|
|
|
Genetische modificatie , toepassingen en
de (gen)et(h)ische discussie Genetische modificatie |
|
De moderne genetica is begonnen met de experimenten van Mendel. Johann Mendel werd in 1822 geboren te Heinzendorf, in Silezië. Tot 1851 was Mendel monnik, en de 4 jaren daaropvolgend studeerde hij natuurwetenschappen aan de universiteit van Wenen. Mendel begon hierna met het kruisen van planten. Zo had hij korte- en lange erwtenplanten die hij met elkaar kruiste. De 1e generatie erwtenplanten die hieruit voortkwam bleek voor 100% lang te zijn. Toen de 1e generatie wederom gekruist werd bleek 25 % kort te zijn. Blijkbaar is de eigenschap voor lange planten dominant over die van de korte, welke we recessief noemen.
Het kruisen van planten gebeurt vandaag de dag op grote schaal. Bij de kweker worden volop soorten gekruist om bijvoorbeeld net een mooiere kleur bloem te verkrijgen of voor een betere vruchtopbrengst. Dit kruisen gebeurt op nog enigszins natuurlijke wijze. We kunnen ook erfelijke eigenschappen overbrengen door middel van genetische modificatie. Regelmatig vinden hierover allerlei discussies plaats. Het is een uiterst complex onderwerp. Om die reden zullen we de theorie erachter zeer globaal behandelen. We leggen het accent meer op de moreel-ethische kwestie.
De DNA structuur werd 1953 door de wetenschappers Watson en Crick ontdekt. Het ziet er uit als een wenteltrap welke eindeloos lang is. DNA komt in iedere cel voor, en zit meestal gepositioneerd in de celkern. Het bestaat uit 4 aminozuren (adenine, thymine, cytosine, guanine) welke in vaste paren gerangschikt zitten. In principe liggen alle erfelijke eigenschappen van een cel vast in het DNA, wat weer onderverdeeld is in genen. Genen zijn kleine stukken DNA die voor één of meerdere eigenschappen coderen. Vroeger dacht men dat ieder gen codeert voor één eigenschap. Dit is echter niet het geval, het kan zijn dat meerdere eigenschappen vastliggen in één gen. Men denkt dat het totaal aantal genen van de mens zo rond de 30.000 ligt. Het grootste gedeelte van het DNA (95%) is zogenaamd “junk DNA” en is niet- of nauwelijks coderend. De overige 5% bevat de 30.000 genen waarin de wetenschap geïnteresseerd is. Om een zinvolle ethische discussie los te maken is een kleine verdieping in deze materie noodzakelijk.
Bij een normale celdeling hebben we, globaal gezegd, te maken met chromo-somen die verdubbellen, uit elkaar gaan en nieuwe cellen vormen. Ieder gen heeft een biologische schakelaar of operator waarmee het aan- of uit kan worden gezet. De opbouw van een biologisch systeem hangt dan ook samen met het tijdig schakelen van een gen. In het primaire stadium van een organisme hebben we te maken met stamcellen. Dit zijn de primaire cellen waaruit het kan opgroeien. Zo zijn er genen die aangezet worden tot aanmaak van levercellen, genen voor aanmaak van hartcellen etc. Door de juiste genen tijdens de groeistadia van een organisme aan/uit te schakelen groeit het op tot een volwassen individu. Genen bij verschillende organismen zijn vaak overeenkomstig qua eigenschap en sequentie. Het is wel zo dat de “startplaats” of promotor van een gen iets anders is. Dat is maar goed ook, anders zouden in het dierenrijk bijvoorbeeld de meest uiteenlopende soorten nakomelingen kunnen krijgen. Dit is het punt waarbij we zijn aangeland bij de beperkingen van het natuurlijk kruisen en de oneindige mogelijkheden van het genetisch modificeren.
Mede vanwege het feit dat dezelfde genen in de meeste (dierlijke) organismen gelijkenissen met elkaar vertonen, worden er op grote schaal proefdieren gebruikt in de wetenschap. Vaak worden er DNA fragmenten (genen en gedeeltes hiervan), waarvan men het idee heeft dat ze mogelijk betrokken zijn bij bepaalde processen in de cel, in opgroeiende organismen gebracht en bestudeerd wat er uiterlijk (fenotypisch) veranderd is. Men kiest vaak een modelorganisme waarin men deze fenotypes goed kan bestuderen.
Fenotypes zijn echter niet altijd zichtbaar voor het oog. In dit geval kan een gen gelabeld worden met een signaalstof. Deze wordt zichtbaar op het moment dat het gen aan geschakeld wordt. Door tijdens de ontwikkeling van een organisme te volgen in welke stadia de betreffende genen aan/uit geschakeld worden verkrijgt men een idee hoe dat de ontwikkeling plaatsvindt. Vaak wordt van een dergelijk gen de volgorde van de basenparen bepaald (sequencen) en opgeslagen in een databank. Het streven is nu om van zo veel mogelijk genen exact te definiëren waar dat deze voor coderen. Veelal heldert men ook de basenpaarvolgorde van het totale DNA van het organisme op. Inmiddels is het “Human Genome” project, het bepalen van de basenparenvolgorde van het menselijk DNA, voltooid. We weten de volgorde van het DNA, dat globaal zo’n 5% van dit DNA betrokken is bij actieve celprocessen, en dat deze 5% bestaat uit zo’n slordige 30.000 genen. Intussen is men hard bezig om deze 30.000 genen te karakteriseren en precies op kaart te zetten waar dat deze in het totaal DNA liggen. Omdat we moeilijk dergelijke studies op mensen kunnen uitvoeren worden er op de meest uiteenlopende organismen studies verricht naar de karakterisering van genen. Gebruikmakend van deze kennis kan er mogelijk in de toekomst gentherapie, genklonering etc. op de mens toegepast worden.
Toepassingen van genetische modificatie
Modificatie van planten
Er is een sojaplant op de markt die met gen-tech ongevoelig (resistent) is gemaakt tegen een bepaald onkruidbestrijdingsmiddel (herbicide). Dit noemen we herbicideresistentie. Hierdoor kan tijdens de hele groeiperiode met dit middel gespoten worden. Dit voorkomt het gebruik van allerlei verschillende onkruidbestrijdingsmiddelen. Het totale bestrijdingsmiddelengebruik zou hiermee omlaag moeten gaan.
Plaagresistente maïs is maïs die ongevoelig is gemaakt voor een schadelijk insect, de maïsboorder. In het erfelijk materiaal van de plant zijn de eigenschappen van een bacterie ingebouwd. De plant produceert daardoor een eiwit waartegen de maïsboorder niet bestand is. Dat betekent dat de plant geen last meer heeft van de vraat van dit insect, en de teler hiervoor niet meer hoeft te spuiten. Critici vrezen echter dat bij veelvuldig en ongecontroleerd gebruik de insecten resistent kunnen worden. Naast plaagresistente-maïs is er ook herbicide-resistente maïs op de markt.
Modificatie van bacteriën en dieren
De enzymen in wasmiddelen, geproduceerd door genetisch gemodificeerde bacteriën, maken het mogelijk dat er op lagere temperaturen schoon kan worden gewassen. Dit levert energiebesparing op. Aspartaam, een zoetstof, werd oorspronkelijk chemisch bereid. Hierbij waren allerlei processtappen nodig, waarbij veel afval ontstond. Nu produceren enzymen, gemaakt door genetisch gemodificeerde bacteriën, aspartaam.
De tilapia is een vis die belangrijk is voor de voeding van de arme derde wereldlanden, omdat de tilapia daar veel voorkomt. In rijke landen is het een dure vis. Door genetische manipulatie worden tilapia's gekweekt die drie maal zo zwaar zijn als normaal. Er zijn reeds zalmen gekweekt door genetische manipulatie, die tien maal zo zwaar zijn als normaal.
In Schotland heeft men bij schapen een menselijk gen ingebracht. Longemfyseem wordt veroorzaakt omdat het lichaam een bepaald proteïne niet aanmaakt. De melk van de genetisch aangepaste schapen bevat dit eiwit, dat als geneesmiddel kan dienen voor de zieke mensen. Ook het enzym insuline, wat bij bepaalde diabetis patienten niet wordt aangemaakt, wordt tegenwoordig door genetisch gemodificeerde micro-organismen geproduceerd. Vroeger was hiervoor een flinke hoeveelheid paardenbloed nodig om het eiwit uit te isoleren, wat de oorzaak was van de hoge prijs.
Via genetica wil men niet alleen grotere en kleinere dieren produceren, maar ook dieren die organen leveren die bij mensen ingeplant kunnen worden. Door DNA aanpassingen bij dieren hoopt men afstotingsverschijnselen te vermijden bij inplanting van dierlijke organen bij mensen (xenotransplantatie). Dit werd geprobeerd door het verwijderen van het gal-gen bij varkens. In Virginia werden uiteindelijk varkens geboren zonder dat gen, na kunstmatige bevruchting met een aangepast gen.
(gen)et(h)ische discussie
Bij klonering wordt de kern van de bevruchte eicel vervangen door DNA van de betrokken persoon. De bevruchte eicel wordt teruggeplaatst in de baarmoeder en dit moet een kloon teweeg brengen die genetisch identiek is aan de betrokken persoon. Het eerste gekloonde dier, schaap Dolly, kwam in 1997 ter wereld. Het dier had last van gewrichtsontsteking en overleed begin 2003. De vraag is of dat die ontsteking natuurlijk was. De techniek van het kloneren heeft de wetenschap nog niet geheel onder de knie. Er moeten tientallen eicellen bevrucht worden om uiteindelijk een kloon te krijgen. Men heeft sterke vermoedens dat de biologische klok van de donor parten speelt in de opgroei van de nieuwe kloon. Een kloon wordt hierdoor minder oud. De kans op beschadigingen van het DNA tijdens het overbrengen in de bevruchte eicel is groot. Er kan een individu uit voortkomen, maar we kunnen slecht controleren waar dat zich problemen voordoen.
Dr. Michael Antoniou, een kritisch moleculair bioloog: "Geen enkel gen werkt geïsoleerd. Genen zijn in het DNA gerangschikt in groepen of 'families'. De functie van een bepaald gen in een groep is afhankelijk van alle andere genen in die groep. Bovendien kan de genetische activiteit van een familie van genen de functie van genen in een andere groep beïnvloeden. Ook is er sprake van een wisselwerking tussen eiwitten en het DNA die onderling zijn verbonden in een extreem ingewikkeld netwerk van delicaat uitgebalanceerde functies, waarvan we de complexiteit nog maar net beginnen te begrijpen en waarderen".
Het aantal nieuwe genen wat ontdekt wordt bij modelorganismen is fenomenaal. De functionaliteit en de sequentie (basenparenvolgorde) wordt in databases vastgelegd. Theoretisch is het mogelijk om in de toekomst ieder gewenst ras te kweken door de juiste genen te selecteren en deze in te bouwen in DNA van het betreffende organisme. De vraag is echter waar dat al deze ontwikkelingen toe leiden.
De wereldbevolking groeit explosief. Om al deze mensen te kunnen voeden en allerlei ziektes en aandoeningen terug te dringen ontkomen we haast niet aan het toepassen van deze kennis. Het toepassen van gentechnologie op gewassen is voor de meesten best acceptabel te noemen. Het kruisen van gewassen wat de kwekers doen is in feite niets anders dan het combineren van genen op natuurlijke wijze. Sommige eigenschappen vallen eenvoudigweg niet op natuurlijke wijze over te brengen. Rijst met (genetisch toegevoegde) vitamine A zou, in landen waar het moeilijk is om ander vitamine A-rijk voedsel te krijgen, een nuttige aanvulling kunnen betekenen van de maaltijd. Ook zijn ontwikkelingslanden gebaat bij bijvoorbeeld maïs die ondanks droogte kan groeien. Nederland stimuleert dan ook onderzoek naar zulke 'nuttige' gemodificeerde gewassen.
Daar staat tegenover dat boeren in ontwikkelingslanden vaak minder middelen hebben om zich te beschermen tegen de invloed van grote multinationals, die hun zaden verkopen onder hun eigen voorwaarden. Zo ontwikkelen multinationals zaaigoed met zogenaamde 'terminator'-genen, die zorgen ervoor dat planten geen levensvatbaar zaad produceren. Zo wordt de boer afhankelijk van de multinational bij wie hij elk seizoen het dure zaaigoed moet kopen.
Theoretisch is het mogelijk om een zuiver Arisch ras te kweken wat vrij is van ziektes en andere onvolkomendheden. In de praktijk zal het natuurlijk nooit zo ver komen. Het klinkt aantrekkelijk om genen, die betrokken zijn bij allerlei erfelijke aandoeningen, te elimineren. Door deze aandoeningen te bestrijden kan de levensduur van de mens verlengd worden. De vraag is “in hoeverre kunnen we hiermee doorgaan ?” Ik denk dat we het begrip natuurlijke selectie gedeeltelijk moeten respecteren. Immers, zouden er geen ziektes zijn dan krijgen we overpopulatie. Dit is een probleem waar we nu al mee kampen.
Persoonlijk ben ik van mening dat gentechnologie toegepast mag worden op planten mits hieruit een nuttig resultaat voorvloeit. Het toepassen van xenotransplantatie bij terminale- en patiënten met een aangeboren afwijking is mijns insziens toelaatbaar. Immers, we veranderen niets aan het DNA van de donor, we voegen alleen een extra element toe waarvan de eigenschappen niet doorgegeven zullen worden aan een volgende generatie.
Onderzoek met humane embryonale (stam)cellen mag geen bezwaar zijn mits hiermee beoogde doelen behaald kunnen worden zoals ontwikkeling van nieuwe medicijnen. Het toevoegen en verwijderen van genen is echter uit den boze omdat dit wel wordt overgedragen aan een volgende generatie. Neveneffecten zijn niet te overzien, en kunnen wellicht generaties later de kop op steken.
Waar ik persoonlijk wel angstig voor ben is dat de kennis van de genetische research toegepast kan worden op de ontwikkeling van nieuwe virussen. Als er bijvoorbeeld een gemodificeerd vogel-griep virus wordt losgelaten door een stel onverlaten dan zijn de gevolgen niet te overzien. De tegenpartij heeft dan de beschikking over vaccins, terwijl de rest van de wereldbevolking in korte tijd grotendeels uitgeschakeld wordt.
Naar ik vernomen heb is de NVU niet bepaald voorstander van genetische modificatie. In linkse kringen zijn er milieufreaks die proefvelden met gewassen vernielen en die tegen alles zijn wat enigszins met gentechnologie te maken heeft. Dergelijke rigoreuse acties vind ik van een bedenkelijk nivo. Wellicht vanwege het feit dat ik zelf in de research heb gewerkt.
Wie zeker wil weten dat voedingsmiddelen niet genetisch gemodificeerd zijn, kan kiezen voor biologische producten. Voedingsmiddelen die volgens de normen van de biologische landbouw zijn geproduceerd, zijn gemaakt zonder gentechnologie. Dat is vastgelegd in Europese regelgeving. Een onafhankelijke controle-instantie (Skal) ziet erop toe dat voedingsmiddelen die een EKO-keurmerk hebben, zonder genetische modificatie worden geproduceerd.
N. Boogert.
Bron: Wij Europa 11, 2004. |
|
|
|
