211service.com
Gewassen die de genen van plagen uitschakelen
Onderzoekers hebben planten gemaakt die insecten doden door hun genexpressie te verstoren. De gewassen, die een genuitschakelingsreactie initiëren, genaamd RNA-interferentie, zijn een stap verder dan bestaande genetisch gemodificeerde gewassen die giftige eiwitten produceren. Omdat de nieuwe gewassen zich richten op bepaalde genen in bepaalde insecten, suggereren sommige onderzoekers dat ze veiliger zullen zijn en minder kans hebben op onbedoelde effecten dan andere genetisch gemodificeerde planten. Anderen waarschuwen dat het te vroeg is om dergelijke voorspellingen te doen en dat de planten zorgvuldig moeten worden getest om ervoor te zorgen dat ze geen milieuproblemen opleveren. Maar de meeste onderzoekers zijn het erover eens dat het onwaarschijnlijk is dat het eten van deze planten nadelige effecten op mensen zou hebben.
Maïs die terug bijt: Genetisch gemodificeerde maïs gemaakt door Monsanto brengt genen tot zwijgen in de insecten die zijn wortels eten, vertragen en uiteindelijk doden. Het normale maïswortelsysteem aan de linkerkant is geknabbeld door maïswortelworm; het winterharde wortelstelsel aan de rechterkant is van een genetisch gemodificeerde maïsplant.
RNA-interferentie komt van nature voor bij dieren, variërend van wormen tot mensen. Het is een proces waarbij dubbelstrengs RNA-kopieën van specifieke genen voorkomen dat cellen die genen in eiwitten vertalen. De nieuwe genetisch gemodificeerde planten dragen genen voor dubbelstrengs RNA die gericht zijn op bepaalde insectengenen. Twee artikelen die gelijktijdig zijn gepubliceerd in Natuur Biotechnologie deze week laten zien dat bij sommige insecten het eten van dubbelstrengs RNA voldoende is om genuitschakeling te veroorzaken. Dit is verrassend: in eerder onderzoek interfereerde RNA alleen met de genexpressie van organismen wanneer het werd geïnjecteerd.
Mensen hebben dit geprobeerd, maar er zijn nog geen meldingen van succes geweest, zegt Karl Gordon , een onderzoekswetenschapper in entomologie bij de Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, in Canberra, Australië. Het recente werk, zegt hij, is het eerste dat de belofte aantoont van RNA-interferentie als middel voor ongediertebestrijding.
Onderzoekers van de Chinese Academie van Wetenschappen in Shanghai hebben katoenplanten gemaakt die een gen tot zwijgen brengen waarmee katoenbolwormen het toxine gossypol kunnen verwerken, dat van nature in katoen voorkomt. Bolwormen die het genetisch gemanipuleerde katoen eten, kunnen hun toxine-verwerkende eiwitten niet maken en sterven. Onderzoekers bij Monsanto en Devgen , een Belgisch bedrijf, maakte maïsplanten die een gen tot zwijgen brengen dat essentieel is voor de energieproductie in maïswortelwormen; inname vernietigt de wormen binnen 12 dagen.
De meest effectieve genetische benadering van ongediertebestrijding was om planten te maken die het eiwit Bt-toxine produceren, dat ervoor zorgt dat insecten langzamer gaan werken, dan stoppen met het eten van gewassen en dan afsterven. Vorig jaar werd meer dan 120.000 vierkante mijl aan gewassen verbouwd die genetisch gemanipuleerd waren om Bt te produceren. Maar Bt is niet effectief tegen veel plagen, waaronder maïswortelworm, die zo'n grote schade aan het wortelstelsel van maïsplanten kan veroorzaken dat de planten in de wind omwaaien. En onderzoekers zijn bezorgd dat insectenplagen resistent worden tegen Bt.
We hebben een manier nodig om weerstand tegen Bt te omzeilen, zegt Abhaya Dandekar , hoogleraar pomologie aan de Universiteit van Californië, Davis. RNA-interferentie is aantrekkelijk, zegt hij, omdat het onwaarschijnlijk is dat insecten er resistent tegen worden. De enige manier om RNA-interferentie te omzeilen, is door het hele systeem uit te schakelen. Wat hij bedoelt is dat de nieuwe planten profiteren van een genuitschakelingsmechanisme dat de insectenlichamen al gebruiken: RNA-interferentie wordt beschouwd als een cruciaal onderdeel van het immuunsysteem van insecten en andere dieren. Insecten die RNA-interferentie uitschakelen om veilig genetisch gemanipuleerde planten te eten, zouden waarschijnlijk ziek worden, zegt Dandekar.
Een ander nadeel van Bt is zijn niet-specificiteit. Het toxine kan zogenaamde off-target effecten hebben: het kan insecten doden die geen bedreiging vormen voor gewassen.
RNA-interferentie, zegt: Ty Vaughn , een onderzoeker bij Monsanto, kan soortspecifiek zijn, waardoor een hoger niveau van controle mogelijk is. Andere onderzoekers zijn het ermee eens en zeggen dat Monsanto tot nu toe een hoge mate van specificiteit heeft laten zien. Ze zouden niet-specifieke, off-target effecten moeten kunnen vermijden, zegt Gordon.
Maar andere onderzoekers waarschuwen ervoor om niet te snel tot die conclusie te komen. RNA-interferentie om plagen te bestrijden is een interessant idee, maar het is belangrijk om de ecologie te begrijpen, zegt Bernard Mathey-Prevot , directeur van het Drosophila (fruitvlieg) RNA Interference Screening Center aan de Harvard Medical School. Het is heel moeilijk om van tevoren te weten of andere insecten het doelwit kunnen zijn.
Naast het doden van niet-plagende insecten, zegt Mathey-Prevot, kan het genuitschakelingsmechanisme zich verspreiden tussen verschillende soorten planten, of van planten naar andere organismen, zoals bacteriën in de bodem. Een dergelijke verspreiding is misschien ongevaarlijk, maar misschien ook niet. We moeten het een beetje meer begrijpen, zegt Mathey-Prevot.
Vaughn zegt dat het onderzoek zich nog in de beginfase bevindt en dat Monsanto geen tijdlijn heeft vastgesteld voor het op de markt brengen van gen-uitschakelingsgewassen. Monsanto zal zijn nieuwe transgene maïs aan een reeks tests onderwerpen om vast te stellen dat de effecten specifiek zijn voor maïswortelwormen, zegt hij. Tabakswormen die de maïs hadden ingenomen, leken niet te worden aangetast.
Maar om afdoende te bewijzen, zeggen onderzoekers, zouden dergelijke tests moeilijk moeten zijn. Je zou moeten anticiperen op alle soorten die je niet zou willen beïnvloeden en ze dan testen, zegt David Root , projectleider van het RNA Interference Consortium van het Broad Institute, het gezamenlijk beheerde centrum voor onderzoek naar genomische geneeskunde van Harvard en MIT. En Gordon verwacht dat regelgevende instanties een brede screening zullen eisen.
Hoewel mensen genen hebben die lijken op insectengenen, zeggen onderzoekers dat het hoogst onwaarschijnlijk is dat de inname van Monsanto's maïs gen-uitschakeling bij mensen zou veroorzaken. Als je tonnen ervan aan een muis zou geven, denk ik niet dat je ergens zou komen, zegt Root. RNA wordt gewoon verteerd door muizen en mensen.
De Amerikaanse overheid vereist geen etikettering van voedingsmiddelen die genetisch gemodificeerde organismen bevatten, maar vereist wel veiligheidstests. Fred Gould , hoogleraar landbouw aan de North Carolina State University, zegt dat omdat de nieuwe gewassen produceren wat in feite een pesticide is, ze zouden worden gereguleerd door het Amerikaanse Environmental Protection Agency. Dergelijke voedingsmiddelen moeten zowel op dieren worden getest als door blootstelling aan wat Gould gereconstitueerde menselijke maagsappen noemt.
Het is ook onduidelijk hoe breed toepasbaar het gebruik van RNA-interferentie als pesticide zal zijn. Bij veel insecten kan de inname van RNA geen gen-uitschakeling veroorzaken. Maar katoenbolwormen en maïswortelwormen zijn belangrijke plagen in de landbouw, die zich voeden met twee van de meest geteelde gewassen ter wereld. Zelfs als RNA-interferentie hulpeloos is tegen andere insecten, kan het nog steeds een grote impact hebben op de landbouw.
Mathey-Prevot raadt geduld aan. Op dit moment, zegt hij, is het te vroeg om uitspraken te doen over de veiligheid van de techniek. Maar, zegt hij, dat betekent ook dat het te vroeg is om te concluderen dat het vermogen om RNA-interferentie te veroorzaken gevaarlijker is dan de huidige genetische modificaties van voedselgewassen.