Václav Řehout Zemědělská fakulta Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Geneticky manipulované organizmy teorie, praxe, etika, rizika a legislativa.

Prezentace na téma: "Václav Řehout Zemědělská fakulta Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Geneticky manipulované organizmy teorie, praxe, etika, rizika a legislativa."— Transkript prezentace:

1 Václav Řehout Zemědělská fakulta Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Geneticky manipulované organizmy teorie, praxe, etika, rizika a legislativa Projekt FRVŠ 3556/2005.

2 Definice GMO biologická Pojem GMO zahrnuje takové organizmy, jejichž genetický základ byl úmyslně pozměněn vnesením či vyjmutím nějakého genu (genů). Definice GMO legislativní GMO je organizmus, kromě člověka, jehož dědičný materiál byl změněn genetickou modifikací.

3 Genové inženýrství (GI) = techniky vedoucí k umělé tvorbě geneticky pozměněných buněk nebo celých organizmů zásahem do jejich DNA výsledkem vznik nových modifikovaných genomů, transgenních organizmů, které by se za normálních okolností v přírodě nemohly vyskytnout

4 Cílem Cílem jsou v podstatě dva procesy: - vložení cizího DNA segmentu (genu, konstruktu) do DNA příjemce - vyřazení nežádoucího genu z funkce, tzv. genový knock-out

5 Techniky GI - identifikace a izolace genů, získání genového konstruktu - volba příjemce pro přenos genového konstruktu - volba metody pro přenos genového konstruktu

6 Konstrukce transgenu a tvorba rekombinantní DNA tvorba rekombinantní DNA

7 Konstrukce transgenu - modifikace izolovaného genu podmínka pro úspěšnou integraci a expresi genu Sekvence promotoru - přidána k transgenu z důvodu správné exprese genu (tzn. překlad do proteinového produktu) Terminační sekvence - signalizuje buňce zakončení sekvence genu Marker gen - přidán z důvodu identifikace úspěšného včlenění transgenu

8 Tvorba rekombinantní DNA (rDNA) rDNA je uměle vytvořená DNA. DNA z několika zdrojů je včleněna do jedné rekombinantní molekuly DNA.

9 Namnožení cílových DNA fragmentů

10 Namnožení molekuly DNA získání identických kopií cílového transgenu nebo rDNA Molekulární klonování Molekulární klonování in vitro - procesem polymerázové řetězové reakce (PCR) Molekulární klonování in vivo - pomocí prokaryot (bakterie, např. E. coli), - pomocí eukaryot (kvasinky), - pomocí buněk savců rostoucích v tkáňových kulturách.

11 Polymerázová řetězová reakce (PCR) = enzymatické namnožení (amplifikace) DNA syntézou mnoha kopiií vybrané sekvence DNA - cyklická reakce o třech teplotních fázích: Denaturace: dvouvláknová DNA denaturována na dvě jednovláknové templátové molekuly DNA Annealing: nasedání oligonukleotidových sond (primerů) na obou stranách cílové DNA Elongace: syntéza nových vláken pomocí termostabilní DNA polymerázy od 5´konce ke 3´konci začínající od primerů Molekulární klonování in vitro

12 Schéma PCR v každém cyklu se množství DNA zdvojnásobí exponenciální amplifikace z každé molekuly původního templátu bude vytvořeno 2 n kopií, kde n je počet cyklů 30 cyklů = 10 10 násobné namnožení DNA

13 Molekulární klonování in vivo vektor = molekula, která obsahuje všechny sekvence potřebné ke vstupu, přežití a množení v určité hostitelské buňce klonovací vektor = slouží nejen k přenesení do buňky, ale i k zajištění jejího klonování v buňce = namnožení určitých fragmentů DNA pomocí vektorů

14 Bakteriofágy viry napadající bakterie Klonovací vektory Plazmidy malé molekuly kruhové DNA v bakteriálních buňkách Fasmidy plazmidy vybavené navíc částí genomu bakteriofága Kosmidy plazmidy se zabudovanými částmi sekvence bakteriofága Umělé bakteriální chromozómy (BAC-bacterial artificial chromosome) Umělé kvasinkové chromozómy (YAC-yeast artificial chromosome)

15 Inzerce DNA do plazmidu

16 Transformace DNA do bakterie Transformace = proces, kterým je molekula DNA vpravena do buňky  volba tzv. kompetentní buňky, schopné přijmout cizí DNA  destabilizace cytoplazmatické membrány (mírný tepelný šok, vápníkové ionty apod.)  kultivace v podmínkách zajišťujících tvorbu propustné buněčné stěny a zvýhodňujících udržování a množení plazmidu Postup:

17 Schéma bakteriální transformace Úspěšnost transformace cizí DNA je sledována na základě marker genů, které danou buněčnou kolonii odlišují na kultivačním mediu od kolonií bez přenesené DNA. Marker geny: pro rezistenci vůči antibiotiku; pro alfa-peptid enzymu  -galaktosidázy zajišťující barevnou odlišnost kolonií atd.

18 Klonování DNA pomocí bakteriálního plazmidu

19 Izolace klonované DNA - oddělení klonované DNA od DNA a proteinů bakterie  lyzační metoda - volná plazmidová (rekombinantní) DNA musí být dále purifikována centrifugací na cesium chloridovém gradientu a cílový fragment rDNA vyštěpen z vektoru restrikčními enzymy

20 plazmid DNA Purifikace DNA cesium chloridovým gradientem Roztok plazmidové DNA je smíchán s ethidium bromidem pro vizualizaci v UV světle. Vrstvy plazmidové DNA jsou poté odsáty jehlou injekční stříkačky přes stěnu centrifugační zkumavky. Komerční kity založené na chromatografické technologii tento proces zjednodušují.

21 Plazmidová DNA je vystavena působení restrikční endonukleázy  vyštěpení rekombinantní DNA z vektoru 2 1 2 – dolní band představuje rekombinantní DNA uvolněnou z vektoru 1 – horní band představuje plazmidovou DNA – vektor Uvolnění rDNA z vektoru

22 Příprava transgenních organizmů

23 Příprava GM rostlin Příprava GM živočichů

24 Příprava GMO Technologie tvorby - technicky i časově náročný proces - využití poznatků molekulární biologie, využití metod genetického a buněčného inženýrství - poznatky integrovány do moderních šlechtitelských postupů

25 Schéma tvorby GM rostlin - výběr genu(ů) pro dosažení požadované vlastnosti - izolace vhodného genu(ů) a klonování genu v baktérii - úpravy genu(ů) - transformace genu(ů) do genomu rostliny - selekce transformovaných rostlin - sledování projevu transgenu - testy v uzavřených prostorách laboratoří a skleníků - vyhodnocení biologické bezpečnosti - polní zkoušky transgenních rostlin - hodnocení biologické bezpečnosti - registrační zkoušky GM odrůdy Příprava GM rostlin

26 Existuje řada metod, kterými je docílena transformace transgenní DNA do rostlinných buněk. Nejčastěji využívanými: Metody transformace transgenu - transformace s využitím bakterií - přímá transformace

27 Transformace s využitím bakterií Půdní bakterie: Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium rhizogenes  vyvolávají růstové a genetické změny u napadených rostlin  přenáší část svých genů z Ti (tumor-inducing) plazmidu do rostlinného genomu

28 Příprava GM rostlin s využitím bakterií

29 Přímá transformace = přímý přenos klonované DNA mikroprojektilové ostřelování rostlinného materiálu (microparticule bombardment, biolistic transformation) ` jádra nebo organely kultivovaných buněk ` rostlinné orgány - rostlinný materiál: Þ vstřelování mikroskopických částic netoxických kovů, na jejichž povrchu je přichycena DNA

30 Mikroprojektilová pistole Mikroskopické částice wolfram zlato

31 Příprava GM rostlin přímou transformací

32 Výběr úspěšně transformovaných tkání Transformované rostlinné tkáně jsou přemístěny na medium obsahující antibiotikum či herbicid, podle toho, jaký selektivní marker byl použit.  přežívají pouze rostlinky exprimující vybraný marker gen a vložený transgenní konstrukt

33 Transgenní rostlinky jsou pěstovány v kontrolovaných životních podmínkách na médiích obsahujících potřebné živiny a hormony. Rozsáhlá hodnocení a testace transgenních rostlin ověřují, zda začlenění genu je stabilní a bez škodlivých vlivů na další funkce rostlin, kvalitu produkce a agroekosystém. Počáteční hodnocení zaměřují pozornost na: ` aktivitu vloženého genu ` stabilita dědičnosti ` vlivy na růst, produkci a kvalitu

34 Nejčastěji využívané transgeny Geny významné z hlediska zemědělských a potravinářských technologií ` geny podmiňující odolnost vůči herbicidům ` geny podmiňující odolnost vůči hmyzím škůdcům ` geny podmiňující odolnost vůči houbovým patogenům ` geny podmiňující odolnost vůči virům ` geny podmiňující odolnost vůči antibiotikům ` geny zvyšující nutriční hodnotu ` geny umožňující nové technologické postupy v rostl. výrobě (pylová sterilita – produkce F1 hybridů; terminátor)

35 Geny pro produkci farmaceuticky využitelných látek Geny pro průmyslové aplikace a zpracování suroviny ` změněný obsah a kvalita lipidů ` změněný obsah a kvalita škrobu ` produkce enzymů pro potravinářský a papírenský průmysl ` produkce biodegradovatelných polymerů

36 Příprava GM zvířat Cílem přenosu genového konstruktu: ` časné stadium vývinu embrya na úrovni 1 buňky (zygoty) před splynutím prvojader ` linie pluripotentních buněk

37 Metody transformace transgenu Přenos genového konstruktu je realizován různými metodami závisejícími na: ` druhu organizmu ` buněčném typu ` zaměření transformace nebo transgenózy

38 Mikroinjekce - požadovaný gen je přenesen do vajíčka těsně po jeho oplození (zygota) - provedení pomocí mikromanipulátoru pod kontrolou mikroskopu, injekcí o velikosti 2 – 5 pikolitrů - proces začlenění je náhodný - počet začleněných kopií je nekontrolovatelný od malého počtu do stovek kopií původního konstruktu - účinnost začlenění konstruktu 1:1000

39 Mikroinjekce Extrémně tenkou jehlou je do samčího prvojádra vpraveno nepatrné množství roztoku obsahující mnoho kopií transgenu. Zygota je pevně přichycena pipetou.

40 Schéma metody mikroinjekce superovulace a oplození izolace buněk (zygot) mikroinjekce transgenu transfer vajíček do náhradnic

41 Transformace embryonálních kmenových buněk - metoda využívaná k přenosu cílové genové sekvence na specifické místo v genomu - během kultivace buněk je přidán vhodný vektor, který zajistí specifickou genetickou modifikaci (např. odstranění nebo vložení vybraného genu, nebo dokonce výměnu jednotlivých bází v genetickém kódu) Příprava embryonálních kmenových buněk

42 Schéma transformace kmenových buněk Výsledný jedinec je chimérou. Testace potomstva na přítomnost vloženého genu. Páření heterozygotních jedinců s cílem získat homozygotní transgenní linii.

43 Použití retrovirových vektorů - využití schopnosti retrovirů proniknout a začlenit svou genetickou informaci do jádra hostitelské buňky - zabudování genového konstruktu do viru tak, aby byla zachována schopnost množení a vnesení genetické informace do buňky - odstranění části genomu viru zodpovědné za zničení hostitelské buňky - přednost: zabudování pouze jedné kopie - omezení: velikost délky přenášených konstruktů (max. 10 kb) - obavy: schopnost virů navodit nádorové bujení, obnovení jeho patogenity

44 Klonování organizmů - technika používaná k vytvoření identických organizmů Reprodukční klonování - vytvoření duplikátu(ů) existujícího jedince Terapeutické klonování - strategie buněčné terapie

45 Reprodukční klonování - dvě techniky: přenos jádra zárodečné buňky přenos jádra somatické buňky

46 Cíle Cíle živočišného reprodukčního klonování: - produkce hospodářských zvířat (zlepšení kvality zvířat či jejich produktů) - produkce GM laboratorních zvířat (studium lidských chorob, testace nových léků) - produkce GM hospodářských zvířat (produkce vysoce terapeutických proteinů) - pokus záchrany ohrožených či vyhynulých druhů - zlepšení klonovaných domácích zvířat - produkce živočichů vhodných pro xenotransplantace

47 Přenos jádra zárodečné buňky - 3 hlavní kroky:  získání oocytu hormonální stimulace ovce za účelem získání velkého množství zralých oocytů  získání DNA umělá inseminace ovce spermatem berana za účelem získání embrya (16 nebo 32 buňkové stadium), vyjmutí zárodečné buňky  implantace vložení zárodečné buňky do oocytu, získání blastocysty in vitro, implantace do dělohy náhradní matky

48 Získání oocytů výplachem dělohy, jejich přečištění a následné odstranění jádra pomocí mikropipety. Získání embrya výplachem dělohy, jeho přečištění a následné vyjmutí embryonální buňky pomocí miniaturních kleští. Foto: Odstranění jádra Obr.: Embryo Foto: Vyjmutí embryonální buňky Růst oocytu do stadia blastocysty in vitro. Foto: Blastocysta

49 Schéma přenosu jádra zárodečnébuňky

50 Přenos jádra somatické buňky - 3 hlavní kroky:  získání oocytu hormonální stimulace ovce za účelem získání velkého množství zralých oocytů  získání DNA odebrání somatické buňky z vemene ovce, kultivace buněk a docílení klidové fáze G 0 buněčného cyklu  implantace vložení jádra somatické buňky do oocytu, získání blastocysty in vitro, implantace do dělohy náhradní matky

51 Ovce Dolly -  5. července 1996 -  14. února 2003 utracena z důvodu plicní infekce jádro oocytu nahrazeno jádrem somatické buňky s dospělé ovce vytvořena genetická kopie původní dospělé dárkyně - vyvinuta kolektivem vedeným Ianem Wilmutem (Roslin Institute, Skotsko) reprodukčním klonováním 

52 Vytvoření ovce Dolly, velblouda, myši, křečka, prasete, člověka ? myši, křečka, prasete, člověka ?

53 Terapeutické klonování - strategie buněčné terapie původní genetický materiál kmenových buněk nahrazen genetickým materiálem pacienta - využívá schopnosti embryonálních kmenových buněk regenerovat orgány či tkáně spuštěna jejich diferenciace ve specifické tělní buňky transplantace do místa poškozené tkáně bez spuštění imunitní reakce - postup:

54 Schématerapeutickéhoklonování

55 Diagnostika GMO

56 Detekce GMO v potravinách a potravinářských surovinách a potravinářských surovinách Princip: metody založeny na stanovení nukleových kyselin nebo na stanovení bílkovin Základní schéma detekce GMO: - odběr reprezentativního vzorku matrice - extrakce nukleových kyselin nebo proteinů - testovací metoda potvrzující přítomnost transgenu - identifikace transgenu - kvantifikace transgenu

57 Metody založené na detekci nukleových kyselin (řeší problém určení vztahu mezi koncentrací cílové DNA sekvence a množstvím PCR produktu vytvářeného během amplifikace) - PCR - multiplex PCR (vhodná modifikace PCR z hlediska analýzy více parametrů v rámci jednoho reakčního procesu) - nested PCR (modifikace vhodná pro zvýšení citlivosti a přesnosti detekce) - kvantifikace pomocí PCR

58 Metody založené na detekci nukleových kyselin - kvantitativní kompetitivní PCR - real-time PCR - blotting - analýza RNA (GMO ve vzorku je kvantifikováno elektroforeticky, porovnáním intenzity proužku PCR produktu s vnitřním standardem) (monitoring vznikajícího produktu během celé reakce, kvantifikace je provedena v exponenciální fázi syntézy DNA) (identifikace přenášeného fragmentu obsahujícího hledanou sekvenci pomocí značené sondy) (není-li možné provést analýzu proteinů, lze použít analýzu RNA transkriptů)

59 Metody založené na detekci bílkovin - imunometody - určení aktivity transgenu - chromatografie - infračervená spektroskopie (využívají specifické reakce mezi antigenem a protilátkou, studium akumulace proteinů v transgenních rostlinách) (biochemické a/nebo biometody měří protein se specifickou aktivitou) (používána v případě, liší-li se vlastnosti GMO od nemodifikovaného organizmu, např. složení mastných kyselin, triglyceridů) (v případě změny struktury organizmu)

60 Legislativa a právní normy

61 Právní úprava nakládání s GMO v ČR Zákon č. 153/2000 Sb. o nakládání s geneticky modifikovanými organizmy a produkty stanovení povinnosti fyzických a právnických osob tak, aby byla zajištěna ochrana zdraví člověka a zvířat, životního prostředí a biologické rozmanitosti stanovení postupu udělování oprávnění k nakládání s GMO a produkty stanovení systému kontroly nad dodržováním zákona a systému evidence uživatelů i GMO a produktůCílem: v roce 2003 upraven s ohledem na nařízení EU

62 Zákon č. 78/2004 Sb. o nakládání s geneticky modifikovanými organizmy a genetickými produkty - v platnosti od 25. února 2004 - zákon se vztahuje na nakládání s GMO, které si zachovaly schopnost reprodukce a nakládání s produkty, které tyto životaschopné organizmy obsahují Vyhláška č. 209/2004 Sb. Vyhláška č. 209/2004 Sb. o bližších podmínkách nakládání s geneticky modifikovanými organizmy a genetickými produkty

63 Zákon rozeznává 3 typy nakládání s GMO: Uzavřené nakládání Uvádění do životního prostředí Uvádění do oběhu - zahrnuje vznik a využití GMO pro výzkumné účely v izolovaných kultivačních a laboratorních místnostech - zahrnuje pěstování nebo chov v polních pokusech nebo experimentálních chovech a nakládání s jejich produkty pro výzkumné účely - zahrnuje běžné komerční pěstování GM rostlin či chov GM zvířat a výrobu a prodej výrobků obsahujících GMO

64 Zákon rozeznává 4 kategorie rizika: První kategorie činnosti bez rizika nebo s minimálním rizikem Druhá kategorie činnosti s rizikem škodlivého působení, které lze snadno odstranit obecně známými opatřeními Třetí kategorie činnosti s rizikem škodlivého působení, které můžou být odstraněny jen zvláštními náročnými zásahy Čtvrtá kategorie činnosti s rizikem škodlivého působení, které zanechává trvalé následky, které nemůžou být zcela odstraněny ani zvláštními náročnými zásahy

65 Další právní předpisy týkající se GMO: řeší označování potravin vyrobených GMO a uvádění nových potravin do oběhu Vyhlášky Ministerstva životního prostředí č. 372, 373 a 374/2000 Sb. Metodika hodnocení rizika pro geneticky modifikované vyšší rostliny Metodika hodnocení rizika pro geneticky modifikované mikroorganizmy Zákon č. 110/1997 Sb. Zákon č. 110/1997 Sb. o potravinách a tabákových výrobcích (novelizován zákonem č. 306/2000 Sb.) 372/2000 Sb. vyhláška 372/2000 Sb. zrušena právním předpisem 209/2004 Sb.373, 374/2000 Sb. 209/2004 Sb., vyhlášky 373, 374/2000 Sb. zrušeny

66 Správní úřady na úseku nakládání s GMO a produkty Ministerstva životního prostředí zdravotnictvízemědělství Česká inspekce životního prostředí Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský Státní ústav pro kontrolu léčiv Ústav pro státní kontrolu veterinárních biopreparátů a léčiv Státní rostlinolékařská správa Státní zemědělská a potravinářská inspekce Orgány veterinární správy Celní orgány

67 Směrnice platné v EU Směrnice 2001/18/ES Směrnice 2001/18/ES o záměrném uvolňování GMO do životního prostředí Nařízení 1829/2003 Nařízení 1829/2003 o GM potravinách a krmivech Nařízení 1830/2003 Nařízení 1830/2003 o vysledovatelnosti a označování GMO a vysledovatelnosti potravin a krmiv vyrobených z GMO Nařízení 641/2004 Nařízení 641/2004 o podrobných pravidlech implementace nařízení 1829/2003 Směrnice 90/219/EHSsměrnicí 98/81/ES Směrnice 90/219/EHS, změněná a doplněná směrnicí 98/81/ES o používání GM mikroorganizmů (GMM) v uzavřených prostorech Nařízení 1946/2003 Nařízení 1946/2003 o pohybech GMO přes hranice

68 Stav problematiky ve světě (mimo zemí EU) Problematika GMO řešena v rámci: Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD) Světová zdravotní organizace (WHO)

69 Význam využití GMO

70 Význam GMO farmacie a medicína: farmacie a medicína: - výroba léčiv (inzulín, lidský růstový hormon, srážlivý faktor...) - studium chorob a vývoj léků zemědělství, zemědělsko-potravinářská odvětví: zemědělství, zemědělsko-potravinářská odvětví: - zlepšení technologických vlastností (odolnost herbicidům, houbovým a virovým chorobám, škůdcům, zvýšení nutriční hodnoty …) - produkce farmaceuticky využitelných látek (obsah a kvalita lipidů a škrobu …)

71 - průmyslové aplikace a zpracování surovin (produkce enzymů pro potravinářský a papírenský průmysl, produkce biodegradovatelných polymerů) - kvasný, textilní - výroba aminokyselin, bílkovin, škrobu - likvidace ropných havárií a další.... Význam GMO průmysl: průmysl: životní prostředí: životní prostředí:

72 Příklady využití GM efektů

73 plodiny s rezistencí vůči herbicidům (sója, řepka, kukuřice, bavlník) plodiny produkující bakteriální insekticidní toxiny (brambory,kukuřice) plodiny s upraveným metabolismem cukru (brambory) plodiny s prodlouženou trvanlivostí (rajčata) plodiny produkující biodegradabilní polyestery, bioocel plodiny s upraveným poměrem látek (rajčata, řepka) bavlník s přírodně zabarveným vláknem Rostliny

74 rajčata, cukrovka s vysokým obsahem fruktanu dřeviny se sníženým obsahem ligninu pro výrobu papíru plodiny se zvýšenou odolností vůči stresu chladem či suchem plodiny se schopností asimilace vzdušného dusíku rýže produkující betakaroten peckoviny s odolností k viru šarky Rostliny

75 škodlivý hmyz přenášející gen způsobující neplodnost potomstva živočichové se zvýšenou intenzitou růstu (kapr, losos, myš, prase) ryby s genem protimrazového proteinu (losos) živočichové s genem rezistence vůči chorobám změna kvality živočišných produktů (mléko krav)  obsah laktózy,  -laktoglobulinu,  -kaseinu, humanizace kravského mléka produkce léčiv pro humánní medicínu (mléko ovcí, krav a koz) Živočichové

76 Rizika využívání GMO

77 Možnosti rizik GMO - zdraví lidí a zvířat (toxicita a kvalita/bezpečnost potravin, alergie, rezistence k léčivům) - zemědělství (rezistence/tolerance cílových organizmů, superplevele, změna nutriční hodnoty, snížení počtu odrůd a ztráta biodiverzity) - životní prostředí (tvorba genu, transgenu nebo transgenních produktů, náchylnost necílových organizmů, rostoucí množství použití chemikálií v zemědělství, nepředpokládaná exprese genu a nestabilita transgenu)

78 Možnosti rizik GMO - horizontální přenos genů (genetické znečištění pomocí pylu nebo rozptylováním semen, rozptylování transgenů nebo promotorů, přenos cizorodých genů do mikroorganizmů nebo vznik nových virů rekombinací) - všeobecné rizika (ztráta příslušnosti v systému, vyšší náklady v zemědělství, neplánování polních pokusů při odhadu rizika)

79 Etika využívání GMO

80 Geneticky modifikované léky - metody genového inženýrství umožňují produkci „rekombinantních“ léků při výrobě nehrozí kontaminace léku (např. lék pro hemofiliky kontaminovaný HIV); bezpečná, relativně levná výroba GM léky – erytropoetin, růstový hormon, interleukiny léky na hemofilii (faktor VIII), vakcína proti hepatitidě B Výhody: Nevýhody: hrozba ilegálního obchodu s léčivy, tendence k nadměrnému použití léků – „vše vypadá jako choroba / porucha“

81 Geneticky modifikované potraviny - využití GMO k produkci potravin je velmi diskutovaným problémem - probíhají diskuze na téma: označování potravin bezpečnost GM potravin pro spotřebitele (potvrzena pouze rizika alergií) ekologická rizika (stále málo informací  diskuze pokračují) Ochrana občanských práv

82 Reprodukční klonování lidí   ve většině zemí zakázáno zákonem - spojeno s množstvím etických, právních, sociálních i technických otázek - v roce 2002 Raelianská sekta a fa Clonaid prohlašovaly úspěšné naklonování prvního člověka  neposkytnuty však důkazy úspěchu

83 Klinické uplatnění terapeutického klonování se očekává během cca 10 let. Terapeutické klonování je předmětem vášnivých debat, protože v tomto procesu vznikají a zanikají embrya  etické problémy. Terapeutické klonování Diskuze zaměřena na definici momentu, od kterého musí být chráněn lidský život. vznikají a zanikají embrya

84 Schválené transgenní plodiny v ČR

85 GMO schválené v ČR k uvádění do oběhu - schváleno Ministerstvem životního prostředí ČR ke dni 30. 4. 2003 Roundup Ready sója - s tolerancí k herbicidu glyfosfátu (účinné látce herbicidu Roundup) - linie GTS 40-3-2 - produkt: sójové boby - import za účelem zpracování obdobně jako nemodifikované sójové boby - není určeno k pěstování

86 GMO schválené v ČR k uvádění do životního prostředí - schváleno Ministerstvem životního prostředí ČR ke dni 30. 4. 2003 Brambor (Solanum tuberosum) - s vneseným genem ovlivňujícím cukerný metabolismus Bt Kukuřice MON 810 - s vneseným genem rezistence vůči zavíječi kukuřičnému Kukuřice NK 603, RR - s vneseným genem rezistence vůči herbicidu ROUNDUP Len setý (Linum usitatissimum L.) - s vneseným selekčním genem pro rezistenci hygromycinu

87 Řepka olejná ozimá MS8 - tolerantní k herbicidu s geny pro samčí sterilitu Řepka olejná ozimá MS8RF3 - tolerantní k herbicidu s geny pro samčí sterilitu a obnovení plodnosti Slivoň Stanley - s vneseným genem pro obalový protein viru šarky švestky GMO schválené v ČR k uvádění do životního prostředí

88 vstup do Evropské unie dne 1. 5. 2004 komerčně využívány pouze ty GMO, které byly schváleny pro uvádění na trh v EU ne všechna povolení zahrnují i pěstování (sóju je povoleno pouze dovážet a zpracovávat) GM plodiny ve schvalovacím řízení registrace odrůd GM plodin  pěstování za několik let

89 GMO schválené v ČR k uvádění do oběhu Koncem roku 2004 bylo v rámci EU do Společného katalogu odrůd zemědělských plodin zapsáno 17 odrůd GM kukuřice MON 810. zápisem lze v ČR využít tuto plodinu ke komerčním účelům Bt kukuřice MON 810 Roundup Ready sója

90 Celosvětové pěstování transgenních plodin

91 Celosvětová výměra transgenních plodin 199619971998199920002001200220032004 mil. ha1,711,027,839,944,252,658,767,781,0 Vývoj pěstování GM plodin ve světě (mil. ha) Zdroj: www.icgeb.org/ ~bsafesrv/background.htm

92 Hlavní země pěstování GM plodin (mil. ha)

93 Výměra pěstovaných GM plodin v roce 2004 (mil. ha) (mil. ha) Celosvětová výměra významných GM plodin SójaKukuřice Bavlna Řepka mil. ha48,419,39,04,3

94 Celosvětová výměra GM plodin dle vlastností Herbicid tolerance Rezistence vůči hmyzu Bt/herbicid tolerance mil. ha58,615,66,8 Výměra pěstovaných GM plodin dle vlastností v roce 2004 (mil. ha)

95 Historické mezníky GMO

96 GMO v datech 1973 - první pokusy s genovými manipulacemi u mikroorganizmů v Kalifornii 1974 - konference v Asillomaru, stanoveny hlavní zásady zaručující bezpečnost dalšího výzkumu 1976 - první směrnice pro práci s rekombinantní DNA 1983 - první GM plodina - tabák, první genové manipulace u kukuřice 1989 - ustanovena Česká komise transgenóze rostlin při Ministerstvu životního prostředí ČR 1990 - EU vydala Nařízení rady 90/219 EC (později 98/81 EC) upravující nakládání s GMO v členských zemích unie 1991 - poprvé pěstována GM kukuřice (Bt kukuřice) na volném poli (USA, Argentina)

97 GMO v datech 1991 - poprvé pěstována GM kukuřice (Bt kukuřice) na volném poli (USA, Argentina) 1994- uvedeny na trh GM rajčata 1995 - uvedeny na trh GM soja a kukuřice 1996 - vydáno povolení Evropské komise pro dovoz GM sóji, GM kukuřice do Evropy - uvedena na trh GM řepka - protesty aktivistů Greenpeace - poprvé pěstována GM řepka na volném poli v ČR - první kampaň proti GMO v Praze

98 GMO v datech 1997 - EU přijala Nařízení rady o potravinách nového typu (vymezení způsobů hodnocení bezpečnosti potravin) - EU přijala směrnici o značení potravin vyrobených z GMO - rodí se ovce Dolly 1998 - v členských zemích vstoupila v platnost povinnost značit na obalech potravin přítomnost surovin GMO původu 1999 - vláda ČR zařadila zákon o GMO do legislativního plánu - EU vyhlásila moratorium na schvalování nových GMO - ministři životního prostředí „patnáctky“ schválili zpřísnění podmínek pro vstup GMO na trh 2000 - Parlament ČR schválil zákon č. 153/2000 Sb. o nakládání s geneticky modifikovanými organizmy a produkty

99 2001 - zákon č. 153/2000 Sb. vstoupil v platnost - Greenpeace odhalilo závažné nedostatky v dodržování zákona č. 153/2000 Sb. ze strany firmy MONSANTO a MŽP ČR - analýzy potravinářských výrobků uváděných do oběhu na trhu v ČR obsahující kukuřici nebo sóju odhalily GMO suroviny - Evropská komise navrhla označování plodin a potravin obsahujících GMO 2002 - protesty Greenpeace v Branišovicích na Znojemsku - studie odhadující ekonomické pozadí využívání GM plodin (Institute for Prospective Technological Studies, Join Research Centre; Soil Association) GMO v datech

100 2003 - vláda USA ohlásila, že podá stížnost Světové obchodní organizaci (WTO) proti „neoficiálnímu zákazu“ dovozu GMO do EU - Evropská komise vydala směrnici, jak lze pěstovat plodiny s GMO tak, aby se tyto organizmy nešířily na pozemky s organickými a konvenčními plodinami. - USA, Kanada a Argentina vyzvaly Evropskou unii prostřednictvím WTO, aby zrušila faktické moratorium na GMO. 2004 - Evropská komise povolila pěstování Bt kukuřice 2006 – 10 let po Dolly – klonován: skot, myši, jeleni, králíci, kočky, prasata, kozy, mufloni, muly, koně, jelenci, psi, antilota dzeren, gaur, banteng a naposled fretka GMO v datech

101 K zamyšlení: geneticky modifikované organizmy GM plodiny, GM živočichové klonování, genová terapie … ANO? NE?

102 GMO ano či ne ? Ano, mutace vždy vznikají spontánně nebo jsou indukovány člověkem. Nejen GM sója, proti které je tolik odporu, ale i většina odrůd jablek, rajčat, obilnin a dalších plodin jsou mutanty, které dlouhodobě bez obav konzumujeme. Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: GMO jsou mutanty.

103 Přirozené jsou snad jen lesní plody, některá volně žijící zvěřina a některé ryby- rozhodně ne však kapr a ostatní hospodářská zvířata a kulturní plodiny, jejichž současné genotypy jsou výsledkem genetických procesů řízených člověkem. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Konvenční plodiny jsou přirozené, GM plodiny umělé.

104 Geny jíme stále. Jíme geny z rostlinné i živočišné potravy, v jejichž každé buňce je okolo 30 000 genů. Potrava je běžně kontaminována nepatogenními mikroorganizmy v množství až 100 000 bakterií v jednom gramu. Bakterie má 3 – 5000 genů, takže v gramu nesterilní potravy běžně sníme kromě rostlinných a živočišných genů až půl miliardy bakteriálních. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: V potravinách z transgenních plodin „jíme geny.“

105 Gen je úsek molekuly DNA. Každá DNA je v zažívacím traktu rychle enzymaticky rozkládána na jednotlivé nukleotidy a jejich stavební kameny, které jsou u všech genů a u DNA všech organizmů shodné. Není tedy cizích nukleotidů. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: V GM potravinách konzumujeme cizí geny.

106 Gen vnesený např. do kukuřice tvoří v celkovém množství DNA přijatého potravou jen 0,0004%. Je neoddiskutovatelné, že takovéto zvýšení obsahu DNA v krmivu je zcela zanedbatelné. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: GM plodiny zvyšují podíl genů a DNA v krmivech (potravinách)..

107 Ano, ale rozložené DNA na její stavební jednotky nepoznáme, z kterých genů pouhé čtyři možnosti nukleotidů pocházejí. Je to stejně lhostejné jako, z jakých slov pocházejí písmenka v těstovinové polévce. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: V GM plodině konzumujeme kromě plodině vlastních i cizí geny.

108 Při genetických modifikacích jde v podstatě o přenos genu od dárce příjemci, kteří by se jinak nemohli přirozenou cestou křížit. Šlechtitelé však jež dávno překonali problém přenášení genů mezi druhy i rody. Např. smíchali geny pšenice a žita, koně a osla aj., které by se od Boha nikdy nezkřížili. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Transgenoze je hraní si na Boha.

109 Ve všech schválených transgenních potravinách sou pouze geny, jejichž genové produkty běžně jíme. Je-li však někdo alergický na beta-karoten, nemůže proto karotku, pak ovšem nebude moci ani geneticky modifikovanou rýži s obsahem beta- karotenu. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: GM potraviny mohou vyvolat alergie.

110 Požadavek stoprocentní bezpečnosti je fikce. U jakékoliv potraviny snášíme vždy důkazy opačné, dokazujeme jejich nebezpečnost, např. jedovaté houby. Nebezpečná GM potravina se nikdy nemůže dostat na trh. Nikdy ostatně nebyl přeložen důkaz, že vepřový bůček není rizikový. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Není důkazu, že transgenní potraviny jsou dieteticky nebezpečné.

111 Geny používané pro transgenozy jsou brány z přírody, tedy z jiných existujících organizmů. Např. gen tolerující glyfosfát byl do sóji přenesen z bakterie rodu Agrobacterium. Této bakterie je v půdě řádově 1 milion v gramu. Prakticky stejný gen mají i jiné rody bakterií žijících v půdě, na povrchu rostlin i ve vodě. Příroda je tedy dostatečně „zamořena“ vlastním genem. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Transgenozí se vnáší do přírody nové geny, které mohou uniknout kontrole.

112 Zemědělství bude vždy dávat přednost výkonným odrůdám před méně výkonnými, byť tradičními. To není specialita transgenních organizmů /plodin. to platilo vždy pro výkonnější odrůdy i plemena. Ostatně biodiverzitu snižují katastrofálně v globální měřítku jiné antropogenní vlivy. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Transgenní plodiny vytlačí tradiční odrůdy a sníží biodiverzitu.

113 Ano, ale se stejně mizivou pravděpodobností jako kterýkoliv jiný gen. Zatím však nebyl v živočišném genomu nalezen gen pocházející z rostlin, vůbec, natož pak z rostlin modifikovaných. Pokud by však i k tomu došlo pak modifikované geny vždy tvoří jen netoxické produkty, které by živočišné buňce nemohly škodit a navíc by byly zabudovány jen do omezeného počtu somatických buněk (např. leukocytů, které mají jen omezenou životnost). GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Modifikovaný gen z rostlin se může zabudovat do dědičné informace živočišné buňky.

114 Kdyby nic jiného, jejich využití vede ke snížení chemizace, omezení výjezdů techniky, zvýšení kvality potravin a nakonec i k možnosti využití zbývající plochy při stejné produkci pro nezemědělskou činnost. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: K čemu výkonné GMO, když má EU nadbytek potravin.

115 Naopak, lepší výnosy, nižší energetické, chemické a pracovní vstupy umožní zmenšit podíl orné půdy a tím zvětšit plochy přirozených biotopů. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Pěstování plevelům a škůdcům rezistentních plodin vede ke snížení biodiverzity – biologické rozmanitosti v krajině.

116 Transgenní plodiny jsou nejpodrobněji a nejpřísněji testované potravinářské suroviny. Toto testování z nich naopak činí nejméně rizikové zdroje potravin. O výsledcích transgenoze víme stokrát víc než o výsledcích šlechtění za využití záření a přitom tímto způsobem vzniklé mutanty přicházejí do spotřeby bez jakýchkoliv testů. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Transgenní plodiny jsou rizikové.

117 Pyl z GM rostlin může být přenesen na geneticky nemanipulované rostliny. Následnou kontrolou může být transgen v bioproduktech identifikován, což může znamenat vysokou pokutu pro biofarmáře, zrušení registrace biofarmy a nakonec i vrácení získaných dotací na provoz biofarmy. Obdobné riziko je kontaminace včelího medu pylem z transgenních rostlin, jsou-li pěstovány cca blíže než 5 km od umístění včelstva. Opatření proti tomuto riziku jsou bez bližšího komentáře nanejvýš zřejmá. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Jedním z dalších argumentů proti GM plodinám je vedle sebe existující konvenční a ekologické zemědělství, vyrábějící bioprodukty.

118 I realizaci tohoto argumentu brání složité metody testování GM plodin před jejich uvedením do pěstování v polních podmínkách. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Používání geneticky modifikovaných organizmů může způsobit nekontrolované rozšírční transgenů do okolního prostředí a může způsobit narušení přírodní rovnováhy..

119 Je však málo pravděpodobné, že by transgen plevelný druh zvýhodňoval natolik, aby vytlačil ze životního prostředí původní populace. GMO ano či ne ? Argumenty vědců: Obavy veřejnosti: Přenesení transgenu od kulturní rostliny do příbuzných plevelných druhů.