HomeSicherheitNBT, die dunkle Seite der neuen Schnitttechniken. Wissenschaftliche Überprüfung

NBT, die dunkle Seite der neuen Schnitttechniken. Wissenschaftliche Überprüfung

NBT (Neue Züchtungstechniken), neue getarnte GVO. Die Propaganda der „sicheren“ Biotechnologie verschleiert die schwerwiegenden Unsicherheiten, die in der wissenschaftlichen Literatur weit verbreitet sind.

Gentechnik – alles andere als der natürlichen Evolution ähnlich – verdient daher weitere Untersuchungen. Es reicht aus, die Funktionsweise von DNA und Zellen zu verstehen, um die Risiken zu verstehen, die auch mit NBTs verbunden sind.

Neue GVO, die Geburt neuer Techniken Bearbeitung

in 2012fanden zwei Forscherinnen (Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna, für ihre Entdeckung mit dem Chemie-Nobelpreis 2020 ausgezeichnet) heraus, dass das CRISPR-Cas9 genannte System, mit dem Bakterien sich gegen Invasionen ihrer Viren wehren, indem sie ihre DNA in Stücke schneiden, dies konnte bilden ein universelles System von Bearbeitung (Modifikation) der DNA.

Diese Technikendas Gen (o Genom) Bearbeitung und oft mit NBT abgekürzt, Neue Zuchttechniken, Sie verwenden ein System, das aus zwei Hauptkomponenten besteht: (A) einer Leit-RNA (gRNA), die von der bakteriellen Sequenz namens CRISPR abgeleitet ist, die (B) ein Protein namens Cas9 zu einer bestimmten DNA-Sequenz lenkt. Hier schneidet Cas9 beide DNA-Stränge.

Diese Doppelpausen die von Cas9 in der DNA produziert werden, werden dann mit unterschiedlicher Präzision durch die Mechanismen repariert, die der Zelle innewohnen, der sie ausgesetzt sindBearbeitung.

Ein einfacher und günstiger Weg

Einer der Vorteile anerkannte Techniken der Bearbeitung es ist die Tatsache, dass Modifikationen innerhalb von Arten auftreten können. In die DNA des zu verändernden Organismus werden (zumindest theoretisch) keine genetischen Elemente fremden Ursprungs, also artfremder Herkunft, eingefügt. Aus diesem Grund dieBearbeitung es wird als Cisgenese- und nicht als Transgenesetechnik bezeichnet.

Vor 2012Andere molekulare Werkzeuge (z. B. der Zinkfinger [ZFN] und TALEN-Nukleasen) wurden verwendet, um die Basensequenzen in der DNA zu modifizieren, was langwierige und komplizierte Verfahren erforderte. Dank Einfachheit, Geschwindigkeit und niedrigen Kosten ist das CRISPR-Cas9-System zu einem Werkzeug von geworden Bearbeitung innerhalb der Reichweite fast aller Laboratorien und aus diesem Grund hatte es eine sehr schnelle Verbreitung auf der ganzen Welt, mit einer schwindelerregenden Zunahme von Experimenten Bearbeitung auf Pflanzen und Tiere.

Die (deplazierten) Gewissheiten von SIGA

Die SIG, Italienische Gesellschaft für landwirtschaftliche Genetik, ist einer der Hauptbefürworter eines biotechnologischen Ansatzes zur Lösung von Problemen in der Landwirtschaft. Und sie unterstützt „blind“ die NBTs, indem sie fordert, dass ihre Produkte aus der GVO-Regulierung ausgenommen und ohne besondere Vor- und Nachmarktkontrolle auf den Markt gebracht werden.

Im Manifest 'Gene first - Lassen Sie uns die Zukunft der Landwirtschaft befreien„(SIGA, 2017) lesen wir:

'Gerade weil sich nur ein Charakter ändert, der die Pflanze vielleicht resistent gegen einen Parasiten oder den Klimawandel oder nahrhafter macht, kann Genome Editing uns helfen, eine typische Sorte genau so zu erhalten, wie sie ist und wie wir sie heute mögen.'.

Die Legende der punktuellen Präzision

„Genetische Veränderungen die durch Genom-Editierung gewonnen werden, sind absolut pünktlich und im Gegensatz zu allen im letzten Jahrhundert verwendeten Techniken - traditionell und GMO - gehen sie nicht mit einer anderen Veränderung des Pflanzengenoms einher, also mit keiner anderen Art von Effekt“, fährt die SIGA fort.

'Die Verbesserung [genetisch] es wird in der Tat von absoluter Präzision, weil es gelingt, nur den zu verbessernden DNA-Abschnitt zu verändern und keinen anderen (daher besser als jede traditionelle Technik wie Kreuzung und Mutagenese) und ohne Einführung fremder DNA (wie bei GVO oder bei Hybridisierungen zwischen). verschiedene Arten). Das Fehlen anderer Veränderungen im Rest des Genoms ist die beste Garantie für das Fehlen unerwünschter Wirkungen, aber auch für den Schutz der Typizität des Produkts.

"In der Praxis ist das CRISPR-cas9-System ein äußerst präzises molekulares "Skalpell" ... bei der Genombearbeitung wird nur die gewünschte Mutation erzeugt, ohne viele andere zu erhalten, die unerwünscht und zufällig im gesamten Genom verteilt sind."

Nbt mit der Verwendung von Vektoren

Blindes Vertrauen von SIGA erfordert unter anderem eine gründliche Untersuchung der angeblichen Genauigkeit dieser neuen Techniken. Beginnen wir damit, die bis vor nicht allzu langer Zeit absolut vorherrschende Technik zu untersuchen, das heißt dieBearbeitung Vektor vermittelt.

Bei dieser Technik, um in die Zellen einzudringen und zu wirken, müssen die beiden Komponenten des CRISPR-Cas9-Systems auf Vektoren „montiert“ werden. Typischerweise handelt es sich dabei um zirkuläre DNA-Moleküle, die von Bakterien (Plasmide genannt) oder gentechnisch veränderten Viren stammen.

Unerwartete Effekte

Zahlreiche Studien haben unerwünschte Auswirkungen dieser Technologie hervorgehoben, die unterteilt werden können in:

- Auswirkungen "Daneben" , d. h. außerhalb des Ziels, da sie an anderen als den zu modifizierenden Punkten des Genoms auftreten, oft sogar weit entfernt. Das Problem bei diesen unerwünschten Mutationen ist, dass sie möglicherweise zur Produktion von Toxinen, Antinährstoffen und Allergenen führen können – Verbindungen, die schädlich für die Gesundheit und die Umwelt sind.

- Auswirkungen "am Ziel" (am Ziel) unerwünscht, weil die Technik manchmal sogar auf der Ebene der Zielsequenz, auf die man eingreift, unerwartete Effekte hervorruftBearbeitung.

- Schaffung von GVO im klassischen Sinne, d. h. von transgenen Organismen, nach dem Einbau des gesamten Vektors (oder seiner Fragmente), der die Komponenten der transportiert hat, in die DNA des bearbeiteten OrganismusBearbeitung innerhalb der Zellen.

Da solche Träger sie sind bakteriellen oder viralen Ursprungs, ihre Integration in die DNA des bearbeiteten Organismus macht ihn nach Standarddefinition zu einem GVO.

Sehen wir uns einige Beispiele an dieser drei verschiedenen Fälle.

Effetti Daneben, ein Problem ohne Lösung

Viele wissenschaftliche Arbeiten das Auftreten von Mutationen hervorheben Daneben in bearbeiteter DNA, am häufigsten in Tierzellversuchen (Skryabin et al., 2020), aber auch in Pflanzen (Zhang et al., 2018; Hahn und Nekrasov, 2019).

Es ist eines sehr häufigen Problems, das gemildert, aber nicht beseitigt werden kann. Dies bleibt oft unbemerkt, auch aufgrund der Einschränkungen herkömmlicher Identifizierungsmethoden. Dennoch sollten genetische Mutationen identifiziert, untersucht und bewertet werden, wobei die möglichen Folgen für die Umwelt und den Menschen zu berücksichtigen sind.

Die deutsche Studie

Eine Studie des Bundesinstituts für biologische Sicherheit der Pflanzenbiotechnologie (Modrzejewski, Hartung et al., 2019) nährt Befürchtungen. Die Forscher untersuchten die Majors Datenbank Wissenschaftlich Online um alle Artikel zu findenBearbeitung von Pflanzen, die zwischen Januar 1996 und Mai 2018 veröffentlicht wurden.

Von den 1.032 Studien, die mit CRISPR-Cas durchgeführt wurden (77,7 % der Bearbeitungsstudien), enthalten nur 22 % eine eingehende Analyse möglicher Off-Target-, unerwünschter Mutationen in der bearbeiteten DNA. Es liegt nahe, daraus zu schließen, dass Sie, wenn Sie nicht danach suchen, sicherlich keine Spur dieser Mutationen finden werden.

Effetti am Ziel unerwünscht

Die Experimente di Bearbeitung mit CRISPR-Cas9 auf menschlichen und tierischen Zellen erzeugten sie auch unerwartete genetische Mutationen mit unklaren Folgen am Zielort.

„Genomischer Schaden verursacht durch CRISPR-Cas9-Editierung, die in mitotischen Zellen beobachtet wurde [die häufigste Art der Zellteilung, bei der zwei Tochterzellen, die genetisch mit der Mutterzelle und untereinander identisch sind, von einer einzigen Zelle abstammen] es kann pathogene Folgen haben', schließen die Autoren der in veröffentlichten Studie Nature Biotechnology (Kosicki et al., 2018).

In einer anderen Studie veröffentlicht Nature Methods (Smits et al., 2019) testeten die Forscher in menschlichen Zellen, ob das Zielgen vonBearbeitung mit CRISPR-Cas9 ist es wirklich ausgeknockt und hört auf, sein übliches Protein zu produzieren. Das Ergebnis ist, dass das Protein an etwa einem Drittel der Zielstellen auf normalen Niveaus bleibt, während manchmal die Synthese abnormaler Proteine ​​auftritt, deren kurz- und langfristige Auswirkungen unbekannt bleiben.

Die Ergebnisse der beiden zitierten Studien sind auch für Pflanzen relevant. Zumal 87% der Studien von Bearbeitung von Pflanzen hat als Zweck die knock out eines bestimmten Gens. Aber die Überprüfung der möglichen Restfunktionalität des Proteins wurde NIE durchgeführt.

Unerwünschte Einfügungen fremder DNA

Ein beispielhafter Fall von diesen 'Kollateralschäden' vonBearbeitung ist das von Kälbern, die ohne Hörner geboren wurden, nachdem ihr Vorfahre 2013 mit TALEN bearbeitet wurde. Ein Ergebnis, das allzu voreilig als lebendige Demonstration der Wunderkinder angepriesen wirdBearbeitung.

in 2019, die FDA (Food and Drug Administration) fanden (Norris et al., 2020) in der DNA dieser Kälber das Vorhandensein der DNA des gesamten Vektors (ein bakterielles Plasmid), der für dieBearbeitung heimisch. Da das Plasmid aus DNA verschiedener Bakterienarten besteht, darunter Gene für Antibiotikaresistenzen (deren mögliche Ausbreitung gut begrenzt werden sollte), fallen diese Kälber eindeutig unter die klassische Definition von GVO. Die FDA hat daher im Februar 2020 entschieden, dass bearbeitete Tiere und ihre Produkte einer eingehenden Analyse vor dem Inverkehrbringen unterzogen werden müssen und denselben Vorschriften unterliegen wie neue Arzneimittel.

Der Fall von Reis

In einem Artikel veröffentlicht von Natur (Banakar et al., 2019) werden die Ergebnisse eines Experiments berichtet Bearbeitung eines Reisgens unter Anwendung des CRISPR-Cas9-Systems mit drei verschiedenen Methoden. Alle drei Methoden beinhalten die Konstruktion zahlreicher, komplizierter Vektoren, ausgehend von bakteriellen Plasmiden, die auch bakterielle Gene für Resistenz gegen Antibiotika oder Herbizide enthalten.

Die Autoren fanden unerwartete Insertionen von bakterieller Vektor-DNA und chromosomaler DNA aus fragmentiertem und umgeordnetem Reis an den Cas9-Zielstellen. Ein sensationelles Ereignis, aber in der Regel nicht gesucht oder kommuniziert. "Die Fachliteratur berichtet oft nicht über das Vorhandensein dieser unerwünschten Inserts oder liefert keine detaillierten Daten“, warnen die Autoren der Studie.

NBT DNA-frei, also ohne Verwendung von Vektoren

Bewusst Aufgrund der Tatsache, dass NBTs ein hohes Risiko der Integration des Vektors in die DNA des bearbeiteten Organismus bergen (mit einem daraus resultierenden hohen Risiko, unter die europäischen Vorschriften für GVO zu fallen), wenden sich viele Forscher, die an Pflanzen arbeiten, zunehmend einer Methode zu Bearbeitung genetisch gesagt DNA-frei, da keine Vektoren verwendet werden.

Die Komponenten des CRISPR-Cas9-Systems werden in vitro synthetisiert und vorassembliert und dann fertig konfektioniert in Form von Ribonukleoproteinen (RNP) mittels Nanopartikeln oder durch Infusion in einer Polyethylenglykol-Lösung ( PEG ).

Andere Technik, gleiche Risiken

In einer ausführlichen Rezension, das darauf abzielt, Methoden zur Risikobewertung im Lichte neuer Techniken zu untersuchen Bearbeitung (Agapito-Tenfen et al., 2018) stellen die Autoren fest, dass die Nichtverwendung von Vektoren zwar das Problem der Integration fremder DNA beseitigt, aber nicht das Problem der Bildung unerwünschter Mutationen. on- Und Daneben. Daher kann auch diese Methode die unerwartete Produktion von Toxinen, Antinährstoffen und Allergenen nicht ausschließen, die ein Risiko für die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier darstellen.

In einem Experiment an humanen pluripotenten Stammzellen (Ihry et al., 2018) unter Anwendung der vektorfreien Methode durchgeführt, stellten die Forscher fest, dass die Cas9-induzierten Doppelstrangbrüche toxisch waren und zum Tod der meisten Zellen führten.

So eine Antwort wurde mit P53 verwandt, einem Protein, das von einem Tumorsuppressorgen kontrolliert wird und als „Wächter des Genoms“ bezeichnet wird, da es die DNA vor Mutationen schützt. Obwohl es an menschlichen Zellen gewonnen wurde, ist dieses Ergebnis auch für andere Arten, einschließlich Pflanzen, von großer Bedeutung.

Schlussfolgerungen

Aus dieser kurzen Rezension Aus den heute verfügbaren wissenschaftlichen Daten zur Genauigkeit und den potenziellen Risiken im Zusammenhang mit neuen DNA-Modifikationstechnologien (NBT) sind einige Schlussfolgerungen klar:

- über die Wirkungsmechanismen der Komponenten des CRISPR-Cas9-Systems, insbesondere über die schneidende Wirkung des Cas9-Proteins, herrscht noch weitgehende Unkenntnis. Daher auch die sogenannten Methoden DNA-frei sie schützen nicht vor der Möglichkeit von DNA-Umlagerungen und -Mutationen mit unvorhersehbaren Auswirkungen;

- es gibt keine ausreichenden Kapazitäten, um unerwünschte Wirkungen zu kontrollieren;

- Es gibt immer noch viele Einschränkungen bei den Methoden zur Identifizierung der unerwünschten Wirkungen, die durch erzeugt werdenBearbeitung;

- Es besteht die Möglichkeit, dass unerwartete und unbekannte Proteine ​​mit potenziell toxischen oder allergenen Wirkungen gebildet werden.

Das vom Europäischen Gerichtshof bekräftigte Vorsorgeprinzip

Die Technik es befindet sich noch in einer experimentellen Phase und es ist aus wissenschaftlicher Sicht mehr als gerechtfertigt, im Hinblick auf seine praktischen oder sogar kommerziellen Anwendungen am Vorsorgeprinzip festzuhalten. Es ist notwendig, dass die Produkte dieser Techniken vor, während und nach der gentechnischen Veränderung sorgfältigen Untersuchungen und gezielten Bewertungen unterzogen werden.

so Immerhin hat der Europäische Gerichtshof 2018 entschieden, dass auch die Körper mit den neuen Techniken erhalten werden Bearbeitung genomische sollten als gentechnisch verändert (GMO) betrachtet werden. Als solche werden die neuen Organismen durch die europäische Richtlinie 2001/18 / EG geregelt, die festlegt, einen GVO nur nach einer gründlichen Bewertung der Risiken für die Umwelt und die menschliche Gesundheit zuzulassen und ihre Rückverfolgbarkeit, Kennzeichnung und Rückverfolgung zu gewährleisten.

Dieser Artikel ist ein Auszug aus dem Dokument "Die Zukunft bauen: Pflege der landwirtschaftlichen und natürlichen Biodiversität", Ein integraler Bestandteil des Projekts"Biodiversität und bäuerliches Saatgut“, Präsentiert an die Region Emilia-Romagna vom Food Sovereignty Network und von CRESER (Regional Coordination for Solidarity Economy in Emilia-Romagna).

+ Beiträge

In Verbindung stehende Artikel

Aktuelle Artikel

Aktuelle Commenti

Übersetzen "