Żywność modyfikowana genetycznie - za i przeciw

Prof. dr hab. Stefan Malepszy Katedra Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin

Wszechnica Żywieniowa” Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji SGGW

20 maj 2009

Rodzaje produktów spożywczych będących efektem modyfikacji genetycznej – dostępne dla konsumenta na

rynku

• Genetycznie zmodyfikowane rośliny ( np. świeże pomidory, ziemniaki);

• Przetworzone rośliny zmodyfikowane genetycznie (np. koncentraty zup pomidorowych, frytki mrożone, produkty sojowe);

• Żywność produkowana z wykorzystaniem genetycznie zmodyfikowanych organizmów (np. chleb pieczony z zastosowaniem drożdży GM, piwo wytwarzane z zastosowaniem drożdży GM);

• Produkty żywnościowe będące pochodnymi roślin GM, lecz nie zawierające żadnych komponentów transgenicznych (np. olej rzepakowy otrzymywany z rzepaku GM; cukier z buraków GM).

Różnorodność odmian uprawnych u Narcissus

Różnorodność odmian na przykładzie ziemniaka uprawnego

Różne rasy użytkowe koni – przykład dezaktualizacji niektórych właściwości

Dlaczego odmiany roślin uprawnych się dezaktualizują?

• Zmieniają się potrzeby człowieka i wiele technologii z nimi związanych

• Naturalne zjawisko „wyradzania” sięodmian

• Zmieniają się warunki środowiska- abiotyczne - biotyczne ( patogeny, szkodniki )

Informacja genetyczna wszystkich żywych

organizmów jest zapisana w DNA, który jest

polimerem zbudowanym z takich samych

składników. Ogólne reguły jej funkcjonowania są

takie same – bez względu na odległość

filogenetyczną. Inżynieria genetyczna zmienia tą

informację przez wprowadzanie do niej konstrukcji

genetycznych – tworzenie modyfikacji

genetycznych. Organizmy z konstrukcją są

nazywane genetycznie zmodyfikowanymi (GMO).

Gotowe siewki (7d)Kiełkowanie nasion Cięcie i transformacja

Osuszanie na bibule(2d) Eksplantaty, regeneracja (3t) Pędy, ukorzenianie (9t)

Agrotransformacja pomidora[Bartoszewski i in., 1997.Biotechnol.]

Do wysadzenia w szklarni(15t)

Roślina transgeniczna (13t)Sadzonki (11t)

Przykład konstrukcji genetycznej nadającej roślinie zdolność wytwarzania białka słodkiego smaku -taumatyny ca. 10-7 m

LB i RB - sekwencje graniczne TDNA

p nos - promotor syntazy nopalinowejAgrobacterium tumefaciens

t nos – terminator syntazy nopalinowejAgrobacterium tumefaciens

35S – promotor 35S wirusa CaMV

taumatyna II – część kodująca białka taumatyny

npt II – fosfotransferazaneomycyny II

kpz – kilopar zasad

Hind III, Sph1, Pst1, Sst1, EcoRI –miejsca działania enzymów restrykcyjnych

• Nie ma podstaw racjonalnych aby uważać modyfikacje genetyczne per sejako szkodliwe. Szkodliwośćorganizmów GM (genetycznie zmodyfikowanych) - podobnie jak innych organizmów - może wynikać z określonego typu modyfikacji genetycznej, ale nie z faktu samej modyfikacji.

GMO nie powinniśmy się obawiać, ponieważ

• Powstały instytucje, które mają dbać o bezpieczne ich stosowanie

• Nie potwierdziły się obawy związane z ich stosowaniem

• Instytucje o najwyższym autorytecie międzynarodowym upatrują w GMO możliwości usunięcia poważnych problemów społeczno-gospodarczych i cywilizacyjnych

• Przynoszą określone korzyści producentom i środowisku

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA),r.zał. 2002

• Państwa członkowskie UE przedstawiają pytania, na które zespółma udzielić odpowiedzi.

• W okresie jednego roku EFSA musi dokonać oceny konkretnych GMO pod kątem ryzyka lub bezpieczeństwa. Urząd opiera się na danych terenowych zebranych przez firmy, które są twórcami określonych GMO. Jeżeli zespół ekspertów wymaga dostarczenia dodatkowych informacji, wówczas bieg terminów zostaje wstrzymany, a w tym czasie firma podejmuje starania w kierunku uzyskania wymaganych informacji.

• Porównywane są odmiany GMO z uprawami prowadzonymi w sposób tradycyjny, ponieważ uznaje się je za "bezpieczne". Jest to punkt odniesienia. Ocenia się je pod kątem ich toksykologicznego wpływu na organizm człowieka oraz na środowisko naturalne; np. gdy roślina wytwarza nowe białko –poddaje się to białko serii testów biomedycznych i toksykologicznych.

EFSA – c.d.• Istotą oceny jest skupienie się na ocenie

długofalowej i na sprawach wątpliwych • Ocena wpływu na środowisko jest dokonywana

"krok po kroku", poprzez obserwowanie potencjalnych skutków dla organizmów docelowych i dla pozostałych organizmów

• Przed rozpoczęciem prób terenowych – prowadzone są badania w szklarni

• Biorąc pod uwagę punkt odniesienia, jest się w stanie powiedzieć jedynie, że dany GMO jest "równie bezpieczny" jak roślina tradycyjna.

Komisja Kodeksu Żywnościowego jest organizacją powołaną przez FAO / WHO.

• Podczas 23 Sesji Komisji Kodeksu Żywnościowego (CAC, ang. CodexAlimentarius Commission), która odbyła się w Rzymie 1999, powołano pierwsząMiędzyrządową Grupę ProblemowąKodeksu Żywnościowego ds. żywności otrzymywanej metodami biotechnologicznymi (CTFBT, ang. Codex Ad Hoc Intergovernmental Taks Force on Food Derived from Biotechnology)

Tańska I, 2007. Biotechnologia 1(76)

Badania odmian GM wprowadzonych do rolnictwa w UE nie potwierdziły obaw

związanych z środowiskiem, bezpieczeństwem żywności oraz bioróżnorodnością

• Do takiego stwierdzenia upoważniają wyniki intensywnych badań europejskich przeprowadzone w ostatniej dekadzie, na które przeznaczono bardzo duże środki finansowe (ca 1,5 mld EUR do 2007r).

• W samych tylko Niemczech oceniono ryzyko ekologiczne na wybrane elementy środowiska w 110 projektach badawczych na kwotę 37 mln DM w okresie 1997–2000 r i 14 mln. € w latach 2001–2004 [Bartach,2004].

• Natomiast w UE w okresie 1985–2000 r., 400 zespołów zrealizowało projekty na kwotę 700 mln € [Europ Commission, 2004].

Bioinsektycyd Bt produkowany przez rośliny zmodyfikowane genetycznie skutecznie chroni je

przed szkodnikami

Kukurydza zmodyfikowana genetycznie nie ulega uszkodzeniom przez szkodnika: kolby odmiany GM ( u góry z prawej) i łodyga odmiany GM (u dołu z lewej)

Przykłady znaczenia ekonomicznego ulepszania genetycznego roślin (w US$)

• straty globalne powodowane przez nicienie sąoceniane na ponad 100 mld rocznie (Cowgill et al., 1999. BCPC Symp.)

• straty globalne powodowane przez wirus TSWV sąoceniane na ponad 1 mld rocznie (Goldbach i Peters, 1994, Sem. Virol.)

Poprawa zdolności przechowalniczych melona

typu kantalupa, przez supresję oksydazy etylenowej

ACC za pomocą konstruktuantysensowego

Owoce z supresją etylenu nie wytwarzają strefy odcinającej, utrzymujązielony kolor skórki na roślinie po zbiorze; utrzymują zwartą strukturęmiąższu przy dłuższym przechowywaniu (C) i nie wykazują znamion

uszkodzeń przy przechowywaniu w niskiej temperaturze (D); barwa miąższu nie ulega zmianie przy supresji etylenem (C)

W oficjalnej opinii FAO (2007r) :Nowe techniki biotechnologiczne mogą w istotny sposób pomóc w rozwiązywaniu wielu zagadnień i osiągać cele, które są znacznie trudniejsze w osiąganiu technikami klasycznej genetyki, gdyżinżynieria genetyczna może:

• przyspieszać dotychczasową hodowlę i dostarczać rolnikom zdrowy materiał rozmnożeniowy;

• tworzyć odmiany, które są odporne na szkodniki i choroby, a dzięki temu można zaprzestać stosowania chemicznych środków ochrony roślin szkodliwych dla środowiska i zdrowia ludzi;

• dostarczyć tanich metod diagnozowania chorób oraz ochronnego szczepienia zwierząt przed niszczącymi chorobami;

• poprawiać odżywcze właściwości zbóż, ziemniaka, kassawy i ryżu oraz tworzyć nowe produkty dla zdrowia i przemysłu.

Niektóre dane o skuteczności chemicznego zwalczania szkodników

roślin uprawnych• Mniej niż 0,1% zastosowanych pestycydów działa na agrofagi,

a reszta pozostaje w środowisku• Najwyżej tylko 0,01% trafia na ciało szkodnika• Jedna kropla na milion trafia na stadia komarów żyjące w

wodzie, a dla zabicia larwy komara konieczne jest 2-3 kropli • Corocznie umiera na świecie wskutek zatrucia pestycydami 20

000 osób, a w USA leczenie osób zatrutych pestycydami kosztuje rocznie 786 milionów dolarów

• Pestycydy powodują w USA zamieranie 15-20% rodzin pszczółmiodnych i pszczół samotniczych

• Włączając ujemny wpływ na środowisko, łączne koszty stosowania pestycydów sięgają rocznie w USA 12 miliardów $

• Czemu zatem nie stosować GMO – które samo się broni przed szkodnikami? (przypis SM)

Boczek J., 2007.Post Nauk Roln 3 (327)

„Korzyści z zastosowania w Unii Europejskiej genetycznie zmodyfikowanej, odpornej na szkodniki

kukurydzy Bt: wstępne wyniki z upraw prowadzonych w latach 1998 – 2006”:

• W regionach upraw kukurydzy porażonych omacnicą prosowianką, główny wpływ zastosowania technologii Bt to wzrost plonów w porównaniu do upraw konwencjonalnych. Średni wzrost plonów byłczęsto na poziomie +10%, a nawet więcej.

• W roku 2006 użytkownicy kukurydzy Bt, średnio zyskali dodatkowo od 65 do 141 euro z hektara. Jest to równorzędne ze zwiększeniem zysków z 12 do 21%.

• W niektórych regionach, kukurydza Bt znacząco podniosła jakośćziarna poprzez znaczne zmniejszenie poziomu mikotoksyn (korzyści zdrowotne dla zwierząt; ale również przy zastosowaniu w sektorze żywności dla ludzi).

• Tam, gdzie wcześniej rolnicy stosowali insektycydy do zwalczania omacnicy prosowianki, zastosowanie technologii Bt przyniosło korzyści dla środowiska ze względu na zmniejszenie zużycia insektycydów oraz redukcję zużycia paliw ( zmniejszenie emisji CO2 do atmosfery).

Bioforum, 06.2007

„„GGOLDEN OLDEN RRICEICE”” NASIONA NASIONA RYRYŻŻU ODMIANY U ODMIANY TRADYCYJNEJTRADYCYJNEJ ((BIABIAŁŁEE)) I I ODMIANY ODMIANY ZMODYFIKOWANEJ ZMODYFIKOWANEJ GENETYCZNIE (GENETYCZNIE (ŻŻÓÓŁŁTETE) ) ––szansa usuniszansa usunięęcia cia dramatycznych skutkdramatycznych skutkóów w niedoboru witaminy A w niedoboru witaminy A w diecie najubodiecie najubożższych w szych w Azji i Afryce.Azji i Afryce.

Użytkowanie wolne od opłaty dla rolników o rocznych dochodach do 10 000 $

Zawartość prowitaminy A w kolejnych wersjach odmian „Golden Rice”

GR - Beyer & Potrykus – 1,6ug/gGR1 - Syngenta – 6ug/g

GR2 - Syngenta – 37ug/g

Paine et al. (2005) Nature Biotechnology 23, 482 - 487Paine et al. (2005) Nature Biotechnology 23, 482 - 487

Według opinii ONZ• Sama komercjalizacja ryżu GM może stać się

elementem napędzającym popularyzację upraw GM w stopniu znacznie wykraczającym poza ostrożne szacunki, które przewidują, że liczba stosujących je rolników (obecnie ok. 20 mln) wzrośnie do ok. 80 mln.

• Szacunki te opierają się na stopie wzrostu obserwowanej dla jednej trzeciej światowej populacji 250 milionów plantatorów ryżu, z których większość to ubodzy rolnicy, a 90% mieszka w Azji. Ryż GM o zwiększonej plenności i odporności na szkodniki może wywrzeć znaczący wpływ na Milenijne Cele Rozwoju ONZ, które zakładają zmniejszenie skali ubóstwa o połowę do 2015 r. Wzbogacony o witaminę A „Złoty Ryż„ może mieć kluczowe znaczenie dla żywienia.

Negatywny wpływ GMO na zdrowie – Austria (wrzesień, 2008r)

• EFSA uznała, że Austria nie przedstawiła żadnych nowych dowodów naukowych podważających wcześniejszą ocenę ryzyka kukurydzy genetycznie zmodyfikowanej. Oznacza to, iż nie ma podstaw, aby wnioskować o negatywnym wpływie GMO na bezpieczeństwo i zdrowie ludzi, czy zwierząt oraz środowisko naturalne.

• 11 listopada 2008 roku Federalne Ministerstwo Zdrowia, Rodziny i Młodzieży ogłosiło wyniki badań, które miały dowodzić negatywnego wpływu na płodność myszy roślin genetycznie zmodyfikowanych (kukurydza NK603 x MON810). Panel Naukowy do spraw GMO Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności wydał ( styczeń2009r.), że wyniki naukowców austriackich nie prowadządo żadnych negatywnych wniosków.

Negatywny wpływ GMO na zdrowie – Austria (wrzesień, 2008r)

• 3 badania: jednopokoleniowe, wielopokoleniowe (MGS) oraz wpływu żywienia GMO na płodność (RACB). Dwa pierwsze badania nie wykazały różnic w zakresie żywienia myszy nasionami konwencjonalnymi i genetycznie zmodyfikowanymi. W trzecim badaniu wykryto, że w 3 i 4 pokoleniu myszy karmionych GMO następuje spadek płodności.

• Wyniki badań dostarczone przez Austrię: zawierały błędy w obliczeniach i niezgodności w kształtowaniu danych, a informacje o genetycznej identyczności oraz charakterystyce badanych materiałów były nieodpowiednie.

W przeważającej liczbie badania potwierdzające szkodliwość GMO są zaplanowane i wykonane niezgodnie z wymaganymi procedurami i zwykle nie zasługująna publikację w recenzowanym piśmie, są jednak podstawąargumentacji anty - GMO.

Wątpliwości ogólne podnoszone w dyskusji nad stosowaniem odmian GM w

rolnictwie• filozoficzne – czy manipulowanie genami

polegająca na ingerowaniu w informacje genetyczną nie narusza naturalnego porządku rzeczy;

• osobiste – czy konsumpcja żywności GM stanowi zagrożenie dla mojego zdrowia.

• technologiczne – czy geny pochodzące z bardzo oddalonych taksonów mogąfunkcjonować w roślinach nie oddziałując na inne ważne cechy;

• ekologiczne – czy odporność na szkodniki nie spowoduje wzrostu ich zjadliwości;

Wątpliwości ogólne podnoszone w dyskusji nad stosowaniem odmian GM w

rolnictwie c.d.• ekonomiczne – obawa, aby firmy

biotechnologiczne kontrolując jednocześnie w materiał nasienny i środki ochrony roślin nie zbudowały niebezpiecznie monopolistycznej pozycji w produkcji żywności;

• polityczne – czy innowacyjność technologiczna powinna podlegać demokratycznej kontroli;

• środowiskowe – czy zmiany w zapisie genetycznym roślin uprawnych nie spowodujązagrożenia dla środowiska za sprawą efektów niekontrolowanych i niezamierzonych;

Problemy które powinny być uwzględnione przez rolnictwo – do rozwiązania których

niezbędna jest biotechnologia• Zmniejszenie negatywnego

oddziaływania na środowisko• Produkcja surowców odnawialnych • Rozwój wydajniejszych biopaliw• Polepszenie procesu monitoringu

roślin• Polepszenie koegzystencji roślin• Żywność „funkcjonalna”

Dziękuję za uwagę