Erfðabreytingar á bakteríum og dýrum

Það er ákaflega mikilvægt að átta sig á því að erfðabreytingar eru eðlilegur hluti af náttúrunni. Við, hinn viti borni maður, höfum á síðustu 150 árum öðlast skilning á eðli erfða, byggingu erfðaefnisins og þekkingu til að breyta genum á markvissann hátt.

Þekkingin gerir okkur kleift að skilja margskonar fyrirbæri, t.d. hvers vegna börn líkjast foreldrum sínum, hvernig erfðagallar geta hoppað á milli kynslóða, hvers vegna sumir sjúkdómar hrella bara konur (eða karla) og hvernig við getum ræktað nytjaplöntur og dýr á markvissari hátt.

Uppruni erfðatækninnar má rekja til bakteríuerfðafræðinnar, þar sem menn lærðu snemma að kortleggja stökkbreytingar í einstökum genum  og síðar að einangra erfðaefni og klippa það niður með sérhæfðum ensímum. Vísindamenn fundu út að bakteríur búa oft  yfir litlum auka litningum, svokölluðum plasmíðum sem fjölga sér sjálfstætt. Með því að beisla þessi plasmíð (eða veirur) og skeyta inn í þau ákveðnum DNA bútum gátu vísindamenn einangrað gen - þeir klónuðu* fyrsta genið.

Erfðatæknin kollvarpaði rannsóknum í líffræði og læknisfræði, og til varð ný fræðigrein sameindaerfðafræði (molecular genetics). Hún fjallar um eiginleika gena og fruma, en nýtist einnig við rannsóknir á öðrum fyrirbærum. Hægt er að klóna gen sem hafa áhrif á næstum hvaða eiginleika sem er, t.d. þroskun útlima, eiginleika húðar, kynhneigð ávaxtaflugna og þol gagnvart útfjólubláu ljósi.

Sem dæmi um slíkar rannsóknir má nefna doktorsverkefni Snædísar Björnsdóttur (hún ver það næstkomandi mánudag). Það heitir Erfðabreytingar á bakteríunni Rhodothermus marinus og miðar að því að þróa aðferðir til þess að erfðabreyta hitaþolnu bakteríunni R. marinus, og þar með opna vísindamönnum leiðir til þess að rannsaka eiginleika hennar og líffræði.

Erfðatæknina má einnig hagnýta, t.d. til þess að erfðabreyta nytjaplöntum eða húsdýrum. Hefðbundin ræktun gengur út á að breyta erfðasamsetningu stofns, t.d. kúakyns, með því að æxla saman einstaklingum með æskilegar stökkbreytingar og velja úr þau afkvæmi sem eru með heppilegusutu erfðasamsetninguna. Í tilfelli mjólkurkúa er horft á mjólkurmagn, samsetningu mjólkurinnar, heilsu kýrinnar og geðslag. Hver eiginleiki er undir áhrifum fjölmargra gena, kannski 50 eða fleiri. Í erfðamengjum hryggdýra eru rúmlega 20.000 gen, sem hafa mismunandi áhrif á þessa eiginleika og aðra, þannig að það er augljóst að verkefni ræktandans er verulega erfitt. Hann þarf að sýna mikla þolinmæði - og eyða til miklu fé til að fá aukningu í afurðum.

Þess vegna hefur erfðatæknin verið nýtt í kynbótum, til að gera ræktunina markvissari. Framfarir í kynbótum, áburðarframleiðslu, vélvæðingu landbúnaðar og eiturefnaframleiðslu leiddu til mikillar framleiðslu aukningar í landbúnaði á síðustu öld. Þessar framfarir voru ekki gallalausar, áburðargjöf og notkun eiturefna í landbúnaði hefur mikil áhrif á náttúruna, og vélvæðingin eykur útblástur á koltvíildi og mengun almennt. Kynbæturnar voru hins vegar ekki mengandi - og mín ályktun er sú að erfðabreyttar lífverur séu ekki hættulegar náttúrunni (sjá færsluflokk og Hver er hættan af erfðabreyttum lífverum?).

Varðandi erfðabreytta laxinn, þá held ég að það sé meiri hætta fylgjandi, eða skaði nú þegar skeður,  þeirri áráttu að flytja laxa á milli vatnasvæða og sleppingum á allskonar fiski í ár og læki. Slík athæfi geta leitt til þess að staðbundnir stofnar blandist, sem getur leitt til hruns í stofnum eða hreinlega útrýmingar þeirra. 

* Orðið klón hefur tvær merkingar í líffræði. Í erfðafræði er talað um klónun gena, þegar þau eru einangruð og geymd í plasmíði. Í fósturfræði er talað um klónun einstaklinga, t.d. þegar kjarni eggs er fjarlægður og kjarni í líkamsfrumu er settur í staðinn - þannig var kindin Dolly búin til.

Íhugar að leyfa genabreyttan lax

Athugasemdir

[Snjokaggl (IP-tala skráð) 21.9.2010 kl. 13:07]

Athyglisverð grein hjá þér Arnar, þú sem erfðafræðingur, hvað heldur þú að sé langt þangað til við hættum að fikta í þessum blessuðu dýrum og förum að laga okkur sjálf?

[Arnar Pálsson, 21.9.2010 kl. 13:24]

Sæll Snjokaggl

Við höfum verið að "fikta" í þessum blessuðu dýrum í fleiri þúsund ár, bara frekar ómarkvisst.

Varðandi erfðabreytingar á mönnum, þykir mér ólíklegt að við sjáum miklar breytingar á því sviði. Genalækningum (gene-therapy) var haldið uppi sem mögulegri töfralausn síðasta áratugar en lítið rak í rétta átt. Mér finnst afskaplega ólíklegt að við sjáum klónun í æxlunarlegum tilgangi (reproductive cloning) á næstu áratugum, ekki síst vegna þess að við höfum (sem betur fer) öfluga löggjöf sem kemur í veg fyrir tilraunir á mönnum.

[Þrándur Björnsson (IP-tala skráð) 21.9.2010 kl. 14:44]

Eins og kemur fram í fréttinni og á heimasíðu AquaBounty þá vex erfðabreytti laxinn "tvisvar sinnum hraðar en villtur lax". Málið er að það er ekkert rosalega merkilegur árangur. "Venjulegur" eldislax vex mun hraðar en villtur lax. Norðmenn, sem eru búnir að stunda kynbætur á sínum laxastofnum (t.d. AkvaGen stofninum) í 8-10 kynslóðir, eru fyrir löngu búnir að ná vaxtarhraða í sínu laxeldi en þann sem hinn genabreytti svokallaði AquaAdvantage lax sýnir. Ég á því satt að segja erfitt með að sjá hvernig AquaBounty ætlar að ná samkeppnishæfri framleiðslu.

[Þrándur Björnsson (IP-tala skráð) 21.9.2010 kl. 14:47]

fyrirgefið klúðrið. Textinn á að vera:

..."eru fyrir löngu búnir að ná meiri vaxtarhraða í sínu laxeldi en þeim sem hinn genabreytti svokallaði AquaAdvantage lax sýnir"...

[Arnar Pálsson, 21.9.2010 kl. 15:31]

Takk Þrándur fyrir ábendinguna.

Ég veit ekki hvaða stofn þeir byrjuðu með - hver viðmiðunarstofninn er. Mér þykir ólíklegt að þeir hafi byrjað með villtan lax því þeir eru ekki heppilegir fyrir kvíaeldi og allt sem því fylgir.

Það var mjög fjörug umræða um þetta mál í síðustu viku á vef The guardian... Turning gene science into a fishy business Guardian.co.uk, Tuesday September 14 2010, Henry Miller.

[Zetas (IP-tala skráð) 22.9.2010 kl. 07:16]

Ef eitthvað sem menn myndu kalla dýr væru að gera erfðabreytingar, myndum við þá kalla það náttúrulegt? Við erum hluti af náttúrunni, allar byggingar og allt sem við höfum búið til er hluti af náttúrunni. Við köllum hreiður fugla náttúruna, afhverju ekki hreiður manna?

[Arnar Pálsson, 22.9.2010 kl. 09:14]

Takk Zetas fyrir fínan punkt.

Þeir sem mæla gegn erfðabreyttum plöntum og dýrum segja að þetta séu ónáttúruleg fyrirbæri.

Ég var að benda á að erfðatæknin er bara ein leið af mörgum sem við  getum nýtt okkur til að breyta eiginleikum nytjaplantna og húsdýra.

Þannig að ef við köllum erfðabreyttar plöntur ónáttúrulegar, þá eru afurðir hefðbundinnar ræktunar líka ónáttúrulegar.