Pusztai Árpád

Hol tart a géntechnológia növénybiológiai alkalmazása? Célkitüzések, eredmények, környezeti és egézségügyi problémák

A genetikus kód és a különböző génmanipulációs módszerek felfedezésével a 70-es években lehetőség nyilt arra, hogy a sejtek, köztük a növényi sejtek, alapvető tulajdonságait meghatározó DNS molekuláit, génjeit, örökithető módon megváltoztathassuk. Ennek fő módszerét a rekombináns géntechnológia szolgáltatja. A hasznosnak vélt DNS molekulák laboratóriumi kémiai módositása, enzimatikus felszabdalása és uj módon való összekapcsolása, majd egy kör alakú plazmid DNS segitségével történő felszaporitása (ugynevezett klónozása) megnyitotta az utat a géntechnológia gyakorlati felhasználására. A géntranszformáció alkalmazásánál az igy előkészitett gént, más szükséges DNS darabokhoz kötve, egy ugynevezett transzformációs vektor segitségével juttatják be a növényi sejtekbe. Erre vagy természetes génátviteli módszert használnak, ugy hogy egy talajbaktérium (Agrobactérium) segitségével "fertőzik meg" a növényi szövetet igy juttatva be a vektort, vagy a vektort magát mikroszkópikus fémrészecskékhez kötve belővik a növényi sejtekbe, de anélkül hogy tudnák hogy hová érkezik. Igy a kivánt gén növényi sejtekbe való beépitése aránylag könnyen megoldható, de ahhoz hogy a gén müködjön az is szükséges, hogy a vektorba épitve, egy "kapcsoló" szerepét betöltő ugynevezett promoter DNS darab is bekerüljön. Ezt a szerepet az első generációs, jelenleg forgalomban lévő, génmódositott (GM) növényekben a karfiol mozaik virus 343 nukleotid egységből álló DNS-e (CaMV 35S) tölti be. Egy másik gén a "kikapcsoláshoz" szükséges. A transzformációs vektornak ugyancsak tartalmaznia kell még egy másik általánosan használt gént, aminek az a feladata, hogy a sikeresen átalakitott sejteket meg lehessen különböztetni a nem-transzformáltaktól. Ezt a szerepet eddig leggyakrabban az antibiotikum-rezisztenciát kódoló gének töltötték be. Ez elöbb leirt módszerek felhasználásával elméletileg jóformán bármilyen előlényből izolált gén DNS darabját át tudják vinni egy másik élőlény génomjába. Egy gén másik sejtben való müködtetésének tehát az az előfeltétele, hogy nem csak a kivánt tulajdonságú gént hanem több más, a kivánt gén működését biztositó, gént is be kell juttatnunk a génomba. A gyakorlatban génmódositást főként növényekkel végeznek mert a transzformáció könnyebben kivitelezhető növényeken mint állatokon. A növények génmódositását a géntechnológusok ugy próbálják beállitani hogy ez a módszer ugyanaz mint a hagyományos növénynemesités (keresztezés) csak sokkal gyorsabban lehet vele eredményt elérni. De ez nem igaz. A keresztezéssel végrehajtott génátvitelnek mások a szabályai. A hagyományos keresztezés csak hasonló, közeli növényfajták között lehetséges. Ezzel szemben a géntechnológia segitségével bármilyen, radikálisan különböző élőlényből, például egy állatból izolált gént is át lehet vinni növényekbe. Ilyen fajta keresztezés a természetben magától soha sem fordulna elő. Igy a géntechnológia lehetőséget nyujt arra, hogy a génmódositott növények radikálisan uj tulajdonságokkal rendelkezzenek és ez az uj módszer, legalább is elméletileg, óriási lehetőséget kinál a növénynemesitőknek merőben uj, szabadalommal védhető vetőmag és más termékek előállitására.

A génmódositáson alapuló növénynemesités fő célkitüzése az, hogy a növénytermesztés és a táplálkozástan több különböző gyakorlatban lényeges problémáját megoldja:
Az egyik fontos gyakorlati cél az, hogy a természetben előforduló, vagy uj, rezisztenciát kódoló szintetikus gének átvitelével fontos kulturnövényeket rovar és egyéb kártevők szemben ellenállóvá tegyük. A kukorica, burgonya és egyéb fontos haszonnövények védelmére leggyakrabban a biotermesztésben is engedélyezett baktériumból, a Bacillus thüringiensis-ből, izolált toxin génjét használják fel.
A génmódositás másik fontos feladata az, hogy olyan géneket épitsenek be kulturnövényeinkbe amik ellenállóvá teszik őket a különböző gyomirtószerekkel szemben. Érdekes módon, a nagy biotechnológiai vállalatok mindig olyan uj génmódositott növény fajtákat hoznak létre amelyek csak a vállalat saját gyomirtószerét tolerálják, de a másokét nem. A génmódositott gyomirtószerekkel szemben ellenálló növények fő előnye az, hogy a gyomirtószer elpusztitja a környezetben a gyomokat, mig a génmódositott kulturnövényt nem. Ez rendkivül megkönnyiti a termesztő feladatát, olcsóbbá teheti a terméket és csökkenthetné a használt gyomirtószer mennyiségét.
Génmódositással elméletileg az is megvalósitható, hogy megfelelő gének átültetésével a kulturnövények olyan viszonyok között is termeszthetők legyenek amik gyakorlatilag még lehetetlenek. Nagy nyereség lenne a mezőgazdaságnak ha például a tengerpart közelében lévő sós talajt, erősen savas termőföldeket vagy a szárazsággal küzdő vidékeket bevonhatnák a mezőgazdasági termelésbe. Sajnos eddig még nem állitottak elő olyan GM növényeket melyek termesztése ilyen mostoha körülmények között kifizetődő lenne.
A GM növények egyik legfontosabb felhasználása a táplálkozástan területén várható. Elméletileg lehetséges növelni a haszonnövények fehérjetartalmát, javitani annak minőségét, feldúsitani a növény nyomelem és vitamin tartalmát, megváltoztatni zsirsavainak összetételét és mennyiségét, vagy egyéb táplálkozás szempontjából hasznos változást hozni létre a megfelelő gének bevitelével. Az ilyen tipusú génmódositás jelenleg még rendkivül ritka. Lehetséges, hogy a nemrégiben bejelentett, A vitaminnal dúsitott GM rizs engedélyezése lesz az első fontos, táplálkozás szempontjából is előnyös GM növény. Valószinű, hogy a közeljövőben több hasonló GM növényt fognak előállitani és forgalmazni.

A géntechnológiával előállitott és szabadalmaztatott termékek száma igen jelentős, különösen az amerikai kontinensen. A gyomirtószer-rezisztens szója, repce és a különböző rovarokkal szemben ellenálló kukorica és gyapot fajták termesztése már dominál az USA, Kanada és egyes dél-amerikai államok mezőgazdaságában. Mivel nem allnak megfelelő adatok rendelkezésünkre jelenleg nagyon nehéz lenne objektivan értékelni a GM technológia előnyeit. Az általánosan elfogadott vélemény az, hogy a herbicid-rezisztens szója terméshozama valamivel kevesebb mint a hagyományos szójáé, de a termesztés könnyüsége ezt kárpótolhatja. A rovar-rezisztens GM kukorica terméshozama kissé meghaladja a konvencionális kukoricáét, de csak olyan területeken ahol a kukorica kártevők rendkivül elszaporodtak. Igy a helyi körülményektöl függ az, hogy vajjon a drágább GM vetőmag ára megtérül-e a nagyobb kukorica hozam révén. Jelenleg csak a multinacionális vállalatok és egyes farmerek profitálnak a GM technológia bevezetéséből, a fogyasztóknak semmi előnyük sincs. Nincs olyan GM kulturnövény forgalomban ami a fogyasztóknak is előnyös lenne. Ha elfogadjuk a biotechnológiai vállalatok érvelését a legjobb amit várhatunk az, hogy a GM technológia esetleges, jövőbeni előnyei igazolják majd a beléjük vetett hitet.

A nyugati fejlett államok politikusai a biotechnológiával foglalkozó multinacionális vállalatok képviselőivel együtt lelkesen támogatják a GM technológiát és próbálják a népességgel elfogadtatni a GM növényekből készitett élelmiszereket. Ezzel szemben a fogyasztók nagy része, különösen Europában, kevéssé lelkesedik és vagy egyáltalán nem vagy csak vonakodva fogadja el az ezekből készült az élelmiszereket.

Legtöbbször személyeskedő, éles ideologiai, de nagyjából steril vita folyik a GM technológia hivei és ellenzői között. Mig az előbbiek az emberiség megváltásának zálogát látják ebben a radikálisan uj növénynemesitési módszerben, az ellenzők főleg a technológiaban rejlő vagy lehetséges, de nem vizsgált problémákkal és a módszer hátrányaival érvelnek. A vita steril volta főként abból ered, hogy nagyon kevés megbizható adat áll rendelkezésre annak az objektiv megitéléséhez, hogy hol is állunk. A nagy versengésben, hogy melyik vállalat fog elsőként piacra dobni sikeres GM növényt, a dollár billióikat a GM növények fejlesztésébe fektették be, de ezek lehetséges vagy valós környezeti és egézségügyi hatásának kutatására csak minimális összeget forditottak. Ugyszintén sajnálatos, hogy a biológia ezen rendkivül fontos területén meglepően kevés a biotechnológiai vállalatoktól független tudományos munka és még kevesebb a publikáció magas impakt faktorú referált folyóiratokban. Sokan ugy vélik, hogy a géntechnológia sokkal több problémát kreált mint amennyit megoldott. Az általánosan elfogadott vélemény szerint legfontosabbnak a környezeti káros hatások közül a termőföld és a talajviz génszennyeződését, a herbicid-toleráns gének gyomnövényekbe való átkerülését tarják. Ugyszintén probléma a hasznos rovarok és más környezeti életformák pusztulása a nem kielégitően szelektiv kártevő elleni rezisztencia gének bevezetése miatt. A GM növényekből készült élelmiszereknek az emberi és az állati egézségre, az anyagcserére, a növekedésre, az immun- és hormonrendszerre gyakorolt hatásáról ha lehet, még kevesebb tudományos közlemény jelent meg. A biotechnológiai vállalatok és az amerikai élelmiszereket és gyógyszereket vizsgáló bizottság (Food and Drug Administration) szerint ilyen vizsgálatokra különben sincs szükség. Véleményük szerint a GM élelmiszerek lényegileg azonosak a nem-transzformált növényekből készitett élelmiszerekkel. Ennek eredményeként az ilyen tipusú kutatásokra majdnem lehetetlen pénzügyi támogatást szerezni. Legjobb tudomásom szerint a GM élelmiszerek lehetséges hosszutávú káros hatásának vizsgálatát vagy ennek szükségességét még csak fel sem vetették, nemhogy ilyen tipusú kisérleteket folytatnának. Elképzelhető, hogy a vektorral a növénybe bevitt és a táplálékunkba kerülő DNS molekulák rekombinációs reakciók alapján potenciálisan káros hatást fejthetnek ki bélrendszerünkre. Az emberi sejtek és az GM élelem DNS molekulái közötti kölcsönhatást valószinüleg sehol sem vizsgálják noha hosszú távon ezek komoly veszélyt jelenthetnek az emberiségre. Ebből a szempontból a karfiol mozaik virusból kivett promoter DNS-nek a felhasználásával sokan nem értenek egyet. Ez a promoter nagyfokú hasonlóságot mutat töb humán patogén virushoz, többek között a Hepatitis B és a HIV virushoz. Ily módon, kutatási adatok hiányában nagyon nehéz a vitát objektiv és tudományos sikon tartani. Ez valószinüleg azt is megmagyarázza, hogy a napi sajtóban megjelenő cikkek nagy része nem tényeken alapul hanem szenzációhajhász. Sajnos a kritikátlan, egyoldalú szemlélet jellemző a tudományos publicisztikára is. A megoldás a kezünkben van: ha itéletünket több és függetlenül végrehajtott kutatás objektiv eredményeire fogjuk alapozni és ha ezek azt mutatják hogy a GM növények termesztése nem jelent elfogadhatatlan veszélyt a környezetre és az ezekből készült élelmiszerek sem rövid sem hosszú távon nem veszélyeztetik egézségünket, ugy a fogyasztók is lesznek annyira érettek, hogy nem fogják elvetni ennek a technológiának az eredményeit. Ha viszont nem ezt az utat fogjuk követni és nem lesz minden tudományágat magában foglaló, érdekektől független, tényeken és kisérleti eredményeken alapuló kutatás, akkor nem lehetetlen, hogy egy potenciálisan fontos technológia el fog tünni a 21 század tudományos és gazdasági szinteréről.

egészség