Sztuka prosto z laboratorium

Sztuka prosto z laboratorium, czyli plaża z zachodzącym słońcem narysowana za pomocą posiewów bakteryjnych szczepów wykazujących ekspresję różnych pochodnych GFP i dsRFP: BFP, mTFP1, Emerald, Citrine, mOrange, mApple, mCherry and mGrape. Autor: Nathan Shaner, zdjęcie: Paul Steinbach, wykonane w laboratorium Rogera Tsiena w 2006.

GFP, czyli Green Fluorescent Protein (zielone białko fluoryzujące), to mające 238 aminokwasów białko z meduzy Aequorea victoria, które wykazuje fluorescencję w wyniku wzbudzenia niebieskim światłem. Dzięki wprowadzeniu do niego dodatkowych mutacji naukowcy stworzyli najpierw białko o silniejszej fluorescencji, a potem inne warianty kolorystyczne widoczne na rysunku.

GFP (i jego warianty) jest wykorzystywane jako białko reporterowe do mierzenia ekspresji genu, a także do badania na żywo lokalizacji różnych białek w komórce (po fuzji z genem kodującym inne białko), a także losów komórek w organizmie. Poza tym bywa wykorzystywane jako biosensor. Stworzono już wiele fluoryzujących organizmów, w tym myszy, świnie i małpę (ale małpa nie świeciła), itd. Świecące ryby z gatunku danio pręgowany, które stworzono z myślą o żywych czujnikach wykrywających zanieczyszczenia w wodzie, to pierwsze GMO, które już od kilku lat pod nazwą GloFish można kupić jako rybki akwariowe np. w USA. W Europie nie wydano zezwolenia na ich sprzedaż.

Sałata dla cukrzyków

Plant Biotechnology Journal donosi o postępach w dziedzinie tworzenia genetycznie modyfikowanych roślin zawierających insulinę. Brak lub nieprawidłowe działanie tego hormonu powoduje cukrzycę. Wyróżnia się kilka typów tej choroby: cukrzycę typu 1 (insulinozależną), kiedy trzustka nie produkuje insuliny, cukrzycę typu 2 (insulinoniezależną), kiedy insuliny jest za mało, albo komórki na nią nie odpowiadają (insulinooporność), a także cukrzycę ciężarnych. Istnieją też cukrzyce wtórne związane z innymi chorobami lub podawaniem pewnych leków. Cukrzycę typu 1 (a także niektóre przypadki cukrzycy typu 2) leczy się przez podawanie insuliny. Początkowo izolowano ją z trzustek zwierzęcych, obecnie produkuje się ten hormon w bakteriach i drożdżach. Podawany jest najczęściej w zastrzykach, ostatnio pojawiła się też insulina w preparatach do inhalacji.

GMO i kuchnia włoska

Połączenie pomidorów z bazylią dość często pojawia się w wielu różnych potrawach. Izraelscy naukowcy postanowili oszczędzić kucharzom pracy i odtworzyć to połączenie metodami inżynierii genetycznej. W Nature Biotechnology można przeczytać, co się stało, kiedy wrzucili do pomidorów gen pochodzący z bazylii cytrynowej pod kontrolą promotora włączającego się podczas dojrzewania. Gen koduje enzym syntazę geraniolu - odkrytego początkowo w geranium (bodziszkach) związku, który ma różany zapach. Z geraniolu powstaje wiele innych związków, pachnących zwykle cytryną lub różami.

Tak spreparowane pomidory zaczęły produkować geraniol, a także przerabiać go na różne związki o intensywnym zapachu, np. nerol, czy citronellol, które nie występowały w ogóle w kontrolach. Nie obyło się bez skutków ubocznych. Geraniol powstaje z dwufosforanu geranylu, który normalnie jest wykorzystywany przez pomidor do produkcji likopenu - jednego ze związków nadających dojrzałym owocom intensywnie czerwony kolor. Kiedy większość dwufosforanu geranylu była wykorzystywana do produkcji geraniolu, niewiele zostawało na wytwarzanie likopenu, i pomidory były znacznie jaśniejsze od niemodyfikowanych genetycznie kontroli. Poza tym spadło stężenie innych związków wpływających na zapach, o których uważa się, że powstają w wyniku rozkładu likopenu.

Autorzy pracy poczęstowali swoim dziełem ochotników. Większość (79%) uznała, że transgeniczne pomidory pachną mocniej, niż kontrolne. Nowe zapachy określano jako różany, cytrynowy i pomidorowy. Także podczas jedzenia 86% badanych zauważyło różnicę między zmodyfikowanym i niezmodyfikowanym pomidorem, przy czym 68% twierdziło, że silniejszy zapach ma pomidor transgeniczny. 60% osób próbujących bazyliopomidora stwierdziło, że jest on smaczniejszy. 35% wolało tradycyjny.

Naukowcy mają nadzieję, że takie zmiany umożliwią dłuższe przechowywanie transgenicznego pomidora (i jego następców), ponieważ niektóre z wytwarzanych związków aromatycznych mają działanie przeciwbakteryjne i przeciwgrzybicze. Poza tym daje to szansę na produkcję pomidorów, które naprawdę pachną jak pomidor, także w trakcie jedzenia. Taka odmiana powinna się cieszyć dużą popularnością wśród kupujących. Może skończy się narzekanie, że nowoczesne metody produkcji zabiły smak i zapach prawdziwych warzyw? A może mając do wyboru niepachnący niemodyfikowany albo pachnący i modyfikowany genetycznie pomidor większość ludzi wybierze ten niemodyfikowany?

Transgeniczny komar przeciwmalaryczny

Malaria to choroba zakaźna wywoływana przez zarodźce z rodzaju Plasmodium przenoszone przez samice komara Anopheles. Rocznie umiera na nią ponad milion ludzi, najwięcej ofiar stanowią dzieci w Afryce. Jednym z pomysłów na zmniejszenie liczby przypadków zachorowań jest stworzenie i wprowadzenie do środowiska transgenicznych komarów, które są odporne na zarodźca. Naukowcy zajmujący się tymi badaniami mają nietypowy problem. Zazwyczaj przy badaniach nad GMO robi się wszystko, żeby nie krzyżowały się z nietransgenicznymi roślinami, i żeby transgen się nie rozprzestrzeniał. W przypadku badań nad komarami chodzi o to, żeby gen chroniący komary przed zarodźcem mógł rozpowszechnić się w populacji dzikich komarów. Proponowane są różne metody, np. zastosowanie bakterii symbiotycznych czy wykorzystanie zjawiska odchylenia mejotycznego (meiotic drive) - genów, które zakłócają losowość selekcji podczas mejozy i w związku z tym zwiększają swoją liczbę w populacji. Najlepszym rozwiązaniem byłoby, gdyby transgen odporności na zarodźce zapewniał posiadającym go komarom przewagę selekcyjną (a przynajmniej nie zmniejszał ich dostosowania). Jednak jak dotychczas transgeniczne komary przegrywały z dzikimi.

Bezpieczne GMOrzeszki?

Alergia na orzeszki ziemne występuje u około 2% ludzi na świecie. Najczęściej spośród alergii pokarmowych wywołuje wstrząs anafilaktyczny. Choć w orzeszkach wykryto ponad 20 alergenów, najczęściej uczulają Ara h1, Ara h2 i Ara h3 - białka, które służą jako materiały zapasowe dla rozwijającego się zarodka rośliny. Ara h1 i Ara h2 są rozpoznawane przez przeciwciała 70 - 90% pacjentów z alergią na orzeszki, a Ara h3 przez około 50%. Trwają prace nad szczepionką ale na razie jedynym sposobem na tę alergię jest unikanie kontaktu z alergenem.

Tymczasem w Plant Science można przeczytać, że odkryto jeszcze jedno białko z tej rodziny. Ara h3-im różni się nieco od swoich krewniaków. Jeden jego koniec jest całkiem inny, a pewnych elementów nie ma w ogóle, między innymi jednego z miejsc (epitopów), do którego wiążą się przeciwciała IgE alergików. Na podstawie sekwencji stwierdzono, że przyjmuje inną strukturę w przestrzeni. Naukowcy sprawdzili więc, czy białko to jest rozpoznawane przez przeciwciała z surowicy alergików. I te same przeciwciała, które rozpoznawały pozostałe alergeny Ara h, nie wiązały się z Ara h3-im.

Autorzy pracy mają nadzieję, że jeśli testy na większej grupie pacjentów potwierdzą, że “Ara h3-im jest słabszym alergenem niż pozostałe białka z rodziny Ara h3, badania te mogą dostarczyć informacji potrzebnej do stworzenia hipoalergicznego orzeszka ziemnego przez wyciszenie głównych alergenów i selekcję białek o mniejszej alergenności przez hodowlę mutantów i/lub inżynierię genetyczną“. Pytanie tylko, czy będą chętni, żeby jeść nieuczulające ale zmodyfikowane genetycznie orzeszki.