23-08-2005 USA

Roślinny gen AtWBC19 w genetycznie modyfikowanych roślinach

Genetycznie modyfikowane organizmu (GMO) to obecnie popularny, choć kontrowersyjny temat. Większość GMO to rośliny, którym za pomocą metod inżynierii genetycznej wstawiono geny oporności na insekty czy herbicydy lub też dodano geny pozwalające na ich hodowlę w mniej korzystnych niż naturalne warunkach, np. przy dużym zasoleniu lub na suchych glebach.

Jednak wszystkie te GMO zostały stworzone podobnie - pożądany gen został wstawiony do pierwotnej komórki roślinnej. Ponieważ na etapie wstawiania genu nie wiadomo, czy doszło do jego wstawienia, czy też nie, bo cecha przez niego kodowana ujawnia się dopiero u dorosłej rośliny, naukowcy muszą stosować jakieś markery pozwalające na selekcję tylko tych pierwotnych komórek, do których pożądany gen został wstawiony.
Do tego celu najczęściej stosuje się geny kodujące oporność na antybiotyki, które wstawia się wraz z pożądanymi genami. Geny te pochodzą najczęściej od bakterii, które na drodze ewolucji wykształciły mechanizmy obrony przed zabójczymi dla nich antybiotykami. Roślina, która uzyskała jednocześnie gen oporności na dany antybiotyk, rośnie mimo obecności w otoczeniu tego antybiotyku, co oznacza, że znalazł się w niej pożądany gen.

Problem polega na tym, że w ten sposób wraz z korzystnymi pożądanymi genami w GMO pojawiają się także, i mogą potencjalnie się rozprzestrzeniać, geny oporności na antybiotyki, co może być niebezpieczne dla środowiska naturalnego. Geny oporności na antybiotyki mogą bowiem "przeskoczyć" do bakterii glebowych, które rozkładają martwe cząstki roślinne w glebie bądź też do bakterii jelitowych podczas trawienia i stąd potencjalnie dalej do bakterii chorobotwórczych.

Okazało się jednak, że można produkować GMO bez wykorzystywania bakteryjnych genów oporności na antybiotyki.

Grupa naukowców z Uniwersytetu Stanu Tennessee pod kierunkiem Neala Stewarta wykorzystała bowiem selekcję genetycznie modyfikowanych roślin za pomocą genu roślinnego AtWBC19, pochodzącego od popularnej rośliny laboratoryjnej Arabidopsis thaliana.

Nadprodukcja białka kodowanego przez gen AtWBC19 wyzwala oporność na działanie antybiotyku. AtWBC19 można więc wykorzystać jako marker w konstrukcji genetycznie modyfikowanych roślin. Gen AtWBC19 jest równie skuteczny, co gen bakteryjny odpowiedzialny za oporność na kanamycynę, jednak jako gen roślinny nie on będzie działał u bakterii, nawet gdyby przedostał się do gleby lub został wchłonięty przez bakterie jelitowe.

Wydaje się zatem, że wykorzystując gen AtWBC19 i selekcjonując komórki roślinne w hodowli z dodatkiem kanamycyny możliwe będzie bezpieczne konstruowanie genetycznie modyfikowanych odmian takich roślin jak soja, bawełna, tytoń, pomidory czy kapusta, u których gen AtWBC19 działa, dając oporność na antybiotyk.

Opracowano na podstawie: PAP, Nature Biotechnology