Kvarkadabrin fokus: Kako prepoznati gensko spremenjene organizme

    Ste se kdaj vprašali kako raziskovalci določijo gensko spremenjene organizme (GSO) v hrani, krmi ali semenih? Kako npr. ločijo gensko spremenjeno koruzo od koruze, ki ni gensko modificirana? Pogovorili smo se s prof. dr. Jano Žel, ki je opisala, kako na Nacionalnem inštitutu za biologijo razvijajo metode za določanje GSO. Pred kratkim so izsledke svojih raziskav objavili v ugledni reviji Nature Biotechnology.

    Kaj? (Referenca)
    Naslov članka je Detection of genetically modified organisms – closing the gaps (Določanje gensko spremenjenih organizmov – zapiranje vrzeli). Izšel je v zelo ugledni reviji Nature Biotechnology, 27, 8, avgust 2009.

    Kdo?(Avtorji)
    Vsi avtorji so zaposleni na Nacionalnem inštitutu za biologijo: Dany Morisset, Tina Demšar, Kristina Gruden, Jana Vojvoda, Dejan Štebih, Jana Žel.

    Kje? (“slovenska”, “evropska” ali “svetovna” raziskava?)
    Raziskava je potekala na Nacionalnem inštitutu za biologijo, Oddelku za biotehnologijo in sistemsko biologijo v Ljubljani. Njen pomen je mednaroden, saj določanje gensko spremenjenih organizmov poteka povsod po svetu.

    Zakaj? (Kako bi izsledke razložili svoji babici, dedku, teti, stricu…?) Nacionalni inštitut za biologijo je nacionalni referenčni laboratorij za določanje GSO, kjer poteka tudi ugotavljanje prisotnosti GSO v vzorcih hrane, krme in semen. Večina GSO, ki so odobreni za trženje so gensko spremenjene rastline. Vzorce prinesejo inšpektorji, ki ugotavljajo ali je hrana in krma pravilno označena ter ali so semena gensko spremenjena. Za določanje GSO uporabljamo molekularne metode s pomočjo katerih ugotavljamo prisotnost genskih elementov, ki jih ni v gensko nespremenjenih organizmih. Prijavitelj, ki želi na tržišče sprostiti nov gensko spremenjen organizem, mora oddati prijavo, v kateri je med drugim točno opisan vnešen genski element in njegovo natančno sekvenčno zaporedje, ki določa lastnost genskega elementa. Pri določanju GSO v prvi fazi določamo genske elemente, ki so prisotni v večih GSO, tako da jih zajamemo čim več. To imenujemo presejalna (rešetalna) analiza. V drugi stopnji nato določamo, kateri GSO je prisoten in koliko ga je. Določanje druge stopnje je v vseh laboratorijih po svetu poenoteno, saj mora prijavitelj tudi predlagati metodo za specifično določanje novega GSO. Metodo preveri še uradni referenčni laboratorij Evropske skupnosti. Prva stopnja pa je prepuščena posameznim laboratorijem. Pri naših analizah smo opazili, da ena od metod v tej prvi stopnji ne deluje dobro v primeru gensko spremenjene koruze z imenom Herculex (TC 1507). Metodo uporablja veliko laboratorijev in z njo določamo enega najpogostejših genskih elementov prisotnih v gensko spremenjenih rastlinah. Metoda je do tedaj dobro delovala na drugih GSO.


    Raziskovalci Nacionalnega inštituta za biologijo GSO določajo z najsodobnejšimi genetskimi metodami. Te vključujejo analizo zaporedja DNA, ki se razlikuje pri GSO in pri normalnih ogranizmih.

    Kako? (Kje se je najbolj zatikalo?)
    Podrobneje smo preučili, kje tiči zajec in zakaj prav pri tem GSO metoda ne prijemlje. S pomočjo natančnih analiz genskega elementa v tej koruzi smo ugotovili, da se zaporedje DNA nekoliko razlikuje od tistega, ki ga je prijavitelj (Pioneer Hi-Bred International iz ZDA) navedel v prijavi. Primerjavo podatkov o zaporedju genskega elementa je potrdil tudi Referenčni laboratorij Evropske Skupnosti Joint Research Centre v Italiji, ki ima bazo podatkov o zaporedjih, ki jih prijavitelji navedejo v prijavi. Preizkusili smo  še drugo metodo, ki prijemlje na drugem mestu genskega elementa in je lepo delovala. Poleg tega smo po ugotovitvi napake v zaporedju “popravili” prvotno metodo, ki je potem uspešno odkrivala ta genski element. Zakaj je bila raziskava objavljena v tako ugledni reviji? Pomembno je, da smo opozorili na to, da se gensko zaporedje GSO na tržišču lahko razlikuje od genskega zaporedja, ki ga opiše prijavitelj v svoji prijavi, ter da je zato potrebno izboljšati sedanji sistem določanja GSO tako, da se bodo tudi metode, ki se uporabljajo za prvo stopnjo določanja, sistemsko preverjale in poenoteno uporabljale.


    Na sliki je navedeno zaporedje DNA gensko spremenjene koruze, ki so jo proučevali raziskovalci na Nacionalnem inštitutu za biologijo ter označena “napaka”, ki je botrovala temu, da metoda ni delovala. 

    Kam? (Naslednja velika stvar na vašem področju?)
    Določanje GSO je zelo kompleksno, saj prihaja na svetovno tržišče vedno več GSO. Med njimi so tudi nedovoljeni GSO, npr. v evropski skupnosti riž iz Kitajske, ki je bil šele v poljskih poskusih, ali pa gensko spremenjena koruza, ki je dovoljena v ZDA, ne pa v Evropi, in še več drugih primerov. Njihovo določanje je težje, kakor določanje dovoljenih GSO, saj zanje nimamo podatkov kateri genski elementi so vnešeni in zato tudi ne razvitih metod. Prav to je področje, s katerih se sedaj ukvarjamo.