Upload
hoangtuong
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
GMO Hva det er Hva det brukes til Hvordan de lages
Biosikkerhets aspekter GMO regulering
Klassisk genetikk (1866) Første mutasjon (1927) DNA identifisert (1944) DNA struktur (1953) Genteknologi (1970) GM plante (1982) Genterapi (1990)
Genteknologi: Teknikker som innebærer at arvestoff
• isoleres • karakteriseres • modifiseres • innsettes i levende celler eller virus
Arvestoffet kan være fra samme organisme eller komme fra en annen art
GMO er mikroorganismer, planter og dyr hvor den genetiske sammensetningen er endret ved gen- eller celleteknologi.
Gjelder også transformering av bakterier for å opparbeide plasmid-DNA, eller DNA-overføring til planter vha bakterier.
GMOs som transgene dyr og fisk, GM planter, GM trær, GM insekter har blitt utviklet.
GMOs har blitt utviklet for innesluttet bruk; GMOs er produsert, lagret og bruk i innesluttede systemer, for eksempel i et laboriatorie, i en fermentor osv.
GMOs blir også utviklet for utsetting; felt forsøk, i landbruk, i akvakultur, i miljøet osv.
2
Formålet med genmodifiseringen kan være ønske om å: Forandre aktivitet til et gen
• Studier av genregulering, kreftforskning osv. • Vaksiner (med avskrudd aktivitet av patogene
egenskaper) Få uttrykk av et ”nytt” gen
• Produksjon av medisiner, enzymer (industrirelaterte) i mikroorganismer
• Nye egenskaper onco-mus, Bt-planter, rekombinante vaksiner,
bakterier som fjerner forurensning, transgen laks, glofish osv.
GM bakterier GM virus GM planter Transgene dyr GM vaksiner Genterapi Gen doping ?
Transgene
Plasmid Virus Bakteriofag Syntetiske biologi
Viktige egenskaper Replikere Transformere Selektere
BIO. "Biology in Perspective." Washington, D.C.: Biotechnology Industry Organization, 1990. /www.accessexcellence.org/AB/GG/
Asilomar Conference Center i 1975 Biohazards Moratorium P 3 laboratorie National Institutes of Health ”Guidelines for reseach involving recombinant DNA molecules” (1976)
3
Biosikkerhet –regler og mål for trygg bruk av genteknologi Relevante lovverk;
Norske genteknologi loven EU direktiver Cartagena protokollen (import og eksport)
GMO -skiller mellom innesluttet bruk og utsetting • Innesluttet = arbeid med GMO hvor det er fysiske hindringer
for å begrense kontakt med miljø og mennesker • OBS! Uhell kan skje og en bør ha god avfallshåndtering
Generelle regler for DNA/RNA arbeid gjelder også arbeid med GMO (forelesning Johanna)
Uønskede vektor egenskaper: Bredt vertsregister Bryte arts barrierer Antibiotika resistens Gener som koder for virulens / patogene egenskaper Stor grad av homologi med bakterie genom
• Unngå rekombinasjon/ integrering i genom
Overlevelse er avhengig av: Beskyttelse mot nedbrytning og/eller
opptak i bakterier / celler.
Overlevelse i miljøet Jord > 4 uker (England et al., 1997) Sedimenter > 13 uker (Deere et al., 1996)
Springvann > 5 dager ((Alvarez et al., 1996)
Fersk vann > 24 h (Alvarez et al., 1996) Sjøvann > 2 dager (Dupray et al., 1997)
DNA bundet til partikler er beskyttet mot degardering
Rekombinant DNA kan overleve 2 år i jord PCR amplifisering og Southern blotting (700bp)
Plasmid kan ha 6-24 % overlevelse etter 60 min i humant spytt
Kjente mekanismer for DNA opptak Transduksjon
• DNA overføres når en celle blir virusinfisert Naturlig transformasjon
• DNA taes opp av en mottager celle Konjugasjon
• DNA overføring skjer ved opptak ved direkte kontakt mellom celler, feks ved pili eller plasmid.
GMOs
Alimentary tract
Bacteria in the intestine
Naked DNA
Bacteria in the soil, water etc.
Feces
Bacteria in the intestine
Potential routes for transfer of genetic material
4
Rekombinant DNA kan opptas via luft • Støv/ pollen (Duggan, 2000)
Rekombinant DNA kan taes opp av dyre celler • Store fragmenter funnet i hvite blodceller, milt og lever • DNA passert placenta til foster og nyfødte mus (Doerfler
group, 1994, 1996, 1999, 2001) • Romøren et al 2006 har funnet uttrykk av GFP 62 dager
etter injeksjon i fisk • Tonheim et al 2007 funnet DNA 535 dager etter injeksjon i
fisk • Netherwood et al 2004 fant opptak i tarm bakterier hos
pasienter med utlagt tarm
Etter opptak DNA kan bli degradert DNA kan resirkulere til et plasmid DNA kan integrere ved rekombinasjon i
vertsgenom
Lov 1993-04-02 nr 38:Genteknologiloven
Lov om framstilling og bruk av GMO • Gjelder dyr, planter og mikroorganismer
• Nakent DNA er ikke regulert
• Humane cellekulturer er mikroorganismer
• Loven gjelder ikke for mennesker
Anne Ingeborg Myhr
Loven omfatter:
Bruk: Fremstilling: -Dyrking -Alle trinn i en prosess -Lagring som spesifikt fører -Forskning til en GMO -Undervisning -Destruksjon -Prosessering -Transport Direktoratet for -Utsetting, Salg Naturforvaltning
Loven omfatter IKKE: • Naturlige prosesser • Tradisjonelle foredlingsmetoder • Mutasjon (kjemikalier) eller stråling (unntatt site dir. mut)
• Tradisjonelle celleteknologi metoder • Cellefusjon innen samme art (unntatt bakterier) • In vitro fertilisering (kunstig befruktning) • Alt DNA-arbeid forutsatt ikke rekombinant DNA • Polyploidi v/kjemisk behandling • Nakent DNA
5
• Hva betyr dette i praksis?
• Innesluttet bruk omfatter virksomhet med GMO i et lukket system hvor det anvendes fysiske inneslutningstiltak for å begrense organismens kontakt med mennesker og miljø
• All innesluttet bruk av GMO skal foregå i lokaler godkjent av Sosial- og helsedirektoratet
• All innesluttet bruk av GMO skal meldes til eller søkes godkjent hos Sosial- og helsedirektoratet
• Unntak gies for GMM (nivå/ klasse 1) som brukes i undervisning
• All bruk av GMO som ikke er innesluttet regnes som ut- setting og skal søkes godkjent av Miljøverndepartementet
Retningslinje for arbeid med biologisk materiale http://uit.no/getfile.php?PageId=5886&FileId=103
På bakgrunn av risikovurderingar av den enkelte verksemd (type biologisk faktor og bioteknologiske metodar) skal instituttleiar (eventuelt avdelings-/seksjonsleiar) klassifisere verksemda i fire klasser, med tilhørande innesluttingsnivå
Klasse 1:Verksemd som ikkje medførar risiko eller bare ubetydeleg risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 1 er hensiktsmessig for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet. Klasse 2: Verksemd som medførar liten risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 2 er egna for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet. Klasse 3:Verksemd som medførar moderat risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 3 er egna for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet. Klasse 4: Verksemd som medførar stor risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 4 er egna for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet
FOR 2001-12-21 nr 1600: Forskrift om innesluttet bruk av genmodifiserte mikroorganismer. (4.2, 4.3, 4.4 http://www.lovdata.no/for/sf/ho/xo-20011221-1600.html
Laboriatorie for inneslutta bruk av GMO, skal godkjennast av Sosial og helsedirektoratet før verksemda startar (særskilt søknadsskjema skal brukast) Unntak; undervisning som inkluderer bruk av genmodifiserte mikroorganismar i risikoklasse 1
Aktiviteter det må meldes om; Inneslutta bruk av GMM (nivå/klasse 1 og 2 –skjema IIA og IIB) og bruk av GM dyr til forskning som er godkjent etter dyrevernloven § 21
FOR 2001-12-21 nr 1600, nr 1602, nr 1603: http://www.lovdata.no/for/sf/ho/xo-20011221-1600.html • Aktiviteter det må søkes om;
• GMM i klasse 3 og 4,
• Alle GM planter,
• GM dyr - hvis ikke godkjent etter dyrevernloven § 21
• Overføring av humant genmateriale til mikro-
organismer
• hvis ikke forsknings hensikten er å karakterisere
dette (oppbyggning, egenskaper, funksjoner)
Melding / søknad innesluttet bruk skal inneholde risikovurdering basert på
• Biologisk inneslutning • Inneslutningstiltak er beskrevet i forskriftene
• Risikoklasse (nivå/ klasse 1 til 4)
• Risiko for uhell X konsekvens av uhell • Risiko er relevant selv om sannsynlighetet for uhell
er lav (når konsekvensen(e) kan være alvorlig)
Ved innmelding / søknad skal følgende beskrives Vertsorganismen: • Risikoklasse • Medfølgende skadelige faktorer
Vektoren: • Øverføringsevne • Vertsområde • Hjelpevirus i vertscellen • Antibiotikaresistens Genmaterialet: • Velkarakterisert uten skadelige sekvenser • (Genbibliotek: avh. av DNA-kilden) • Toksindannelse • Biologisk aktive stoffer
6
Patogenisitet av organismen for mennesker, dyr og planter De mulige helsemessige effekter av GMO eller GM
relaterte produkter basert på modifikasjonen. Dette inkluderer mulige allergene og toksiske egenskaper. Mulig skade på helse ved arbeid med GMOen (dyret, plate, cellekulturer, virus, bakterier etc.) vektlegges også
Andre mulige skader på helse Skadelige effekter på miljøet ved spredning og / eller
etablering i miljøet.
Vurdering av sannsynlighet for at de mulige skadelige effektene kan oppstå.
Retningslinje for farlig avfall og for arbeid med biologisk materiale http://uit.no/getfile.php?PageId=5886&FileId=103
GMO materiale, vev og bakteries må være autoklavert før det kastes
Media from bakterie transformasjon hvor hensikt er å isolere plasmid DNA må være autoklavert for det kastes
Avfall samles i gule bokser (“tørt” avfall i gule papp bokser)
Merkes som “smittefarlig avfall”
Retningslinje for arbeid med biologisk materiale http://uit.no/getfile.php?PageId=5886&FileId=103 og Retningslinjer for farlig avfall
6.4 Genmodifiserte organismar Genmodifiserte mikroorganismar skal alltid autoklaverast
før avhending Genmodifiserte dyr avlivast før avhending Genmodifiserte planter: For avfallshandtering sjå
Forskrift om inneslutta bruk av genmodifiserte planter Alle GMO og fritt DNA/RNA frå desse, skal handterast som biologiske
faktorar, og merkast som ”Smitteavfall” (gul etikett, avfallsklasse 7)
All bruk av GMO som ikke er innesluttet regnes som utsetting Genterapi GM vaksiner til mennesker, dyr (landbruk,
akvakultur, ville dyr) GM planter, GM trær, GM dyr og GM insekter Utslipp fra lukket virksomhet, deponering av
avfall med levende GMO Transport og eksport av GMO
Endring:
I kraft fra 1 Juli 2004:
• Absolutt forbud mot kloning av primater
• Generelt forbud: Vertebrater (hvirveldyr) og krepsdyr
*Unntak: Biomedisinsk forskning
-søke tillatelse
-visse forutsetninger
7
Anne Ingeborg Myhr
Behandling av arvelige sykdommer Bytte ut mutert gen
Behandling av kreft Gener innvolvert i
immunoregulering Tumorsuppressor gener
1999: 17 åring med metabolsk sykdom døde, etter massiv immunreaksjon. Adenovirus-vektor
2002: leukemi hos 2 av 11 barn med genterapi for X-bundet SCID. Retrovirus-vektor (RNA)
Rearrangement, delesjon og kromosom alterasjon Adeno-associated virus vectors
(Miller et al., 2002)
Virus replikerer i cytoplasma som reduserer risiko for integrering
Miljø stabile virions Temperatur -lagring osv.
Virus replikerer i vert ? Rekombinerer med pox slektninger ?
i Norge funnet i mus uten å gi symptomer Ikke-mål organisme effekter?
Vaksinasjon av ville dyr Infeksjon av mennesker med
rekombinant vaccinia-rabies glycoprotein virus etter kontakt med åte (Rupprecht et al., 2001)
Ikke intenderte effekter GM prosess kan føre til forandret
uttrykk av transgenet eller andre gener i genomet
Uttrykk av muse IL-4 i rekombinant Ectromelia virus (Jackson et al., 2001)
Økt virulens
8
Farlige mikroorganismer i hendene på terrorister Isolering fra naturlige kilder eller ved bruk av
genmodifisering for å øke giftigheten av naturlig forekommende mikroorganismer
Kjøpe eller stjele for universitet eller forsknings institutt
Vanskelig å beskytte samfunnet fra bioterrorisme da de lett kan bli distribuert via mat, vann etc.
Kommersielt tilgjengelig GM planter Redusere bruk av kjemikalier i
landbruket: HT soya osv. Hindre tap av avlinger pga.
skadeinsekter: Bt mais osv. GM planter med forandret
næringssammensetning Golden rice, økt A vitamin Stresstoleranse Gunstigere fettsyre- og protein-
sammensetning GM planter som produsere medisiner,
vaksiner osv.
Mus, rotter innen forskning Ku, geit for produksjon av medisiner Gris for xenotransplantasjon til mennesker Husdyr og fisk for å øke effektivitet
Transgen fisk • Laks • Zebrafisk • Karper, tilapia og medaka
Mere protein, mindre fett Bedre fôrutnyttelse
9
GM-fish (GH)
Non-GM-fish
Brukes i studier av genregulering, genoverføring og studie av sykdommer, teste medisiner
Sensorer for forurensing
Glow fish for akvariebruk Lyser i mørke
Risiko relater til menneskers og dyrs helse: Giftighet, allergi, forandret næringssammensetning Antibiotika resistens
Risko for miljøet GMO kan ”rømme” og bli etablert i miljøet
• GM planter finner nisjer i miljøet Overføring av gener til andre organismer
• Transgen fisk som formerer seg med villfisk • Opptak i jordbakterier
Føre til skade på ”ikke-mål” organismer • Insekter / sommerfugler etc.
Risko for landbruk: Sameksistens Utvikling av resistente mål organismer Utvikling av sprøytemiddel resistente organismer Redusere biodiversitet (GM mais i Mexico..) Redusere genetisk diversitet blant planter og dyr
• Øke sårbarhet for forandrede miljøforhold, overfor sykdommer osv.
Økonomisk og samfunnsrelaterte risiko
Forandring i GMO Ny egenskap Genmodifiseringsprosessen
• Epigenetiske forandringer Genoverføring
• Krysspollinering • Horisontal genoverføring
Forandret bruk Nye sprøytemidler Uforutsette effekter, kumulative effekter, effekter pga.
klima eller forurensing
10
GMO
GMOen selv Gen spredning
Forandret bruk
Redusert genetisk diversitet
Ikke Intenderte effekter
Kryss- pollinering
Horisontal genoverføring
Atlanterhavslakslaks som er genmodifisert til å vokse raskere. Veksthormongen ifra sølvlaks Øker effektivitet i oppdrettsnæringa Hva skjer ved rømning? Lider fisken? Hva med markedet?
Mer omfattende risikovurderinger Oppfølging etter utsetting kreves
Case-specific overvåkning Observasjon
Tidsbegrenset godkjenning (10 år) Søknadene mangler ofte informasjon som er relevant for
norske myndigheters vurdering av Innvirkning på bærekraft Samfunnsnytte
11
VKM -Vitenskapskomiteen for mattrygghet faggruppe 3 (www.vkm.no) om risiko for helse og miljø
Bioteknologinemda (www.bion.no) Bærekraftig utvikling Samfunnsmessig nytte Etiske aspekter …Genialt
Generell informasjon; Søkerens navn og adresse osv. Donor-, mottaker- eller (hvis relevant)
foreldreorganismen(e)s egenskaper: Navn, Taksonomi. Fenotypiske og genetiske markører.
• Grad av slektskap mellom donor- og mottakerorganismene eller mellom foreldreorganismene.
• Beskrivelse av identifiserings- og påvisningsteknikker. • Beskrivelse av organismens geografiske utbredelse og naturlige
habitat. Organismer som man vet kan overføre genmateriale under naturlige betingelser.
• Patologiske, økologiske og fysiologiske egenskaper.
Vektorens egenskaper; Vektorens art og opprinnelse, sekvens av transposoner, vektorer og
andre ikke-kodende genetiske segmenter som brukes til å bygge opp den genmodifiserte organismen og til å få de innførte vektorer og geninsertet til å fungere i dem, mobiliseringshyppighet
Den modifiserte organismens egenskaper; Opplysninger om genmodifiseringen: Metoder som anvendes ved
modifikasjonen, metoder som anvendes ved oppbygging av geninsertene og innføring av dem i mottakeren eller til å fjerne en sekvens, utvelgelsesmetoder og -kriterier, sekvens, funksjonell identitet og plassering av det eller de aktuelle endrede/innførte/fjernede nukleinsyresegmenter, særlig opplysninger om enhver kjent skadelig sekvens.
• De uttrykte proteinenes aktivitet, beskrivelse av identifiserings- og påvisningsteknikker, herunder identifiserings- og påvisningsteknikker for den innsatte sekvensen og vektoren
Opplysninger om utsettingsforhold og mottakermiljø Opplysninger om utsettingen, formål osv. Opplysninger om miljøet (både om selve stedet og om
miljøet omkring) Opplysninger om vekselvirkninger mellom de
genmodifiserte organismene og miljøet Egenskaper som påvirker overlevelse, formering og
spredning, og andre vekselvirkninger med miljøet Opplysninger om planer for overvåking, kontroll og
avfallsbehandling, samt om beredskapsplan
Bærekraftig utvikling Føre-var-prinsippet Rettferdig fordeling av goder og byrder De første godkjente søknaden i Norge
• GM tobakk (forskning) • Begonia (forskning) • Blå nellik
Den første avslåtte søknaden • GM sprøytemiddel resistent raps
The Aim and Intention of the Norwegian Gene Technology Act
Impact Assessment for future Sustainable
Development
Environmental Risk Assessment
Health Risk Assessment
Socially Justification Assessment
Ethical Assessment
Sustainable Development Assessment
12
Beslutningsstruktur Vurdering av hver søknad:
1. Risiko: a) Hva er de mulige skadelige effekter på helse og miljø? b) Hva er sannsynligheten for at disse skal skje?
2. Føre-var prinsippet: a) Er usikkerhet identifisert eller forbundet med risikovurderingen? b) Er det sannsynlig at store og / eller irreversible effekter kan skje?
3. Er bruk og produksjon: a) I samsvar med bærekraftig utvikling? b) Av samfunssmessig nytte? c) Etisk og samfunnsmessig forsvarlig?