Er en plomme som ikke inneholder noen fremmede gener – men som har genmodifiserte plommetrær i stamtavlen – en genmodifisert organisme?
Av Andreas Tjernshaugen i tidsskriftet GENialt nr. 3/2012
Innenfor planteforedling er et stort antall nye bioteknologiske metoder tatt i bruk eller under utvikling. De nye metodene vil gjøre diskusjonen om genmodifiserte organismer (GMO) i landbruket mer komplisert, fordi det blir vanskeligere å trekke skillet mellom genmodifiserte og ikke-genmodifiserte sorter.
LES MER: Myndighetene i EU og Norge må gå opp grensen mellom GMO og ikke-GMO på nytt
Gamlemåten
Tradisjonell planteforedling tar utgangspunkt i den naturlige genetiske variasjonen. I årtusener har bønder valgt ut de plantene som gir stor avkastning, god smak eller andre ønskede egenskaper, og dermed gradvis endret plantene.
I løpet av de siste hundre årene har planteforedlerne dratt stadig større nytte av vitenskapelig kunnskap om genetikk. Man har også funnet metoder for å øke forekomsten av tilfeldige forandringer i arvestoffet, mutasjoner, ved hjelp av stråling eller kjemiske stoffer. Dette kalles mutagenese, og øker den genetiske variasjonen slik at det blir flere varianter å velge blant.
Transgene planter
De siste tjue årene har det dessuten kommet plantesorter på markedet som er transgene, det vil si at de ved hjelp av moderne bioteknologiske metoder har fått satt inn gener hentet fra andre arter. I dag dyrkes store arealer med blant annet soya, mais og raps som har fått satt inn gener som gir motstandsdyktighet mot sykdom, insekter eller sprøytemidler.
Bruken av slike genmodifiserte organismer (GMO) i landbruket er omstridt. I noen land, som for eksempel USA, dyrkes de i stor utstrekning. Andre land – deriblant Norge – har strengere regler for godkjenning av GMO-er og betydelig motstand mot genmodifiserte avlinger både blant bønder og forbrukere.
Bråmodne plommetrær
Selskaper og forskningsmiljøer som driver planteforedling arbeider nå med en rekke nye bioteknologiske metoder som skiller seg fra de etablerte metodene for å framstille transgene plantesorter. Det er mange grunner til at de nye metodene tas i bruk. En av fordelene er at plantesorter utviklet med noen av de nye teknikkene antakelig ikke vil behøve å gå gjennom de tidkrevende og kostbare godkjenningsprosedyrene for genmodifiserte organismer.
Ta for eksempel plommetrærne som dyrkes på det amerikanske landbruksdepartementets forskningsstasjon i Kerneysville i delstaten West Virginia. Det er ingen tvil om at de er genmodifiserte – de har fått satt inn et gen fra treslaget kjempepoppel, som gjør at de blomstrer allerede når de er ett år gamle. Med den kortere tiden fra generasjon til generasjon kan tradisjonelle foredlingsteknikker, som kryssing av ulike sorter, gjennomføres mye raskere. Vanlige plommetrær kan bruke opptil seks år på å bli kjønnsmodne.
Når gentester viser at planteforskerne har fått til plommetrær med den ønskede kombinasjonen av egenskaper, velger de ut individer som mangler genet for tidlig blomstring. Poppel-genet gir nemlig buskete vekst og hengende greiner, og det er ikke ønskelig i plommetrær som dyrkes for fruktens skyld. Plommesortene som til slutt skal tilbys fruktdyrkere og forbrukere, vil altså ikke inneholde fremmede gener. Amerikanske myndigheter regner ikke fruktsorter utviklet på denne måten som genmodifiserte organismer, selv om de stammer fra trær som var genmodifisert.
Også for andre planteslag, som mais, brukes lignende metoder hvor fremmede gener er til stede i plantene i løpet av foredlingsprosessen, men ikke i de ferdige sortene som tilbys bøndene.
LES MER: Mindre motstand mot gener fra slektninger
Poding
En annen metode som er aktuell for frukttrær, er å pode en ikke-genmodifisert fruktsort på en genmodifisert stamme. Poding er i seg selv en tradisjonsrik teknikk som er så enkel at du godt kan pode ditt eget frukttre hjemme i hagen. Man får røttene og stammen fra en variant av for eksempel epletre til å vokse sammen med en kvist fra en annen eplesort ved å presse sammen sårflatene. Dermed kan man dra nytte av de genetiske egenskapene fra to ulike sorter som har sin styrke henholdsvis i røttene og i frukten.
Når rot-delen er genmodifisert, er spørsmålet om det innsatte genet, og proteinet det koder for, vil havne i frukten. På Clemson University i USA studerte planteforskere plommetrær hvor en ordinær plommesort var podet på stammen til en sort som hadde fått satt inn et orkidé-gen som gir motstandsdyktighet mot plantesykdommer og skadedyr. I studien, som ble publisert i 2010, fant ikke forskerne noe tegn til at orkidé-genet havnet i plommene.
– Men vi kan ikke utelukke muligheten for at det vil skje over tid, sier Guido Schnabel, én av forfatterne, til Nature Biotechnology.
Utnytter cellens korrektursystem
Andre metoder påvirker plantenes genetiske egenskaper på nye måter. Én slik tilnærming er å provosere fram mutasjoner på et bestemt sted i DNA-molekylet. Dette kalles stedsspesifikk mutagenese og kan gjøres ved hjelp av korte, syntetisk framstilte DNA-tråder. Disse såkalte oligonukleotidene lages så de er identiske med et stykke av plantens eget DNA med unntak av én enkelt bokstav i den genetiske koden, eller noen få bokstaver. Når de settes inn i en plantecelle, trer cellens korrektursystem inn for å rette opp det som tolkes som en tilfeldig stavefeil i DNA-koden.
Hemmeligheten ved metoden er at man så å si lurer cellen til å bruke den syntetiske DNA-tråden som mal for å rette opp plantens eget DNA. Resultatet er at genteknologene målrettet kan bytte ut én av aminosyrene i ett bestemt protein, og dermed forandre en egenskap hos planten. Det er altså ikke snakk om å sette inn et nytt gen i planten, men å få cellen til å bytte ut én av bokstavene (baseparene) i et av plantens egne gener.
Foredlingsselskapet Cibus utvikler nye plantevarianter ved hjelp av denne teknikken.
– De er ikke genmodifiserte, og de er ikke transgene, sier Peter Beetham i Cibus til Nature Biotechnology.
Påstanden er ikke helt ukontroversiell. Nøyaktig hvor man skal trekke grensen for hva som regnes som en genmodifisert organisme, blir ganske sikkert et stridsspørsmål i årene som kommer.
Kapper begge trådene
En annen metode som det er stor interesse for, er å bruke såkalte sinkfinger-nukleaser (engelsk zinc finger nucleases, ZFN). Dette er molekyler (de har det uvanlige navnet etter grunnstoffet sink) som kan lages til slik at de klipper over begge de to trådene i DNA-molekylet på et bestemt sted. Det kan gjøres slik at det skjer mutasjoner akkurat på dette stedet når bruddet i DNA-tråden skal repareres. Med andre ord oppnår man stedsspesifikk mutagenese også ved hjelp av denne teknikken.
Det er også mulig å inkludere en kort tråd med DNA i sinkfinger-nukleasen, slik at den ønskede DNA-sekvensen settes inn der hvor DNA-molekylet blir kappet over. Da er det snakk om en ny og mer presis metode for å lage transgene organismer. Fordelen er at
genteknologene har bedre kontroll med hvilket sted på DNA-tråden det nye genet settes inn.
Tradisjonelt har man gjerne brukt virus eller bakterier som verktøy for å bringe et fremmed gen inn i en celle og innlemme det i cellens DNA. Da har man ingen kontroll over hvor i DNA-molekylet det nye genet settes inn. Dermed kan det oppstå utilsiktede virkninger for eksempel ved at et av plantens eksisterende gener sjaltes ut. Disse effektene er det altså mindre fare for når man bruker sinkfinger-nukleaser.
Hva er genmodifisert?
Planteforedlernes verktøykasse fylles raskt med nye redskaper – ovenfor har vi bare nevnt et utvalg. De første plantesortene utviklet med nye metoder er allerede nær ved å kunne tas i bruk i landbruket. Det blir avgjørende for utviklingen videre hvor myndighetene setter grensen for hva som er en genmodifisert organisme (GMO), og om GMO-skeptiske bønder og forbrukere blant annet i Norge og andre europeiske land har større appetitt på plantesorter framstilt med de nye metodene.
Referanser
E. Walz, Tiptoeing Around Transgenics, Nature Biotechnology, mars 2012, s. 215-217.
M. Lusser m.fl., Deployment of New Biotechnologies in Plant Breeding, Nature Biotechnology, mars 2012, s. 231-239.
Les mer:
– Behov for avklaring: Myndighetene i EU og Norge må gå opp grensen mellom GMO og ikke-GMO på nytt
Mindre motstand mot gener fra slektninger
