Genomszerkesztés 2 – Helykeresés

Csak a lexebb maradhat? – Cukorjuhar (Acer saccharum) ősszel (Fotó: K. Mark)
Csak a lexebb maradhat? – Cukorjuhar (Acer saccharum) ősszel (Fotó: K. Mark)

(Biotechnológikaland No41)

Miközben a GM-fajtacsoportok százait engedélyeztették/törölték az adatbázisokból, mely csoportokat a nemzetközi fajtatulajdonosok elsősorban az amerikai kontinensen termeltetnek, a kritikára figyelő kutatás már más utat járt. A pro-GM igazmondók továbbra is kíméletlenül szorítják ki a tudományból azokat, akik a transzgenikus módszerek kezdetleges hibáit sorolják. Az EU vezetői is kaptak rendesen a vaskalaposságuk miatt. A másik oldalon – nálunk isgazdasági (ellen)spekuláció vette kezdetét. Egyesek haszonra próbálják váltani a semmit (vö. GMO-mentesség). Meditálhattunk a ludditákkal való rokonításon, feljegyezhettük a tudományellenesként való gyanúsítást, és az áltudományos jelzőt is sikerült kiizzadni pár ágensnek. De akadnak a géntechnológia területén (az ipari kutatásban is), akik figyelnek, és inkább a megoldásokon dolgoznak. Őket nálunk is észre kellene venni.

Az ISAAA adatbázisában közel ötszáz egyszeres és többszörös módosítást találunk, de ezek közül úgy háromszáz neve mellett azt olvasom, hogy „nem elérhető”. Valamilyen okból tehát kereskedelmi forgalomban nem kaphatók. Igen tekintélyes szám ez, s ehhez továbbiak is társulhatnak, hiszen az őszi búzánál úgy tűnik, mintha lenne egy fajtacsoport, de ha belelapozunk a dossziéba, azt találjuk, hogy 2004-ben volt engedélye, majd a Monsanto felfüggesztette ezt az engedélyezési folyamatot. A fajtacsoport tulajdonosa a glyphosate-tűrő búzával nem akarta a kedélyeket fokozni. Hasonló eset a Cry9-toxint termelő kukorica (Starlink) is, ami mintha csak papíron létezne már.

A 29 bejegyzetten módosított növényfajból 12-ből nem forgalmaz a kereskedelem módosított fajtát. Ezek tehát elkészültek, de több nem mondható róluk. A megmaradt 17-ből csupán a kukorica, a gyapot, a burgonya, az olajrepce, a szegfű és a szója azok, amelyekből komolyabb választék létezik, vagyis hat fajt érint kereskedelmi szempontból jelentős módosítás. Európát ebből is csak a kukorica érdekli, Magyarországot még az sem. Gyapotot időjárásunk miatt nem termesztünk, bár ezen a globális felmelegedés változtathat. A burgonya még kerüli Európát, a fajtatulajdonosok nem akarnak ezzel itt előhozakodni. Talán Pusztai Árpád hajdani esete miatt, talán az Amflora GM-burgonya jogi és piaci kudarca miatt. Az olajrepce kritikus eset Európában a rovarbeporzás és számtalan mediterrán rokon miatt. A lila szegfű még nem vált leküzdhetetlen igénnyé a hölgyek között. GM-szóját – ami az európai húzódozás abszurduma – viszont olcsóbban vesz Európa Dél-Amerikából, mintha maga termesztené.

A legmeglepőbb azonban az adatbázisban található nagyarányú „nem elérhető” megjegyzés, hiszen ez az egyszeres és többszörös genetikai események 3/5-ére, vagyis több mint a felére jellemző (48. ábra). Ezekben az eseményekben a fajtatulajdonosok nem találták meg a számításaikat, így az engedélyezési folyamatot egy bizonyos ponton abbahagyták. Mindez azért nagyon kínos, mert idegenbeporzóknál az előzetes kibocsátások már megtörténtek, és ezeknél a növényeknél a genetikai tartalom nem hívható vissza. Keresztbeporzás révén más fajtacsoportokba kerülhettek az érintett transzgének. S ez korántsem azonos biológiai értékű az allélek ilyesfajta terjedésével (pro-GM érvelésnél ez gyakori hiba), hiszen itt transzgénekről van szó. A gyors fajtacsere arról árulkodik, hogy a fajtatulajdonosok engedélyezési kedve meglehetősen elszabadult. Talán piacfoglalásról van még szó. Ugyanakkor ez a jelenség jól példázza, hogy a GM-fajtacsoportokkal kapcsolatos európai szkepszis megalapozott.

g48abra

48.ábra: Az ISAAA adatbázisában található egyszeres és többszörös genetikai események megoszlása a kereskedelemben való megjelenésük szerint

A gyors fajtacserét megfejelik az elcserélt vagy szennyezett vetőmagvakból/-gumókból és kereskedelmi tételekből (pl. kanadai GM-len, egyesült államokbeli és kínai GM-rizs) származó problémák. Szennyezés szempontjából a GM-rizs és a GM-kukorica kiemelkedők, ahol 147 és 98 esetet tartanak nyilván. Mögöttük sorakozik a GM-olajrepce, a GM-szója, a GM-len, a GM-papaja és a GM-gyapot. 16 év alatt közel 400 esetet gyűjtöttek össze 2013-ig (49. ábra), ami meglehetősen magas induló érték. Az azóta eltelt időben is több esetet tártak már fel, amit a GMO-kontaminációs adatbázisban tesznek folyamatosan nyilvánossá.

Megjelennek azonban ezek a termékek az élelmiszer- és takarmánykereskedelemben, így találkozunk velük az európai gyorsriasztási rendszerben is (RASFF), amelyben 2002 és 2016 között 624 esetet találunk. Kína (231) és az Egyesült Államok (198) az európai importpiacon ezen a részterületen a legtöbbet vétő országok, akiket harmadikként Kanada (80) követ. A RASFF pedig csak az európai engedély nélküli GM-termékeket tartóztatja fel. A fentiek szerint tagadhatatlan az a tény, hogy igen sok javítanivaló akad a logisztika; a GMO-termeltetés és -kereskedelem területén. A fajtatulajdonosok nem voltak képesek kellő fegyelemmel követni a termékeiket. A jelöléshez nem szokott észak- és dél-amerikai termelők eddig nem birkóztak meg sikeresen ezzel a feladattal. A CETA és TTIP GMO-liberalizálási törekvései nagyon érthetők a kanadai és egyesült államokbeli tárgyalók részéről. Komoly vesztességeik származtak már eddig is egyik-másik ügyből.

g49abra

49.ábra: GMO-szennyezés esetei 1998-2013 között (Price és Cotter, 2014 nyomán)

Az elsőgenerációs, többnyire növényvédelmi célú módosítások (49. ábra) után érkezünk el oda, hogy a tudomány által felkínált, a gyakorlat közelébe került új genomszerkesztési eljárásokat áttekintsük és értékeljük. Hangsúlyozni szeretném, hogy ezek a részek a mezőgazdasági felhasználásra fókuszálnak, vagyis nem tárgyalják az egészségügyi célú módosításokat, amelyek korántsem vonnak maguk után Európában akkora vitát, mint éppen a mezőgazdasági célú géntechnológia. Minden bizonnyal azért is, mert az egészségügy területén a személyes előnyök világosan beláthatók, s a mérleg másik serpenyőjében a túlélési esélyünk (v.ö. GMO alapú inzulin vagy más gyógyszerek, gyógyászati módok) áll. A mezőgazdasági géntechnológia viszont végső soron az élelmiszert célozza, amelyet illetően az európai fogyasztó választhat, aki – úgy tűnik – ezen a területen meglehetősen konzervatív felfogású. Ugyancsak elmondható, hogy a fejlesztés eddig nem a fogyasztókat, hanem a termelőket célozta, s ez korántsem tűnik tömegeket meggyőző érvnek, ha az alternatív élelmiszerformákra gondolunk. Állhatna mellette környezetvédelmi érdek, de ezt bizonyítani is tudni kellene. Ez esetben az ismeretterjesztés kulcsfontosságú feladat, hiszen nem lesz automatikus belátás, s nélküle marad az európai halogatás és elutasítás. Kerüljön is borongós hangulatba emiatt – másokkal együtt – a GM-szójatermesztő Argentína.

g120kep

120.kép: A DuPont/Pioneer CRISPR/Cas9 technológiával előállított viaszos kukoricája (Fotó: Dinodia/Alamy)

Azért is írom ezeket a részeket, hogy hazánk ésszerűen dönthessen arról, hogy helyes-e az, ahogy az Egyesült Államok, a most géntechnológiai úton készült fajták némelyikét nem tekinti a GMO-szabályozási körébe tartozónak. Erre példa a CRISPR/Cas9 módszerével előállított nem barnuló csiperke, majd a DuPont/Pioneer által előállított viaszos kukoricahibrid (120. kép), amit gyorsan szabadon forgalmazhatóvá tettek. 2016 óta – úgy tűnik – a géncsendesített szervezetek vagy ’GSO’-k („gene-silenced organisms”) számára az USDA és FDA döntéseivel létrejött egy egyszerű és expressz gyorsaságú engedélyezési út, ahol nagyon gyorsan érik el a módosított növények a szabályozás nélküli (deregulációs) státuszt (pl. Agrobacterium-vektor/RNS-interferenciával előállított nem barnuló alma és burgonya, lignintermelésében csökkentett lucerna – lásd később). Ehhez képest az Európai Unió még mindig nem lépett, helyette tétován méregeti a kialakult helyzetet. Az opciók között van, hogy nem változtat az eddigi szabályozáshoz képest (ez hosszú távon valószínűtlen), hogy erre a területre új szabályozást vezet be, illetve végül, hogy – az Amerikai Egyesült Államokhoz hasonlóan – liberalizál bizonyos eljárási módozatokat, vagyis már a kezdetektől nem kívánja nyomon követni ezeket a fajtacsoportokat. Ez utóbbi opció a teljes európai szabályozás összeomlásához vezetne. A lehetséges döntések közül a kutatás számára csak a középút az érdekes (az EU-t tekintve ez a legvalószínűbb), hiszen ez esetben a géntechnológiai módszerek biológiai tartalmának széleskörű megértése és figyelmes összehasonlítása elkerülhetetlen.

g50abra

50.ábra: Az ISAAA adatbázisában található, kereskedelemben elérhető egyszeres módosítások cél szerinti csoportosítása

A kereskedelemben megjelenő egyszeres fajtacsoportok világosan mutatják, hogy a növényvédelem más eszközökkel való megoldása a cél (50. ábra). Ehhez képest nálunk, az FM-ben nem a növényvédelemmel foglalkozó szakmai csoport kezeli ezeket a fajtákat. A növényvédelmi tárca a kezdetektől elzárkózott ettől a feladattól, forrónak érezte, vagyis sohasem volt ez valóságos szakmai ügy. Nem is véletlen, hogy a glyphosate ügye kifog ezen a suta irányítási modellen, hiszen azzal a növényvédelmi irányítás foglalkozik, míg a GM-növényekkel az FM egy másik csoportja, a géntechnológiai hatóság. A két csoport nincs teljesen tisztában egymás törekvéseivel, így a glyphosate-tűrő növények a senki földjén rendben elvannak, nálunk is közvetett támogatást kapnak. Az összetétel-módosítás a következő tétel, ahol jó kérdés, hogy miként húzható erre rá a lényegi azonosság elve, mikor éppen a lényegileg eltérő beltartalom elérését célozzák ezek a módosítások. A hímsterilitás főként az olajrepcére és a kukoricára vonatkozik és vetőmag-termeltetésre van hatása. A gyakorta szóba kerülő „stressztűrés”, ami itt szárazságtűrést jelent, viszont csupán a futottak még kategóriájában szerepel.

Az eddigi szabályozás nem vette figyelembe, hogy egy fajta milyen típusú technológiával jött létre. Nem engedélyez kémiai mutációval előállított fajtákat aszerint, hogy azt melyik mutagén ágens felhasználásával állították elő. Kétségtelen, hogy ez esetben a mutagén vegyi anyagnak nem marad nyoma az új fajtában, vagyis attól függetlenné válik. Ezen túlmenően nem keletkezhet olyan új gén (legfeljebb egy meglévő változata, vagyis új allél), amely a génkészletnek nem előzményekkel rendelkező része. A GMO-fajtaszabályozás viszont éppen az örökítőanyag drasztikus változtatása (v.ö. transzgenezis) és örökíthetősége miatt vált szükségessé. Most kérdésessé vált, hogy mikortól tekintsük a változtatást a szabályozás szempontjából a GMO-körbe tartozónak. Meddig azonos, és mikortól különböző? Mindenhol felbukkanó, régi dilemma. Az Egyesült Államok engedélyezési gyakorlata abba az irányba halad, hogy a transzgenikus technikákat használó géncsendesített élőlényeknek könnyített eljárási utat hoz létre, míg a genomszerkesztéssel előállított géncsendesítést nem tartja a GMO-körbe tartozónak. Követi-e ezt az EU, vagy sem?

A transzgenikus növények eddigi két, gyakorlatilag fontos variánsával (Agrobacterium-vektor, génpuska) létrehozott fajtacsoportok engedélyezését az EU nem választotta külön, hiszen a terméket nézte, vagyis azt, hogy az elkülöníthető-e vagy lényegileg azonos a természetes fajtákkal. Ezt a lényegileg azonos jelző éppen a GMO-k kapcsán borzolta fel sokak idegrendszerét, hiszen a fő komponensek (a kultúrfaj elterjedési területén mért fő beltartalmi átlagértékek) vizsgálata alapján olyan fajtaváltozatokat minősített azonosnak, ahol a biometria esetleg tudományosan belátható különbségeket igazolt. Pusztai Árpád csoportja mutatta be ennek fonákságait az általuk vizsgált burgonya összetevőin. Az orvosi leletértékelés elveinek (Mi is a normális értéktartomány?) bevezetése a biológiai kutatás és a hatáselkülönítés területére szerintem abszurd gondolat. Ellentmond a tudományban használt statisztikai értékelés hosszú eddigi gyakorlatának. Viszont léteznek talán vezető elvek, amelyek a géntechnológiai módszerekkel előállított növényeket engedélyezési szempontból tagolják, eltérő csoportokba sorolják. Ezt az európai engedélyezőknek is végig kell gondolniuk. Biológusok számára elégtelen következményű a hazai Alaptörvény passzusára való mutogatás. Helyesebb lenne azt a hazai fajták (a nemzeti örökség részeként kellene azokat kezelni) védelmére alapozni, illetve az, ha a természetbarát termelési módszereket (így az ökológiai termesztést) kiemelt szempontnak nyilvánítanák. Ez az indoklás jogilag is védhető lenne, míg a mostani egészségügyi gyanúra alapozó bizonyosan nem, hiszen ha lehet is ilyen (pl. glyphosate-maradék a glyphosate-tűrő növényekben), az bizonyosan esetről esetre való vizsgálatot igényel.

Székács András (az EFSA igazgatótanács tagja) összefoglalóját (GMO Kerekasztal 2015-ös kiadványának 20-21 old.) használom majd vezetőként e rész tárgyalásakor. Ő is, mint szinte mindenki, aki ezzel foglalkozott, az Európai Bizottság Közös Kutatóközpontjának (JRCLusser et al.) 2011. évi beszámolójából indult ki. Új növényi géntechnológiai módszerek között az alábbiakat találjuk: (i) a cinkujj-nukleáz (ZFN) alapú genomszerkesztést; (ii) az oligonukleotid-irányított mutagenezist (ODM); (iii) a ciszgenezist és intragenezist; (iv) az RNS-függő DNS-metilációt (RdDM) RNS-interferenciával (RNSi); (v) az oltást GM-alanyra; (vi) az elit heterozigóta reprodukálása fordított nemesítéssel; (vii) az Agrobacterium-infiltrációt; és (viii) a szintetikus genomikát.

Ma ezen a vegyes csoportosításon – ahol a módszer és cél keveredik – is túlhaladott a géntechnológia, hiszen az innováció nagyon gyors. Az említett módszerek közül a ZFN (majd később kifejlesztett technikák közül a hibrid meganukleázok, TALENs és CRISPR/Cas9) és az ODM alkalmas a genomszerkesztésre. Az ODM módszerét Európában nem tartják specifikusnak. A CRISPR/Cas9 és az RdDM technikákkal viszont már géncsendesített fajtacsoportokat állítottak elő (lásd később), amelyek Észak-Amerikában a gyakorlatba is kerültek. A fordított nemesítés gyakorlati használatáról nincsenek kimutatások. Később látjuk majd, hogy miért.

g121kep

121.kép: A miosztatin (mstn) gén mutációja az amerikai staffordshire terrier esetében (Fotó: forrás)

Előre vetíthető, hogy ha a GM-állatokra (laborállatok vonatkozásában kiterjedt törzsgyűjteményt hoztak már létre, és hazánkban is dolgoznak ezekkel) és a humán gyógyászati (xenotranszplantáció, őssejtterápia, fertilitási programok stb.) célú géntechnológiára tekintünk, akkor az általam tárgyaltaktól lényegesen több speciális génszerkesztési megoldást ismerünk. Ez legyen a tankönyvek dolga. Különösen sok figyelem irányul ma a rendkívül izmolt természetes (pl. Belgian Blue marha, Bully agár, Texel birka) miosztatin-mutánsok felé (121. kép), amelyek változatai genomszerkesztéssel is elérhetők. A mezőgazdasági géntechnológia gyakorlatát egyébként több GM-állat elérte már az Egyesült Államokban: a GM-lazac (AquAdvantage) és a GM-sertés (Enviropig) áll az engedélyezés küszöbén. Ezekre az európai és a hazai törvénykezésnek is rá kellene végre csodálkozni.

A GM-csípőszúnyogokkal (a módszer seregnyi rovarfajra terjedt már ki) egy új rovarellenes technológia a gene drive (lásd később) is a figyelem középpontjába került, amely bizonyos fajok kipusztítását célozza, s amelyet bioetikai szempontból is illene megkülönböztetett módon vizsgálni. Mindez ellentétes céllal is elindult már, mikor kihalt fajok feltámasztásával foglalkozik a géntechnológia. Kinek a tudása oly határtalan, hogy tudja, mi maradjon életben és mi tűnjön el a bolygónkról? A kasztingolás máris indulhat; sok és változatosan felkészült jelentkező várható.

A következő rész címe: Genomszerkesztés 3 – Helyspecifikus változatok (Biotechnológikaland No42)

Darvas Béla