania zanieczyszczeń ze środowiska.

4.1.2 Genetycznie modyfikowane zwierzęta

Zwierzęta poddaje się modyfikacjom genetycznym przede wszystkim w celu uzyskania poŜądanych cech hodowlanych lub do produkcji leków (Kawa 2004c). Zastosowanie inŜynierii genetycznej w stosunku do zwierząt pozwala na:

- Wykorzystanie zwierząt transgenicznych jako tzw. bioreaktorów:

modyfikacja genetyczna słuŜy w tym przypadku do zmuszenia organizmów zwierzęcych do produkcji białek wykorzystywanych jako leki. Produkowana jest w ten sposób m.in. antytrombina, ludzki enzym odpowiedzialny za krzepliwość krwi.

- Uzyskanie szybszego wzrostu zwierząt hodowlanych poprzez wprowadzenie genów powodujących produkcję hormonu wzrostu.

Najczęściej przyspiesza się w ten sposób rozwój ryb, głównie łososi, które w ciągu jednego roku są w stanie uzyskać rozmiary kilkuletniej ryby. - Zwiększenie odporności zwierząt na choroby.

- Zwiększenie produkcji mleka przez krowy.

- Wykorzystanie świń jako dawców narządów do transplantacji. - Modyfikacje zwierząt do badań laboratoryjnych

4.1.3 Genetycznie modyfikowane mikroorganizmy

Drobnoustroje, takie jak bakterie, wirusy czy grzyby, poddawane są genetycznym modyfikacjom przede wszystkim w celu produkcji farmaceutyków. Uzyskuje się w ten sposób waŜne dla zdrowia człowieka białka, które wcześniej zdobywano drogą ekstrakcji ze zwierząt. Są to m.in. insulina, hormon wzrostu, czynniki krzepliwości krwi i szczepionki przeciwwirusowe (Zimny, Oleszczuk 2007: 104). Powstają równieŜ leki niemoŜliwe do wyprodukowania w sposób konwencjonalny, takie jak produkowana przez Bioton insulina ludzka, lepiej tolerowana przez chorych niŜ insulina zwierzęca.

Genetycznie zmodyfikowane organizmy wykorzystywane są w trzech sektorach biotechnologii: 1) rolnictwie i przetwórstwie rolno-spoŜywczym, 2) przemyśle, 3) farmacji z medycyną i weterynarią (Twardowski 2007: 15). W

dalszej części pracy skoncentrujemy się na zagadnieniu uprawy roślin genetycznie modyfikowanych wykorzystywanych w pierwszym z tych obszarów. Nie będzie nas więc interesować genetyczna modyfikacja zwierząt (równieŜ wykorzystywana w

rolnictwie). W mniejszym jedynie stopniu poświęcimy uwagę obrotowi Ŝywnością i produktami GM (genetycznie modyfikowanymi). Terminu GMO będziemy

uŜywać wyłącznie w odniesieniu do roślin genetycznie modyfikowanych wykorzystywanych w rolnictwie⁴². W tym ujęciu na GMO składają się:

1. genetycznie modyfikowany materiał siewny (ziarna wykorzystywane do zasiewu GMO);

2. genetycznie modyfikowane rośliny uprawne;

3. genetycznie modyfikowane produkty rolne, będące wynikiem uprawy GMO i dzielące się na:

a. pasze GM (wykorzystywane do karmienia zwierząt hodowlanych), b. płody rolne wykorzystywane w produkcji Ŝywności GM.

NaleŜy równieŜ odróŜnić komercyjną uprawę roślin GM od upraw badawczych, które z kolei mogą mieć charakter zamkniętego uŜycia (w laboratoriach) i otwartego (na poletkach doświadczalnych). W dalszej części pracy, o ile nie zaznaczono inaczej, odnosimy się jedynie do upraw komercyjnych.

4.1.4 Uprawa roślin genetycznie modyfikowanych na świecie

Według danych International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA) od 1996 do 2007 roku powierzchnia upraw roślin

genetycznie modyfikowanych wzrosła z 1,7 mln do 114 mln hektarów, stanowiąc obecnie 8% areału upraw rolnych na świecie (rys. 3). Połowa upraw mieści się w USA, kolejne pod względem udziału w powierzchni uprawy GMO kraje to

Argentyna, Brazylia, Kanada. Państwa Unii Europejskiej zamykają tę listę: na terenie całej UE uprawiano w 2007 roku 100 tys. hektarów GMO, z czego 70 tys. w samej Hiszpanii. Pozostałe kraje Unii, w których uprawia się GMO, to Francja, Niemcy, Portugalia, Czechy, Rumunia, Słowacja i Polska. Nasz kraj został wymieniony w raporcie ISAAA z 2007 roku po raz pierwszy, ze względu na fakt uprawy w 2007 roku 350 ha kukurydzy GMO.

42 Dla usprawnienia wywodu, przez GMO będziemy równieŜ rozumieć technologię związaną z uprawą roślin GM, a więc określoną gałąź biotechnologii (inŜynierii genetycznej roślin).

Rys 3. Globalna powierzchnia upraw GMO w latach 1996-2007 (w mln hektarów). Źródło: ISAAA 2007

Spośród genetycznie zmodyfikowanych roślin uprawia się soję, kukurydzę,

bawełnę, rzepak, dynię, papaję i lucernę. Ponad połowę globalnego areału upraw stanowi soja, jedna trzecia przypada na kukurydzę, 13% na bawełnę, a 5% na rzepak (zob. rys. 4). Większość GMO - ponad 60% - to rośliny odporne na herbicyd Roundup (Roundup Ready), 18% to organizmy z wprowadzoną odpornością na owady (zawierające zmodyfikowany gen Bt), a 19% stanowią mieszanki łączące modyfikacje dwóch lub trzech cech. W Unii Europejskiej dopuszczalna jest obecnie jedynie uprawa odmian kukurydzy odpornej na omacnicę prosowiankę MON 810, produkowanej przez firmę Monsanto.

0

2

0

4

0

6

0

8

0

10

0

12

0

14

0

Rys. 4 Globalna powierzchnia upraw gatunków roślin GM w latach 1996-2007 (w mln hektarów); za: ISAAA 2007