Ebben a négyrészes írásban alapfokú ismeretterjesztésre teszek kísérletet, ami genetikát illetőn korántsem könnyű. Úgy látom én is, hogy erre szükség van, ahogy Zsuffa Péter (Érd FM 101.3 rádió) a figyelmem felhívta. Szerintem a mostani elmesélő szinten a megértés egyszerű.
Nem vagyok géntechnológus, környezettudományi területen dolgozom. Egyike vagyok azoknak, akik a mezőgazdasági géntechnológia mellékhatás-kutatást (környezettudományi és takarmányozási) hazánkban 1997-ben elindították. Az alkalmazott biológiában semmi sem csak fekete vagy fehér. Különösen vonatkozik a mezőgazdasági géntechnológia korai produktumaira, amelyeket a fajtatulajdonosok és az őket kiszolgáló kutatók egekbe magasztaltak.
Ma nyilvánvaló, hogy Dudits Dénes, Balázs Ervin és Venetianer Pál (akkor még MTA SzBK) elvetették a sulykot. Mind erre bizonyíték egy szaklapnak álcázott reklámújság (2005-ben még a Monsanto szállította az első szerkesztőnek a fordítani valót) is, a BZBE Zöld Hírlevél. „A Zöld Biotechnológia az 1999-ben alakult Barabás Zoltán Biotechnológiai Egyesület (BZBE – az EuropaBio, az Európai Bioipari Egyesület tagja) havi hírlevele. Az impresszumban olvasható adatok szerint a kiadvány 750 példányban jelenik meg, kiadója a BZBE, s anyagi támogatója az Agricultural Biotechnology in Europe (ABE) szervezet. A lap főszerkesztője Dudits Dénes…” – jellemezte így az utóbb alkalminak mutatkozó kiadványt Székács András.
Mára az egyesület is eltűnt és 2016-ben a nem közhasznú IMBE (Innovatív Mezőgazdasági Biotechnológiáért Egyesület; képviselője Dudits Dénes → Popp József → 2022-től Rádi Feríz) – bejegyzése szerinti jogelődje az 1999-ben induló Barabás Zoltán Biotechnológiai Egyesület (BZBE) és a Pannon Növény-Biotechnológiai Egyesület (képviselője Balázs Ervin) – néven született ujjá. A BZBE kiadványnak mára az archívuma is eltűnt a netről. A tudományosnak álcázott, ipar által támogatott reklámlap tehát nem ért cél Magyarországon. Az IMBE új elnöke Rádi Feríz (Pannon Genetic) több év szüneteltetés után 2023-ban és 2024-ban kiadott egy-egy vékonyka számot, benne a Syngenta Kelet-Európai Növényvédelmi Vezetőjének és Balázs Ervinnek az ismeretterjesztő cikkeivel.
A találomra bevitt, idegen fajokból bevitt transzgének bár ma uralják a világpiacot, már senki sem gondolja azt, hogy ezek a növényi géntechnológia csúcstermékei. Túlságosan hamar is piacra vitt innováció volt ez és az Európai Unió országai ezt nem is honorálták. Máig csupán a molyölő MON 810-es kukoricának van vetési engedélye az EU-ban, aminek vetését hazánkban moratórium tiltja. Külön szeretném kiemelni, hogy a nagy mellénnyel kiálló hazai növényi géntechnológia egyetlen hazai GM-fajtát sem tett le az asztalra, ami piacra kerülhetett volna. A gyakorlati kudarc teljes, a lelkesedés (a területet fényező hasonló tartalmú ismeretterjesztő könyvek sokaságának megjelenése ellenére) változatlan.
Ebben a négyrészes írásban alapfokú ismeretterjesztésre teszek kísérletet, ami genetikát illetőn korántsem könnyű. Úgy látom én is, hogy erre szükség van, ahogy Zsuffa Péter (Érd FM 101.3 rádió) a figyelmem felhívta. Szerintem a mostani elmesélő szinten a megértés egyszerű.
Sejtmag, kromoszómák és gének
Az örökítőanyag felépítése teljességgel alátámasztja az evolúcióról kialakult tudásunkat. Egy baktériumra és az emberre is ugyanaz az önreprodukciós biokémiai megoldások (DNS, RNS stb.) a jellemzők. Az örökítőanyag szerveződésében vannak különbségek. A körkromoszómásokra jellemző, hogy egyetlen nagy, kör alakú makrokromoszómán ülnek a gének. A gének legalább egy fehérjealegység kódolására alkalmas, aktivizálható DNS-szakaszok. A makrokromoszóma a sejt klónozására (változatlan formában való újraképzés) képes. Az egyediséget a mikrokromoszómáknak is nevezett plazmidok (ezeken is géneket találunk) biztosítják, amit az egysejtű szervezetek konjugáció (időszakos egybeolvasás, a citoplazma részleges cseréje) formájában átadhatnak egymásnak. Ezen az úton terjedő információ például az antibiotikum-ellenállóság.
A körkromoszómát illetően jobbára csak a mutációs folyamatok (plusz befogott plazmidok) okozhatnak evolúciós változást. Ezen a természet újított, amikor a tulajdonságok rekombinációs lehetőségét hozta létre a haploid ivarsejtek és a diploid testi sejtek megoldással. Ez esetben a hím és nőstény haploid ivarsejtek diploid zigótát hoznak létre, aminek fajra jellemzően omnipotens sejtje osztódással és időbeli differenciálódással soksejtű élőszervezetet hoz létre. Minden tulajdonságunk páros örökítésű, s jellemző rá a domináns (megnyilvánuló) és/vagy recesszív (hallgató) állapot.
Soksejtű élőlényeknél az örökítőanyag már lényegesen bővebb, s ehhez jött létre az egyenes kromoszómák készletéből álló genom, amiben a fajra jellemző gének kerülnek tárolásra. Nem is ritkán ugyanannak a génnek több kópiája is része a genomnak. A gének aktív és inaktív (nyugvó) állapotban lehetnek, hiszen az egyedfejlődés folyamán ugyanaz az örökítőanyag többféle specializálódott sejtet hoz létre az egyidejűleg működő eltérő gének összjátékának következményében. A gének működési ideje (ki- és bekapcsolt állapot) fontos tulajdonság egy életképes utód létrejöttekor.
A kromoszómákban tömörített információ kibomlása és a soros génkészlet pontos aktiválása lényegbevágó. Ennek szabályozása, az intergenikus (gének közötti, fehérjét nem kódoló szakaszok) régiók szabályzó szerepe még pontos feltárásra vár. Ez önmagában is aggályos az alkalmazott géntechnológiát illetően, hogy az örökítőrendszernek számos mozzanatát még homály fedi, miközben állandóan bekapcsolt állapotú géneket viszünk be a sejtbe.
Génmódosítás (Agrobacterium, génpuska) és génszerkesztés (Crispr/Cas, Talen, ZFN)
A növényi sejtek transzformálását kezdetben idegen fajokból származó génekkel végezték. Ez a bolygón egységes örökítőrendszer tette lehetővé, hogy egy baktérium génjét kultúrnövénybe vigyék be. Két transzgén-típus donorja emelhető ki, amelyek a GM-világpiac mai főszereplői: az Agrobacterium tumefaciens CP4 törzse (CP4 epsps) és a Bacillus thuringiensis (cry, vip stb.) gének.
A Bacterium thuringiensis nevű talajban élő rovarlárva-patogén toxint (Cry, Vip stb.) termelő baktérium. Ez esetben a baktérium cry (igen sokféle van) vagy vip génjét random beviszik a kultúrnövény genomjába és a növény minden sejtje (nem optimalizált termelésű) ettől kezdve termeli ezt toxikus fehérjét és elpusztítja a célrovar lárváját.
Az Agrobacterium tumefaciens növénypatogén baktérium egyes génjei kulcsfontosságú szerepet játszottak a növényi géntechnológiában. Egyrészt a bevitelre használt Agrobacterium-módszer annak Ti-plazmidján alapul, ami képes növényi sejtbe genetikai információt szállítani. A másik gén ez esetben a CP4 epsps (5-enolpiruvilsikimát-3-foszfát szintáz) gén, amely a glyphosate kötődését gátolva a gyomirtó hatást mérsékelni képes.
A transzgén beviteléhez kezdetben vagy az Agrobacterium-rendszert vagy génpuskát használnak. A transzgén változatos helyre került be a növényi sejtbe, s ezáltal elronthatott egy aktív gént, vagy intergenikus helyre kerülve a működésszabályozásban okozhatott zavart. Nagyon sok növényi sejtet transzformálnak egyidejűleg. Igen sokból életképtelen zigóta keletkezett, de némelyik életképes marad. A genetikai eseményt követő szelekció tehát kulcsszerepű, hiszen a szuper-pontosnak hirdetett technológia döbbenetesen pontatlan. Ezért nevezik az átalakítást genetikai eseménynek (genetic event), hiszen nem ismételhető meg. A transzgén minden esetben más helyre kerül, és sokszor sérült és nem működő kópiák is benne maradhatnak az ún. kész fajtában. Azt, amit Dudits Dénes és társai szuper-pontos csúcstechnológiának hirdetett, valójában véletlenszerű átalakítással olyan növényt eredményez, ami a természetben nem fordulhatott volna elő, hiszen a bakteriális gén bekerülése a növényi zigótába a nullával azonos valószínűségű. Ma a világpiacot ilyen GM-fajták jellemzik és a főként Észak- és Dél-Amerikában termesztett, géntechnológiai úton módosított növényeket az Európai Unió ezért fogadta fanyalogva. Ezen túlmenően az ismeretlen mellékhatásspektrum is aggályos volt, melyek közük az idegenbeporzó növényeknél a keresztbeporzás emelhető ki, amely a minőségi vetőmagtermesztésnek áll az útjában és a biotermesztésnek. Ez utóbbi kizárja a technológia alkalmazását a termesztéséből.
A genetika azonban nem ragadt le a transzgenikus növényeknél és a ciszgenikus növények előállításának lehetőségét kutatta, bár attól szerintem még messze vagyunk. Ez utóbbi esetben nincsenek idegen fajokból származó gének, legfeljebb rokonfajok génjei. Az alkalmazott génbevitel helyfelismerő-képességgel rendelkezik (Crispr/Cas, Talen, ZFN stb.) és tervezett helyre szállítja a beépítendő gént.
Ennek a módszernek egy alesete a géncsendesítés. Ilyenkor még ciszgén sincs, hanem helykeresés után elrontja a megtalált génkópiát. Tipikusan ilyen átalakítás a barnulásgátlás. Ilyenkor a polifenol-oxidáz enzimet kódoló kópiák számát ritkítják meg jelentősen és érik el azt, hogy a hámozott burgonya és alma ne barnuljon meg. Ez az éttermek konyhai munkáját könnyíti meg, ami nem valami hatalmas eredmény, merthogy ennek elérésére egyszerű konyhatechnikai módszerek állnak rendelkezésre. Itt tehát nincs bevitt gén; elrontott, működésképtelen viszont igen. A burgonya módosításán dolgozó, ismert kutató Caius Rommens, azonban azt találta, hogy burgonyán ilyenkor nincs ugyan színjelzés, de a biokémiai reakciók eltérő úton indulnak el. Ez olyan morális válságba vezette, hogy felhagyott a burgonya-géntechnológiával.
(folytatása következik)
Darvas Béla
