Tryggere genmodifisering med kamikazegen?

Et argument mot genmodifiserte avlinger er at genene kan spre seg til andre plantearter. Kanadiske forskerne mener de har funnet en løsning: Et ekstra gen som dreper uønskede krysninger. Blir avlingene tryggere av den grunn?

Publisert

En genmodifisert plante har fått arvestoffet sitt endret ved hjelp av genteknologi.

Mennesker har i tusener av år krysset og foredlet planter og dyr for å få frem best mulig egenskaper. Med genmodifisering kan dette skje uten å avle over mange generasjoner.

Mer effektivt jordbruk

Poenget med å genmodifisere en nytteplante kan for eksempel være å øke avlingen - og kanskje øke verdens matvareproduksjon. Eller man kan bedre næringsinnholdet i en plante - eller smaken for den saks skyld.

Det er mulig å gjøre planter motstandsdyktige mot angrep fra insekter, eller mot visse plantegifter som brukes på plantefeltene. Det er også gjort forsøk med å produsere nye forbindelser, for eksempel vaksiner, i genmodifiserte matplanter. Soya og mais er de vanligste genmodifiserte plantene i dag.

I Europa har det vært stor motstand mot genmodifiserte matsorter, mens de er blitt vanlige på markeder i USA og Asia. Et av de klassiske argumentene er at gemodifiserte organismer kan overføre de nye genene de har fått til nært beslektede ville arter eller andre organismer.

Spredning via pollen

Hos planter kan spredning skje via pollen. Når gener kombineres på nye måter er det vanskelig å forutsi hvordan de vil fungere. Et av skrekkscenarioene er fortrengning av naturlige arter.

Hvor farlig denne typen krysninger eventuelt vil være, finnes det ingen enighet om, men den nye forskningsrapporten foreslår en tilsynelatende enkel løsning på problemet, som vil hindre modifiserte gener i å spre seg til for eksempel andre avlinger eller ugress:

Kamikazegenflyt

Forskerne mener plantene kan modifiseres slik at pollenet inneholder et tilleggsgen som dreper alt uønsket avkom. Plantene i selve avlingen vil imidlertid formere seg innbyrdes, og jordbrukeren vil kunne samle og plante frø.

Ved det Canadiske Agriculture and Agri-Food i Ottawa, har ideen blitt testet ved å utstyre tobakksplanter med to gener fra mikroben Agrobacterium tumefaciens, en jordbakterie som forårsaker sykdommen krongalle hos en rekke planter.

De to genene fra bakterien setter i gang en overproduksjon av plantehormonet auxin, som skaper kaos i den infiserte planten.

Genetiske brytere

Forskerne forsikret seg om at skaden bare ville påvirke frø, ved å knytte genene til en genetisk bryter som bare er aktiv i embryoer (de første cellene) fra en annen plantetype. Når forskerne satte denne gruppen gener inn i tobakksplantene, ble frøene hindret i å spire.

For å holde virkemiddelet i sjakk, og for å la de genmodifiserte plantene produsere egne frø, la forskerne til enda en genetisk kontrollmekanisme som undertrykte de kamikazelignende auxingenene, skriver journalen Science.

Så lenge de genmodifiserte plantene formerte seg med hverandre, forble kamikazegenene inaktive, men med en gang plantene prøvde å formere seg med ikke-modifiserte slektninger, ble de aktivisert.

Skeptisk

Professor Tor-Henning Iversen, som er leder for Plantebiosenteret ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), er ikke spesielt positiv til denne typen forsøk på å hindre eventuelle skadevirkninger fra genmodifiserte avlinger.

- Det finnes fortsatt en teoretisk mulighet for at det frødrepende genet kan spre seg på en uønsket måte, selv om frøet ikke kan spire. Man kan da risikere dobbelt negativ effekt. Vi kan trekke parallellen til tidligere problemstillinger omkring markørgener, sier han.

Iversen er også prosjektkoordinator for et EU-prosjekt om genmodifisering av jordbær, og eventuelle negative konsekvenser for samfunnet.

- Dersom man først skal akseptere genmodifisering, med det manglede innsyn i negative bivirkninger som vi har i dag, så får man kjøre løpet helt ut, og si: “Greit, vi tar sjansen på at dette går bra” - isteden for å sette inn mottiltak som kan ha mer negative effekter enn bare å la kvalitetsgenene kjøre sitt eget løp, sier han.

Parallell til markørgener

På tidligere stadier i genteknologien hengte man bestemte markørgener på de genmodifiserte organismene for å kjenne dem igjen i laboratoriet. For eksempel kunne forskerne legge inn et markørgen som gjorde organismene motstandsdyktige mot antibiotika.

Når de så brukte antibiotika i dyrkningsmediet i laboratoriet, ville de genmodifiserte organismene være motstandsdyktige mot dette, mens de vanlige organismene ville dø ut og forsvinne. Markørgenet gjorde at de genmodifiserte organismene overlevde.

Problemet er bare at det finnes en liten teoretisk mulighet for at gener - også slike markørgener - kan spre seg horisontalt til andre arter. For eksempel kan man tenke seg at gener fra genmodifiserte planter som vi bearbeider i fordøyelsessystemet, kan overføres til de vanlige bakteriene vi har i tarmene, og gjøre dem utilsiktet genmodifiserte, med det resultat at de blir motstandsdyktige mot antibiotika.

Uenighet

- Markørgenet brukes kun for å selektere den genmodifiserte organismen. Derfor har mange hevdet at man bør få bort disse markørgenene, og bare jobbe med de nyttige genene - kvalitetsgenene, sier Iversen.

En mulig overføring av markørgener i tarmsystemet er imidlertid noe forskerne er ganske uenige om. For noen år siden gjorde amerikanske Food and Drug Administration og det engelske Food Standards Agency, en analyse av risikoen for dette, og kom fram til at den er liten, men teoretisk tilstede. I dag mener mange av forskerne at dette ikke vil kunne skje.

- Hvis man tar med et frødrepende gen, i tillegg til kvalitetsgenene som skal gjøre avlingen bedre, vil dette frødrepende genet kunne ha en lignende funksjon som markørgenene. Meningen er imidlertid at det på en positiv måte skal forsterke virkningen av genmodifikasjonen, og sørge for at den ikke fører til negative effekter på økosystemet, sier Iversen.

Horisontal genspredning

- Hvis de frødrepende genene sprer seg, får du en rekke uønskede bivirkninger. Genet vil drepe frøene, så det kan ikke spre seg på den måten, men det vil i teorien kunne overføres - via horisontal genspredning - til andre typer organismer.

- Dermed får du den samme effekten som med markørgenene; en ukontrollert prosess i naturen som er like vanskelig som om de genmodifiserte frøene hadde spredd seg i naturen, sier Iversen.

Bare ett av genene i pollenet

Ett annet problem er at forskerne plasserte de to genene - kamikazegenet og undertrykkergenet - på tobakksplantenes kromosomer slik at pollenet fra de modifiserte plantene bare inneholdt ett av dem - aldri begge to på en gang.

Når tobakksplantene ble krysset med sine ikke-modifiserte slektninger, ble riktignok alt avkommet som arvet det frødrepende genet ute av stand til å spire, rapporterer forskerne i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

For at dette skal fungere på åkeren utenfor laboratoriet, må imidlertid undertrykkergenet også modifiseres slik at det blir dødelig når det opptrer alene i pollen.

Referanse:

Schernthaner m. fl: Control of seed germination in transgenic plants based on the segregation of a two-component genetic system

Lenke:

Bioteknologinemnda: Genmodifiserte organismer (GMO)
EU-prosjekt: Transgenic strawberry plants