Roślinny gen markerowy AtWBC19 w roślinach GM
Marcin Kawa | 2005-08-26
Możliwe ze bakteryjne geny markerowe stosowane przy modyfikacjach genetycznych roślin zostaną zastąpione genem AtWBC19 pochodzącym z rzodkiewnika pospolitego, który także nadaje odporność na antybiotyki modyfikowanym roślinom.
W trakcje tworzenia roślin modyfikowanych genetycznie biotechnolodzy natrafiają na problem odróżnienia komórek roślinnych, w których nowe geny zostały wprowadzone do genomu roślinnego, od tych, w których nie jest z nim zintegrowany. Zmodyfikowanych komórek jest zdecydowanie mniej, często ułamek procenta, konieczne było stworzenie metody ich selekcji. W tym celu wraz z właściwym genem nadającym roślinie pożądaną cechę wprowadza się gen markerowy, nadający odporność na antybiotyki, zwykle kanamycynę. Pochodzi on zwykle z bakterii E. coli, które na drodze ewolucji uodporniły się na nią. Następnie wprowadzony do pożywki antybiotyk pozwala rozwijać się jedynie tym roślinom z tych komórek, które zawierają gen odporności na niego, czyli także tym, które zawierają także właściwy gen nadający pożądaną cechę, gdyż oba geny są wprowadzane razem.
Bakteryjne markery odporności na antybiotyki stosuje się przy większości modyfikacji różnych roślin. Jest skuteczną i prostą metodą selekcji, jednak ma wadę, będącą jednym z argumentów przeciwników roślin transgenicznych i budzących niepokój ekologów. Dorosłe rośliny, uprawiana na polach, także są odporne na antybiotyki, zawierają geny odporności, które potencjalnie mogą się rozprzestrzeniać w środowisku naturalnym. Zdaniem wielu ekologów geny te mogą "przeskoczyć" (w procesie zwanym: horyzontalnym transferze genów) do bakterii glebowych, rozkładających martwe cząstki roślinne w glebie, czy też do bakterii jelitowych podczas trawienia, i dalej do bakterii chorobotwórczych, które przez to staną się odporne na stosowane obecnie farmaceutyki.
Badania naukowców z Uniwersytetu Tennessee w amerykańskim Knoxville pod kierunkiem prof. Neala Stewarta ogłosiła, iż udało im się wykorzystać do selekcji gen AtWBC19 pochodzący rzodkiewnika pospolitego - Arabidopsis thaliana. Po wprowadzeniu go do genomu tytoniu, okazało się, że nadprodukcja białek kodowanych przez ten gen, podobnie jak geny bakteryjne, uodparniała roślinę na kanamycynę, a więc z powodzeniem może być użyty przy tworzeniu roślin transgenicznych. Jednak jako gen roślinny, także trzy razy dłuższy od geny bakteryjnego genu odporności, po wprowadzeniu ich do genomu bakterii - E. coli - nie działał w ich komórkach, co eliminuje ryzyko rozprzestrzeniania się odporności na antybiotyk w środowisku naturalnym, nawet w przypadku integracji z genomem bakteryjnym.
Zanim gen AtWBC19 zostanie użyty do modyfikacji roślin konieczne są jeszcze dalsze badania. W tej chwili naukowcy nie są w stanie dokładnie wytłumaczyć mechanizmu, który powoduj to, iż roślina staje się odporna na kanamycynę. Niezbędne są też szczegółowe badania wpływu białek kodowanych przez gen na inne organizmy, przede wszystkim czy nie będzie powodować negatywnych skutków, alergii u człowieka.
Źródło: Nature