Samband okkar við pottablóm og gen

Umhverfi nútímamannsins er fullt af framandi efnum og þáttum, m.a. hættulegum lífrænum efnasamböndum. Það eru tvær leiðir til að takast á við vandann. Minnka notkun eða seytingu á lífrænum efnasamböndum, eða leita leiða til að hreinsa loft í mannabústöðum.

Hópur við Washington Háskólann í Seattle nýtti sér erfðatækni til að reyna að leysa vandann.

Long Zhang og félagar notuðu erfðatækni notuð til að flytja gen úr kanínu inn í stofublóm til að gera henni kleift að taka upp og eyða hættulegum efnum.

Hvernig virkar erfðatækni?

Gen er einangrað – kallað klónun – og sett í genaferju. Í þessu tilfelli var skeytt saman tveimur genum, P450 geninu 2e1 og geni sem skráir fyrir grænu flúrljómandi prótíni, sem ættað er úr marglyttu. Þetta seinna er notað til að skima fyrir erfðabreyttum plöntum, en er áhrifalaust að öðru leyti.

P450 er hópur ensíma sem taka þátt í nýsmíð, umbreytingu og/eða niðurbroti á lífrænum efnum, t.d. fitum, steraafleiðum, virkum efnum úr plöntum eða lyfjum. Menn eru t.d. með 60 slík gen, en hver tegund er með ólikt sett af genum.

Til urðu 8 erfðabreyttar plöntur, sem tjáðu P450 2e1 genið mismikið (það er fyllilega eðlilegt, það fer eftir því hvar genið innlimaðist í litning mánagullsins hveru vel það er tjáð). Afleiðingin er hins vegar sú að plönturnar eru misgóðar í að framleiða prótínið og hafa því mismikla getu til að brjóta niður efnasamböndin.

Áður hafði þetta gen verið flutt inn í tré, en hér var notast við stofublómið mánagull – því markmiðið var að búa til plöntu sem gæti hreinsað loft innan dyra.

Til að kanna hvort að markmið rannsóknar tókust voru plöntur settar í lokaða klefa, með venjulegu andrúmslofti eða með lífrænum eiturefnum.

Prófað var bæði benzen og klóróform, hvoru tveggja andstyggðar efnasambönd, hvimleið í smáskömmtum (sbr lúranna sem Tinni fékk) en banvæn í of miklu magni.

Niðurstöðurnar sýna að styrkur efnanna minnkar í klefa með erfðabreyttu mánagullunum, en ekki hjá viðmiðunarhópunum. Ályktunin er sú að plantan tekur efnin upp, og ensímið brýtur að öllum líkindum niður efnin. 

Rannsóknin er ekki fullkomin, 1 það voru ekki sýnd öll gögn sem staðfesta innlimum gensins, (óbein mæling styður þá ályktun), 2 ekki ar athugað hvort þau safnist upp í plöntunni eða hún brjóti þau niður og nýti sér 3 prófunin á efnunum var gerð með fjórum endurtekningum. (heppilegra hefði verið að gera fleiri endurtekningar). 4 nokkrar aðrar rannsóknir hafa gert þetta áður, flytja þetta gen inn í plöntur, en bara þessi komst í fréttirnar.

En stóra spurningin er, vill fólk kaupa erfðabreytta plöntu til að hreinsa loftið sitt?

Erfðabreyttar plöntur hafa mætt töluverðri mótspyrnu, sérstaklega í Evrópu. Orsakirnar eru fjölþættar, m.a. andspyrna við iðnvæddan landbúnað eða matvælaframleiðslu, sókn í heilbrigðari lífstíl, og hræðsla við að verið sé að spilla náttúrunni.

Ótti við erfðabreyttar lífverur er mjög raunverulegur og tilfinningaþrunginn. Nýlegar sálfræðirannsóknir sýna að við túlkum gen á annan hátt en aðra þætti í veröldinni. Gen eru álitin hluti af eðli lífvera. Og breytingar á þeim, t.d. af mannavöldum, er þá röskun á eðli lífsins.

Steven Heine fjallar um þetta í bókinni DNA is not destiny.

Hópi fólks var skipt í þrennt. Hluti hópsins las grein um að umhverfisþættir ýti undir offitu. Annar hluti las grein um að gen ýti undir offitu, og sá þriðji fékk texta sem sagði ekkert um offitu. Eftir lesturinn fékk fólk aðgang að hvíldarherbergi með kökubakka. Niðurstöðurnar eru þær að fólk sem las um gen, borðar fleiri kökur en hinir. Ef þú “veist” að offita er af völdum gena, eru minni líkur á því að þú gætir aðhalds. Þeir sem lásu um áhrif umhverfis á offitu, brugðust ekki við. M.o.o. við trúum meira á áhrif erfða en umhverfis, því við höldum að arfgengir þættir séu mikilvægari en umhverfisþættir. Sem er algert kjaftæði, því felstir sjúkdómar eru með arfgengi minna en 50% sem þýðir að umhverfi (og tilviljun) skiptir meira máli en gen.

Ítarefni.

Long Zhang, Ryan Routsong, and Stuart E. Strand. Greatly Enhanced Removal of Volatile Organic Carcinogens by a Genetically Modified Houseplant, Pothos Ivy (Epipremnum aureum) Expressing the Mammalian Cytochrome P450 2e1 Gene Environ. Sci. Technol., 2019, 53 (1), pp 325–331. DOI: 10.1021/acs.est.8b04811

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b04811

Dar-Nimrod I, Cheung BY, Ruby MB, Heine SJ. Can merely learning about obesity genes affect eating behavior? Appetite. 2014 Oct;81:269-76. doi: 10.1016/j.appet.2014.06.109.

Unræður í útvarpinu, RÁS2 7 feb. Hlusta.

Myndin er úr grein okkar frá 2007, litað er fyrir þremur prótínum í flugufóstrum með hjálp GFP.

 

Meistaradagur líffræði 25. janúar

Föstudagur, Janúar 25, 2019 - 13:00

 

https://www.hi.is/vidburdir/meistaradagur_natturuvisinda_1

 

Askja

Meistaranemar við Líf- og umhverfisvísindadeild og Jarðvísindadeild kynna meistaraverkefni sín.

Allir velkomnir.

Stofa/room 132 Stofustjóri: Ingibjörg Svala Jónsdóttir

13:00	Opnun
13:10	Grétar Guðmundsson	MicroRNA in the development and craniofacial morphogenesis of polymorphic Arctic charr (Salvelinus alpinus)
13:30	Samantha Jeng	Microtubule associations of Pontin and Reptin: roles in the dendritic arbor of Drosophila sensory neurons
13:50	Ásdís Ólafsdóttir	Áhrif olíu á krækling (Mytilus edulis L.) frá hreinu og menguðu svæði við Ísland: uppsöfnun PAH efna og DNA skemmdir
14:10	Sölvi Rúnar Vignisson	Food selection of waders on migration at Reykjanesskagi
14:30	Anna Selbmann	Comparison of the pulsed call repertoires of killer whales (Orcinus orca) in Iceland and Norway
14:50	Mervi Orvokki Luoma	Distribution of Cow Parsley (Anthriscus sylvestris) in Reykjavík