Генетично редактирана пшеница
– Специфични модели на генетична модификация…
Преди да се приложат нови методи като генетичните ножици CRISPR/Cas, често за въвеждане на генетичните ножици в генетичния материал на целевия организъм се използват по-старите методи на генното инженерство. Това може да предизвика специфични нежелани промени. В допълнение, моделът на генетична модификация, причинен от новите методи, често е уникален и не може да бъде постигнат с конвенционално отглеждане. Това се отнася и за случаите, когато в генома не се въвеждат допълнителни гени.
Учени, работещи за американската компания Calyxt, са се насочили към група глутенови протеини (глиадини) в пшеницата, за които се смята, че причиняват възпалителни заболявания на червата (целиакия). Тези гени са част от едно голямо семейство гени, които присъстват в така наречените „генни клъстери“ (т.е. в множество копия) на различни места в генома. Досега конвенционалното отглеждане не е успяло да намали големия брой гени и техни копия. С помощта на генетичните ножици CRISPR/Cas учените успяха за пръв път през 2018 г. да изключат голяма част от тези гени – бяха „изключени“ 35 от 45 гена, които произвеждат глиадини. Резултатът е уникален модел на генетична модификация при пшеницата. Това обаче може да предизвика и нежелани биологични свойства, например промени в състава. Поради тази причина тези растения трябва да бъдат подложени на подробно изпитване, за да се определят рисковете, дори ако не са добавяни допълнителни гени за постигане на тази нова комбинация от гени.
Изменянето на растенията се случва на няколко етапа: първо са произведени трансгенните растения от пшеница с помощта на по-стари методи на генното инженерство (т.е. така наречения „генен пистолет“). Причината е, че протеинът (ензимът) за генетичните ножици първо трябва да бъде вграден в растенията. За това в генома на растенията трябва да бъде вкаран бактериален ген за образуването на ензима. Чак на втория етап се прилага новият метод за генно инженерство (т.е. редактиране на генома), който се използва за „отрязване“ на съответните гени, така че те да загубят функцията си. Този двуетапен процес е характерен за приложенията на генетичните ножици, които всеки път трябва да бъдат въвеждани в клетките, преди да станат активни. Такива процедури се прилагат за почти всички растения с редактиран геном, които досега са регистрирани или одобрени за отглеждане в САЩ. Едно от последствията е, че в растенията присъстват също така компоненти на трансгените (включително тези от бактериите), които учените се опитват да отстранят на по-късен етап от отглеждането. Освен това методът на „генния пистолет“, често използван в по-старите похвати на генното инженерство, често предизвиква множество други нежелани промени в генома. Могат да се появят нови непредвидени вещества, които са и трудни за откриване.
Този пример показва следното:
(1) Растенията, които са изменени с помощта на новите техники за генно инженерство, трябва да бъдат внимателно изследвани за нежелани промени. Трябва да бъдат включени всички етапи на съответния процес.
(2) Освен това растенията с редактиран геном често проявяват генетични комбинации и свойства, които са трудни или невъзможни за постигане при конвенционално отглеждане. Рисковете за хората и околната среда трябва да бъдат внимателно проучени.
Година на издаване: 2020 г.
Допълнителна информация:
Вижте още: Видеоклип „Какво (не) е генно инженерство?“ (на немски език със субтитри на английски)
Източник на текстовете и визиите: TestBiotech
Илюстрация: Timo Zett – timozett.de