ТЕМЫ

Геном зашифрован, миф или реальность?

Геном зашифрован, миф или реальность?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Автор RALLT

ГМО и их продукты оценивались "от случая к случаю". Это признание того, что методы генетической трансформации не создают рисков, непосредственно связанных с технологиями, но что некоторые трансгенные культуры могут создавать определенные проблемы.

На международном уровне правила биобезопасности сосредоточены на анализе проблем, которые могут возникнуть в связи с конкретными культурами и их продуктами, в связи с возможным воздействием на здоровье человека и окружающую среду.

ГМО и их продукты оценивались "от случая к случаю". Это признание того, что методы генетической трансформации не создают рисков, непосредственно связанных с технологиями, но что некоторые трансгенные культуры в конечном итоге могут представлять некоторые проблемы.


Однако генетическая трансформация сельскохозяйственных культур с помощью генной инженерии связана с рисками, присущими этой технологии.

Например, для генетической трансформации культуры требуется методика культивирования тканей, то есть целое растение регенерируется из одной клетки, которую обрабатывают гормонами и антибиотиками, чтобы заставить ее продолжить аномальный паттерн развития.

С другой стороны, генетическая трансформация осуществляется при посредничестве инфекционных организмов, таких как Agrobacterium tumefaciens, бактерия, которая поражает геном растения.

Другой метод введения трансгенов - бомбардировка вольфрамовыми частицами.

Обе технологии сопряжены с рисками на генетическом уровне, которые будут описаны позже.

И метод культуры ткани, и методы вставки генов используются в науке в качестве мутагенных агентов. Поэтому неудивительно, что трансформированное растение сталкивается с генетическими последствиями, чуждыми характеристикам, содержащимся в трансгене, который необходимо передать культуре.

Мутации, вызванные генетической трансформацией

Теоретически генетически трансформированные растения являются результатом вставки трансгена в определенное место генома авокадо, и при каждой трансформации вставляется только один ген.

На практике этого никогда не бывает. Напротив, было показано, что в дополнение к трансгену, который должен быть вставлен в растение, каждый трансформированный геном содержит свой собственный спектр мутаций для каждого события в результате:

  • процессы тканевой культуры
  • Методы генетической трансформации с использованием Agrobacterium или путем бомбардировки частицами
  • Вставка трансгена
  • Вставка лишней ДНК. Избыточная ДНК - это любой фрагмент ДНК, отличный от трансгена, который вы хотите вставить, чтобы растение приобрело желаемые характеристики. Избыточная ДНК включает последовательность маркерного гена (часто резистентность к антибиотикам), последовательности бактериальной плазмиды Agrobacterium и дополнительные или частичные копии трансгена.

Мутации из-за сайта вставки

Исследователи обнаружили, что очень мало известно о мутациях, созданных в культурах растений из-за места вставки, как путем вставки, сделанной через Agrobacterium, так и путем бомбардировки частицами вольфрама. Это непонимание связано с отсутствием крупномасштабных исследований.

Кроме того, большая часть соответствующей информации поступает из исследования, проведенного на растении, которое не является культурой, например Arabidopsis thaliana, и неясно, можно ли применить полученные результаты к сельскохозяйственным культурам.

Опосредованная агробактериями трансформация

Трансформации, произведенные с помощью Agrobacterium, использовались для создания товарных культур в течение 10 лет, и известно, что этот тип вставки вызывает мутации.

Несмотря на это, существует только одно крупномасштабное исследование по оценке мутаций, связанных со вставкой трансгена, с использованием Agrobacterium в качестве вектора. Были изучены мутации, создаваемые событиями вставки. (1) содержащие вставки, содержащие только копии Т-ДНК (2).

В этом исследовании 112 событий вставки Т-ДНК были проведены в Arabidopsis thaliana, и было обнаружено, что точная интеграция Т-ДНК никогда не происходила. Большинство вставок Т-ДНК приводили к делециям (3) небольшой из последовательностей генома растения в сайте вставки (от 1 до 1000 пар оснований).

Однако значительное количество событий подверглось крупномасштабным перестройкам генома растения в месте встраивания. Два из этих событий вставки содержали хромосомные транслокации. Остальные имели перестановки, которые нельзя было полностью охарактеризовать.

Другие исследователи обнаружили дупликацию и транслокацию сегмента ДНК размером не менее 40 кбп.

Вставка лишней ДНК также обычна в событиях вставки, проводимых с помощью Agrobacterium. Например, в вышеупомянутом исследовании с A. thaliana было обнаружено, что 8 из 112 событий вставки, опосредованных Agrobacterium, включали длинные сегменты избыточной плазмидной ДНК или последовательности Т-ДНК. Большинство других событий включали ДНК неопределенного происхождения.

Результаты этих исследований показывают, что подавляющее большинство событий вставки Т-ДНК включают изменения в геноме растения, затрагивающие как небольшие сегменты ДНК, так и более крупные сегменты, и что произошла вставка лишней ДНК.

Преобразование бомбардировки частицами

Бомбардировка частицами использовалась для создания множества товарных культур. Хотя это может привести к крупномасштабным изменениям в геноме, существует немного исследований, детализирующих связанные с сайтом вставки мутации, возникающие в результате бомбардировки частицами. Кроме того, не проводились крупномасштабные исследования этих мутаций.

В научной литературе большинство случаев внедрения бомбардировки частицами описывается как чрезвычайно сложное. Например, сообщалось, что наряду с желаемым трансгеном включены множественные копии малых или больших фрагментов ДНК из генома растения.

В одной публикации даже сообщалось о вставке ДНК бактериальной хромосомы в сайт вставки ДНК путем бомбардировки частицами.

Проведенный анализ мутаций, вызванных сайтом инсерции, является неполным, потому что они были выполнены без использования ПЦР. (4) и другие методы секвенирования ДНК. Исследователи обнаружили только два исследования, в которых ПЦР использовалась для характеристики мутаций, вызванных вставками ДНК, выделенных из целых растений. В одной из этих публикаций были проанализированы три события вставки.

В другом случае использовалась соя RR, в которой было проанализировано событие 40-3-2. Было обнаружено, что мутации, присутствующие в каждом из этих «простых» событий вставки, имели место крупномасштабные делеции и перестройки генома.

Например, в случае 40-3-2 соевых бобов RR в дополнение к гену EPSPS (который является геном, придающим растению устойчивость к глифосату) было обнаружено:

Фрагмент гена EPSPS длиной 254 п.н.
Сегмент неидентифицированной ДНК размером 540 п.н.
Сегмент ДНК растений
Сегмент EPSPS 72 б.п.
Изменения в геноме со специфическими.

Эти связанные с событием вставки мутации не были раскрыты только после того, как соя RR была коммерциализирована.

Интересно, что в независимый анализ другого трансгенного сорта, уже коммерциализированного, кукурузы Yieldgard, с событием вставки Mon810, он также включал неспецифические и ранее не сообщаемые мутации, связанные с мутациями сайта вставки.

Не удалось найти никаких исследований успешных событий внедрения бомбардировки частицами по сравнению с исходным сайтом.

Мутации в сайте встраивания трансгена в результате бомбардировки частицами никогда не были описаны в полной мере ни в научной литературе, ни в заявках, сделанных регуляторам.

Данные, которые существуют о последовательностях, которые описывают события вставки путем бомбардировки частицами, чрезвычайно ограничены, а методы, используемые для секвенирования вставленной ДНК, не являются наиболее подходящими. Однако эти данные позволяют предположить, что интеграция трансгенов путем бомбардировки частицами всегда сопровождается существенными изменениями в геноме и вставкой лишней ДНК.

Мутации, связанные с культурой ткани и переносом генов

В этом исследовании также изучалось то, что известно о мутациях, которые вносятся в результате культур тканей и процедур переноса генов, но не связаны со вставкой трансгена.

Существует пять исследований, в которых изучали количество мутаций, возникающих при трансформации растений. Исследователи сравнили геном трансформированных растений с геномами нетрансформированных контрольных растений.

Результаты предполагают, что в трансформированных растениях присутствуют многие сотни тысяч мутаций. Поскольку используемые методы не самые подходящие, возможно, что эти результаты занижают размер мутаций.


Масштабы мутаций (например, большие они или маленькие), их происхождение или присутствие в функциональном геноме не изучались.

Вполне возможно, что эти мутации сохраняются в коммерческих трансгенных растениях и передаются по наследству.

Однако регулирующие органы, отменившие регулирование в отношении большого количества ГМ-культур, не приняли во внимание эти факторы.

Важность мутаций, вызванных трансформацией

Мутации, вызванные вставкой трансгена, могут быть опасными, если они присутствуют в функциональной части генома.

Мутации в функциональной части генома, включая последовательности, кодирующие белки, такие как те, которые их регулируют, могут иметь значение для агрономического поведения сельскохозяйственных культур, их взаимодействия с окружающей средой и для здоровья животных и человека.

Например, мутация в функциональной части генома, относящейся к сайту вставки, может прервать функционирование генов, связанных с регуляцией синтеза соединений, которые могут быть токсичными для человека.

Важные метаболические изменения могут иметь непредсказуемые последствия, и их трудно выявить в исследованиях, которые обычно проводятся, когда вы хотите одобрить новую трансгенную культуру.

Частота нарушения функциональной ДНК из-за мутаций, вызванных трансформацией

На этот счет мало исследований, но они показывают, что трансгены часто вставляются рядом с последовательностями генов.

На нескольких изученных растениях показано, что последовательности ДНК, проанализированные для оценки сайта вставки Т-ДНК, от 35 до 58% прерывают последовательности генов. Это важно, потому что регуляторные последовательности конкретного гена часто далеки от гена, который он контролирует. Присутствие чужеродных сегментов ДНК между ними может изменить систему регуляции экспрессии этого гена.

Этот тип исследования никогда не проводился на трансгенных растениях, полученных с помощью бомбардировки частицами.

С другой стороны, очень сложно узнать, функционирует ли часть генома или нет.

Большинство приложений для коммерциализации новых линий трансгенных культур не включают ни последовательности ДНК, которые окружают сайт вставки, ни последовательности генома, окружающие трансген.

Техника тканевых культур очень успешно использовалась для индукции мутаций как в исследовательских целях, так и в целях «генетического улучшения». Также оказалось возможным выделить мутанты из популяций трансформированных растений и мутантных фенотипов, которые не связаны со вставкой трансгена. Это означает, что мутации происходят из-за культуры ткани в функциональной ДНК.

Даже когда нет функционального нарушения ДНК, избыточная ДНК, поступающая с желаемым трансгеном, а также сам трансген обязательно инертны или безвредны. Например, промоторные последовательности могут изменять экспрессию соседних генов. Последовательности бактериальной хромосомной ДНК или плазмид могут увеличить вероятность горизонтального переноса генов.

Из 8 коммерческих культур и событий, проанализированных в этом отчете, 6 имели как бактериальные, так и вирусные избыточные вставки ДНК в событиях вставки.

Выводы

В отчете указывается, что мутации, созданные сайтом вставки, процедурами генетической трансформации и культурой ткани, потенциально очень велики. Но он очень мало изучен и не очень хорошо понят. Эти мутации могут представлять опасность, особенно если они возникают в товарных культурах.

Авторы предлагают учитывать последствия этого типа мутаций в регуляторных системах и в процессе принятия решений о трансгенных культурах и продуктах.

Заметки:

(1) Событие вставки трансгена состоит из трансгена и его дополнительных последовательностей.

(2) Т-ДНК - это сегмент ДНК, связанный краями Т-ДНК, который переносится в растение через Agrobacterium. Т-ДНК содержит желаемый трансген и часто генетическую метку. Они переносятся плазмидой Ti, и иногда самая внешняя часть плазмиды также переносится и вставляется в геном растения.

(3) делеция - это мутация, при которой одна или несколько пар нуклеотидов удаляются из гена.

(4) ПЦР: полимеразная цепная реакция. Это метод секвенирования ДНК

* Источник: Геномное скремблирование - клещ или реальность ?. Мутации, индуцированные трансформацией трансгенных сельскохозяйственных культур.
Эллисон Уилсон, Джонатан Латем и Рикарда Стейбречер
Технический отчет, октябрь 2004 г. Econux. http://www.econexus.info


Видео: Программа Наука: геном совершенного человека - Россия 24 (June 2022).


Комментарии:

  1. Wada

    Отличный вариант

  2. Seif

    Прошу прощения за вмешательство ... у меня похожая ситуация. Давайте обсудим. Напишите здесь или в PM.

  3. Mooguzahn

    Конечно. Такое случается. Мы можем пообщаться на эту тему.

  4. Torey

    Да, решено.

  5. Stuart

    Полная ерунда

  6. Tolland

    Ты не права. Я уверен. Напишите мне в PM, мы поговорим.



Напишите сообщение