Informatie

17.5: Transgene organismen - Biologie


Algemene principes van transgenese

Transgene organismen bevatten vreemd DNA dat is geïntroduceerd met behulp van biotechnologie. Vreemd DNA (de transgen) wordt hier gedefinieerd als DNA van een andere soort, of anders recombinant DNA van dezelfde soort dat in het laboratorium is gemanipuleerd en vervolgens opnieuw is geïntroduceerd. De termen transgeen organisme en genetisch gemodificeerd organisme (GGO) zijn over het algemeen synoniem. Het proces van het creëren van transgene organismen of cellen om hele organismen te worden met een permanente verandering in hun kiembaan, wordt ofwel transformatie of transfectie. (Helaas hebben beide woorden een andere betekenis. Transformatie verwijst ook naar het proces waarbij zoogdiercellen kanker worden, terwijl transfectie ook verwijst naar het proces van het introduceren van DNA in cellen in kweek, hetzij bacterieel of eukaryoot, voor tijdelijk gebruik, niet voor kiemlijnveranderingen .) Transgene organismen zijn belangrijke onderzoeksinstrumenten en worden vaak gebruikt bij het onderzoeken van de functie van een gen. Transgenese is ook gerelateerd aan de medische praktijk van gentherapie, waarbij DNA wordt overgebracht naar de cellen van een patiënt om ziekte te behandelen. Transgene organismen zijn wijdverbreid in de landbouw. Ongeveer 90% van de in Noord-Amerika geteelde canola-, katoen-, maïs-, sojabonen- en suikerbieten is transgeen. Er wordt momenteel geen ander transgeen vee of andere gewassen (behalve wat pompoen, papaja en luzerne) in Noord-Amerika geproduceerd.

Om een ​​transgene cel te maken, moet DNA eerst over het celmembraan (en, indien aanwezig, over de celwand) worden overgebracht zonder de cel te vernietigen. In sommige gevallen, naakt DNA (dat wil zeggen plasmide of lineair DNA dat niet is gebonden aan enig type vervoerder) kunnen in de cel worden overgebracht door DNA aan het medium toe te voegen en tijdelijk de porositeit van het membraan te vergroten, bijvoorbeeld door elektroporatie. Bij het werken met grotere cellen kan naakt DNA ook micro-geïnjecteerd in een cel met behulp van een gespecialiseerde naald. Andere methoden gebruiken vectoren om DNA door het membraan te transporteren. Merk op dat het woord "vector" zoals hier gebruikt verwijst naar elk type drager, en niet alleen naar plasmidevectoren. Vectoren voor transformatie/transfectie omvatten: blaasjes gemaakt van lipiden of andere polymeren die DNA omringen; verschillende soorten deeltjes die DNA op hun oppervlak dragen; en infectieuze virussen en bacteriën die van nature hun eigen DNA in een gastheercel overbrengen, maar die zijn ontworpen om elk van belang zijnd DNA-molecuul over te brengen. Gewoonlijk is het vreemde DNA een complete expressie-eenheid die zijn eigen cis-regulatoren (bijvoorbeeld promotor) omvat, evenals het gen dat moet worden getranscribeerd.

Wanneer het doel van een experiment is om een stal (d.w.z. erfelijke) transgene eukaryoot, moet het vreemde DNA in de chromosomen van de gastheer worden ingebouwd. Om dit te laten gebeuren, moet het vreemde DNA de kern van de gastheer binnengaan en recombineren met een van de chromatiden van de gastheer. Bij sommige soorten wordt het vreemde DNA op een willekeurige plaats in een chromatide ingebracht, waarschijnlijk daar waar strengbreuk en niet-homologe eindverbinding plaatsvinden. Bij andere soorten kan het vreemde DNA op een bepaalde locus worden gericht door het vreemde DNA te flankeren met DNA dat homoloog is aan het DNA van de gastheer op die locus. Het vreemde DNA wordt vervolgens via homologe recombinatie in de chromosomen van de gastheer opgenomen.

Om meercellige organismen te produceren waarin alle cellen transgeen zijn en het transgen stabiel wordt geërfd, moet de oorspronkelijk getransformeerde cel ofwel een gameet zijn of zich ontwikkelen tot weefsels die gameten produceren. Transgene gameten kunnen uiteindelijk worden gepaard om homozygote, transgene nakomelingen te produceren. De aanwezigheid van het transgen in het nageslacht wordt meestal bevestigd met behulp van PCR of Southern-blotting, en de expressie van het transgen kan worden gemeten met behulp van reverse-transcriptie-PCR (RT-PCR), RNA-blotting en Western (proteïne-blotting).

De snelheid van transcriptie van een transgen is sterk afhankelijk van de toestand van het chromatine waarin het is ingebracht (d.w.z. positie-effecten), evenals andere factoren. Daarom genereren onderzoekers vaak verschillende onafhankelijk getransformeerde/getransfecteerde lijnen met hetzelfde transgen en screenen ze vervolgens op de lijnen met de hoogste expressie. Het is ook een goede gewoonte om de transgene locus van een nieuw gegenereerd transgeen organisme te klonen en te sequensen, aangezien fouten (afknottingen, herschikkingen en andere mutaties) kunnen worden geïntroduceerd tijdens transformatie/transfectie.

Een transgene plant produceren

De meest gebruikelijke methode voor het produceren van transgene planten is: Agrobacterium-gemedieerde transformatie (Figuur (PageIndex{1})). Agrobacterium tumifaciens is een bodembacterie die, als onderdeel van zijn natuurlijke pathogenese, zijn eigen tumor-inducerende (tl) plasmide in cellen van een waardplant. De natuurlijke Tl plasmide codeert voor groeibevorderende genen die een gal (d.w.z. tumor) op de plant veroorzaken, die ook een omgeving biedt voor de ziekteverwekker om te prolifereren. Moleculair biologen hebben de T . ontwikkeldl plasmide door de tumor-inducerende genen te verwijderen en restrictieplaatsen toe te voegen die het gemakkelijk maken om elk van belang zijnd DNA in te voegen. Deze engineered versie heet a T-DNA (transfer-DNA) plasmide; de bacterie brengt een lineair fragment van dit plasmide over dat de geconserveerde "linkerrand (LB)" en rechtsrand (RB)" DNA-sequenties bevat, en alles daartussenin (tot ongeveer 10 kb). Het lineaire T-DNA-fragment wordt naar de kern getransporteerd, waar het recombineert met het gastheer-DNA, waarschijnlijk overal waar willekeurige breuken optreden in de chromosomen van de gastheer.

In Arabidopsis en een paar andere soorten kunnen bloemen eenvoudig worden ondergedompeld in een suspensie van Agrobacterium, en ~1% van de resulterende zaden zal worden getransformeerd. Bij de meeste andere plantensoorten worden cellen door hormonen geïnduceerd om een ​​massa ongedifferentieerde weefsels te vormen die callus wordt genoemd. De Agrobacterium wordt op een callus aangebracht en een paar cellen worden getransformeerd, die vervolgens door andere hormonen kunnen worden geïnduceerd om hele planten te regenereren (Figuur (PageIndex{2})). Sommige plantensoorten zijn resistent (d.w.z. “weerspannige”) tot transformatie door Agrobacterium. In deze situaties moeten andere technieken worden gebruikt, zoals: deeltjesbombardement, waarbij DNA niet-covalent is gehecht aan kleine metaaldeeltjes, die door perslucht worden versneld tot callusweefsel, waaruit soms complete transgene planten kunnen worden geregenereerd. Bij alle transformatiemethoden is de aanwezigheid van een selecteerbare marker (bijvoorbeeld een gen dat antibioticaresistentie of herbicideresistentie verleent) nuttig om transgene cellen in een vroeg stadium van het transformatieproces te onderscheiden van niet-transgene cellen.

Een transgene muis produceren

In een veelgebruikte methode voor het produceren van een transgene muis, stamcellen worden verwijderd uit een muizenembryo en een transgeen DNA-construct wordt met behulp van elektroporatie in de stamcellen overgebracht, en een deel van dit transgene DNA gaat de kern binnen, waar het homologe recombinatie kan ondergaan (Figuur (PageIndex{3})). Het transgene DNA-construct bevat DNA dat homoloog is aan beide zijden van een locus waarop vervanging moet worden gericht. Als het doel van het experiment simpelweg is om te verwijderen (“knock out”) de gerichte locus, kan het DNA van de gastheer eenvoudig worden vervangen door een selecteerbare marker, zoals weergegeven. Het is ook mogelijk om het DNA van de gastheer op deze locus te vervangen door een andere versie van hetzelfde gen, of een heel ander gen, afhankelijk van hoe het transgene construct is gemaakt. Cellen die zijn getransfecteerd en de selecteerbare marker tot expressie brengen (d.w.z. resistentie tegen het antibioticum neomycineresistentie, neoR, in dit voorbeeld) onderscheiden zich van niet succesvol getransfecteerde cellen door hun vermogen om te overleven in de aanwezigheid van het selectieve middel (bijvoorbeeld een antibioticum). Getransfecteerde cellen worden vervolgens geïnjecteerd in embryo's in een vroeg stadium en vervolgens overgebracht naar een pleegmoeder. De resulterende pups zijn chimeren, wat betekent dat slechts enkele van hun cellen transgeen zijn. Sommige van de chimeren zullen gameten produceren die transgeen zijn, die wanneer ze worden gepaard met een wild-type gameet, muizen zullen produceren die hemizygoot zijn voor het transgen. In tegenstelling tot de chimeren dragen deze hemizygoten het transgen in al hun cellen. Door verder te kweken kunnen muizen worden verkregen die homozygoot zijn voor het transgen.

Menselijke gentherapie

Veel verschillende strategieën voor menselijke gentherapie zijn in ontwikkeling. In theorie, ofwel de kiembaan of somatisch cellen kunnen het doelwit zijn voor transfectie, maar het meeste onderzoek heeft zich gericht op somatische celtransfectie, vanwege de risico's en ethische kwesties die verband houden met kiembaantransformatie. Gentherapiebenaderingen kunnen verder worden geclassificeerd als: ex vivo of in vivo, waarbij eerstgenoemde betekent dat cellen (bijv. stamcellen) geïsoleerd worden getransfecteerd voordat ze in het lichaam worden geïntroduceerd, waar ze defecte cellen vervangen. Ex vivo gentherapieën voor verschillende bloedaandoeningen (bijv. immunodeficiënties, thalassemieën) ondergaan klinische proeven. Voor in vivo therapieën vindt de transfectie plaats binnen de patiënt. Het doel kan ofwel stabiele integratie zijn, ofwel: niet-integratief transfectie. Zoals hierboven beschreven, omvat stabiele transfectie integratie in het gastheergenoom. In de klinische context is stabiele integratie misschien niet nodig, en dit brengt een hoger risico met zich mee op het induceren van mutaties in het transgen- of het gastheergenoom). Transiënte transfectie houdt daarentegen geen integratie in het gastheergenoom in en het transgen kan daarom als RNA of DNA aan de cel worden afgeleverd. Voordelen van RNA-afgifte zijn onder meer dat er geen promotor nodig is om de expressie van het transgen aan te sturen. Naast mRNA-transgenen, die een functionele versie van een gemuteerd eiwit zouden kunnen opleveren, is er grote belangstelling voor de levering van siRNA (klein-remmende RNA's), die kunnen worden gebruikt om specifieke genen in het genoom van de gastheercel tot zwijgen te brengen.

Vectoren voor in vivo gentherapie moet in staat zijn om DNA of RNA af te leveren aan een groot deel van de beoogde cellen, zonder een significante immuunrespons te induceren of toxische effecten te hebben. Idealiter zouden de vectoren ook een hoge specificiteit moeten hebben voor het beoogde celtype. Vectoren op basis van virussen (bijv. lentivirussen) worden ontwikkeld voor in beide in vivo en ex vivo gentherapieën. Ook voor gentherapie worden andere, niet-virale vectoren (bijvoorbeeld blaasjes en nanodeeltjes) ontwikkeld.


Biotechnologie en haar toepassingen

Hoe insuline wordt gesynthetiseerd bij mensen (of zoogdieren). Geef een passend schema?

â–² Afb. 8.1. (A) (B) Conversie van pro-insuline na verwijdering van C-peptide.

(2) Insuline wordt gesynthetiseerd als prohormoon (dat wil zeggen dat het moet worden verwerkt voordat het functioneel wordt) dat een extra stuk C-peptide bevat dat gewoonlijk wordt verwijderd tijdens de rijping van insuline.


Genetische diagnose en gentherapie

Het proces van testen op vermoedelijke genetische defecten voordat de behandeling wordt toegediend, wordt genetische diagnose door genetische tests genoemd. Afhankelijk van de overervingspatronen van een ziekteverwekkend gen, wordt familieleden geadviseerd om genetische tests te ondergaan. Vrouwen met de diagnose borstkanker krijgen bijvoorbeeld meestal het advies om een ​​biopsie te ondergaan, zodat het medische team de genetische basis van de ontwikkeling van kanker kan bepalen. Behandelplannen zijn gebaseerd op de bevindingen van genetische tests die het type kanker bepalen. Als de kanker wordt veroorzaakt door erfelijke genmutaties, wordt ook andere vrouwelijke familieleden geadviseerd om genetische tests en periodieke screening op borstkanker te ondergaan. Genetische tests worden ook aangeboden voor foetussen (of embryo's met in-vitrofertilisatie) om de aan- of afwezigheid van ziekteverwekkende genen te bepalen in families met specifieke slopende ziekten.

Gentherapie is een genetische manipulatietechniek die wordt gebruikt om ziekten te genezen. In zijn eenvoudigste vorm gaat het om de introductie van een goed gen op een willekeurige plaats in het genoom om een ​​ziekte te helpen genezen die wordt veroorzaakt door een gemuteerd gen. Het goede gen wordt gewoonlijk in zieke cellen geïntroduceerd als onderdeel van een vector die wordt overgedragen door een virus dat de gastheercel kan infecteren en het vreemde DNA kan afleveren (Figuur 1). Meer geavanceerde vormen van gentherapie proberen de mutatie op de oorspronkelijke plaats in het genoom te corrigeren, zoals het geval is bij de behandeling van ernstige gecombineerde immunodeficiëntie (SCID).

Figuur 1 Gentherapie met behulp van een adenovirusvector kan worden gebruikt om bepaalde genetische ziekten te genezen waarbij een persoon een defect gen heeft. (credit: NIH)


17.5: Transgene organismen - Biologie

Geassocieerd met de International Society for Transgene Technologies (ISTT)

Transgeen onderzoek richt zich op transgene en genoombewerkte hogere organismen. Manuscripten die de nadruk leggen op biotechnologische toepassingen worden sterk aangemoedigd. Intellectuele eigendom, ethische kwesties, maatschappelijke impact en regelgevende aspecten vallen ook binnen de reikwijdte van het tijdschrift. Transgeen onderzoek heeft tot doel de kloof te overbruggen tussen fundamentele en toegepaste wetenschap in de moleculaire biologie en biotechnologie voor de academische planten en dieren en aanverwante industriële gemeenschappen.

  • Een waardevol forum voor ideeën op alle gebieden van transgene en genoombewerkingstechnologie
  • Omvat onderzoek in transgene en genoom-bewerkte hogere organismen
  • Het enige tijdschrift dat volledig verslag doet van transgene technologie bij dieren en planten

Technieken

Er worden verschillende methoden gebruikt om nieuwe genen te introduceren, afhankelijk van de aard van het ontvangende organisme. Veel van het werk met genetische modificatie van planten omvat protoplasten, gekweekte bolvormige cellen waarvan de celwanden zijn verwijderd. Het Ti-plasmide (zie afbeelding) van A. tume faciens is met succes gebruikt als vector met bepaalde tweezaadlobbigen, waaronder tabak, tomaat, aardappel, sojabonen en katoen. Het werkt veel minder goed met grassen, granen en andere eenzaadlobbigen. In deze fabrieken zijn verschillende andere technieken beschikbaar, waaronder: • elektroporatie – behandeling van cellen door blootstelling aan een elektrisch veld waardoor ze tijdelijk doorlaatbaar zijn voor DNA-fragmenten • micro-injectie – injectie van DNA rechtstreeks in de celkern x2022 biolistiek – ‘schieten’ van een cel met een DNA-gecoat wolfraam microprojectiel. Om een ​​transgeen dier te produceren, worden de nieuwe genen in een zeer vroeg ontwikkelingsstadium ingebracht, bijv. het vroege embryo of de pronucleus van een bevruchte eicel, meestal met behulp van micro-injectie. De recombinante embryo's worden vervolgens overgebracht naar de baarmoeder van een pleegmoeder om hun ontwikkeling te voltooien.


Transgene organismen: ethische kwesties

Een transgeen organisme is een type genetisch gemodificeerd organisme (GGO) dat genetisch materiaal van een andere soort heeft dat een bruikbare eigenschap levert. Zo kan een plant genetisch materiaal krijgen dat de vorstbestendigheid verhoogt. Een ander voorbeeld is een dier dat is gemodificeerd met genen die het in staat stellen een menselijk eiwit uit te scheiden.

Bio-ethiek richt zich op de impact van technologie op individuen en samenlevingen. Bio-ethische kwesties omvatten het recht van een individu op privacy, gelijke toegang tot zorg en de vertrouwelijkheid van arts en patiënt. In het geval van transgene organismen is keuzevrijheid een belangrijk bio-ethisch punt. Maar ook bredere vraagstukken komen aan de orde, zoals de ethiek van inmenging in de natuur en effecten van transgene organismen op het milieu.

De veranderingen die mogelijk zijn met transgenese overstijgen wat traditioneel tuinieren of landbouw kan bereiken, hoewel ook deze interfereren met de natuur. Een transgene tabaksplant straalt de gloed van een vuurvlieg uit, en een transgeen konijn dat DNA van een mens, een schaap en een zalm heeft gekregen, scheidt een eiwithormoon af dat wordt gebruikt om botaandoeningen te behandelen. Als het mengen van DNA op manieren die in de natuur niet voorkomen als verkeerd wordt beschouwd, dan is transgenese onethisch. Een vertegenwoordiger van een groep die tegen ggo's is in Nieuw-Zeeland zei tijdens een hoorzitting van de regering: "Inmenging in een andere levensvorm is respectloos en een andere vorm van culturele arrogantie."

Een meer praktisch bezwaar tegen transgene technologie is het risico van verandering ecosystemen. Overweeg genetisch gemodificeerde Atlantische zalm, die momenteel wordt beoordeeld door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA). De vissen hebben een gen voor groeihormoon dat afkomstig is van Chinook-zalm en een DNA-sequentie die de expressie van het gen regelt dat afkomstig is van de steenbolk, een vis die het hormoon het hele jaar door produceert. Omdat Atlantische zalm normaal gesproken alleen in de zomer groeihormoon produceert, groeit het transgene dier meer dan twee keer zo snel als natuurlijk. Dergelijke genetisch gemodificeerde zalm zou kunnen ontsnappen aan de boerderijen waar ze bedoeld zijn om te worden gekweekt en natuurlijke ecosystemen binnendringen, waar ze inheemse vissen kunnen overtreffen voor ruimte, voedsel en partners.

Tot voor kort was de angst dat een transgeen organisme zou kunnen ontsnappen en infiltreren in een natuurlijk ecosysteem gebaseerd op theoretische scenario's. Een rapport uit 1999 van transgeen maïspollen dat schade toebrengt aan Monarchvlinderlarven in een laboratoriumsimulatie werd bijvoorbeeld niet bevestigd door grotere, meer realistische studies. Maar in 2001 werd transgene maïs ontdekt die groeide op afgelegen bergtoppen in Mexico, ironisch genoeg in het gebied waar de meeste natuurlijke maïsvarianten ontstonden. Het koren mocht zich niet hebben kunnen verspreiden buiten de velden waar het werd verbouwd. Rond dezelfde tijd werd in India 10.000 hectare transgeen katoen gevonden. Een boer had transgene katoen die hij uit de Verenigde Staten had gehaald, gekruist met een lokale variant en gewassen geplant, zonder te beseffen dat hij een genetisch gemodificeerd product had gebruikt.

Op dit moment kunnen Amerikaanse consumenten niet zeggen of een levensmiddel een genetisch gemodificeerd product bevat of niet, omdat tweederde van de bewerkte voedingsmiddelen die GGO's bevatten en die in de Verenigde Staten worden verkocht, niet zijn geëtiketteerd. Dit gebrek aan etikettering is in overeenstemming met de bestaande regelgevende praktijk. Terwijl de FDA voedingsmiddelen test om hun effect op het menselijke spijsverteringsstelsel, hun biochemische samenstelling en hun gelijkenis met bestaande voedingsmiddelen te bepalen (met behulp van een leidend principe dat substantiële equivalentie wordt genoemd), worden voedingsmiddelen niet alleen beoordeeld op hun oorsprong. De FDA ontkende bijvoorbeeld de marketing van een aardappel die afkomstig was van traditionele selectieve veredeling. Greenpeace-activisten hangen een spandoek op in Kellogg's "Cereal City", een bedrijfsmuseum in Battlecreek, Michigan. Greenpeace vroeg Kellogg's om te stoppen met wat Greenpeace in maart 2000 zag als Kellogg's dubbele standaard met betrekking tot genetisch gemodificeerde ingrediënten die een toxine produceren, terwijl het op de markt brengen van een transgene aardappel met een hoog zetmeelgehalte en daarom minder bakolie absorbeert, en niet-toxisch is. De FDA en het Amerikaanse ministerie van landbouw keurden in 1994 transgene gewassen goed en dereguleerden de technologie twee jaar later, net als het Amerikaanse Environmental Protection Agency. Ironisch genoeg klagen mensen in rijkere landen dat ze geen keuze hebben om genetisch gemodificeerd voedsel te vermijden, en klagen anderen dat de technologie te duur is voor boeren in ontwikkelingslanden om te gebruiken.

Een andere ethische dimensie van transgene organismen is dat de methoden om genetisch gemodificeerde zaden te creëren, en de zaden zelf, in handen zijn van een paar multinationale ondernemingen. Halverwege de jaren negentig verkocht een bedrijf transgene planten die resistent waren tegen de herbiciden van het bedrijf, maar die niet in staat waren hun eigen zaad te produceren, waardoor de boer gedwongen werd elk jaar nieuw zaad te kopen. Een internationale verontwaardiging leidde tot het opgeven van deze praktijk, maar het gebruik van gewassen die resistent zijn tegen bepaalde herbiciden, met één enkel bedrijf dat zowel zaad als herbicide bezit, gaat door. Sommigen zien dit als belangenverstrengeling.

Groepen die tegen genetisch gemodificeerd voedsel zijn, gedragen zich soms onethisch. In 1999 vernietigden milieuactivisten een experimenteel bos van populieren in de buurt van Londen. De bomen waren inderdaad transgeen, maar de experimenten waren bedoeld om te zien of de bomen minder chemische herbiciden nodig zouden hebben, een activiteit die de milieuactivisten zelf hadden voorgesteld. Verontrustender waren verschillende incidenten in de Verenigde Staten in 2000, toen mensen die bezwaar maakten tegen genetisch gemodificeerd voedsel laboratoria vernielen en velden met gewassen verwoestten, waarvan sommige niet eens transgeen waren.

Tot nu toe lijken voedingsmiddelen die GGO's bevatten veilig te zijn. Ze zijn misschien gemakkelijker te telen en maken de ontwikkeling van nieuwe varianten mogelijk. Het zal echter meer tijd kosten om te bepalen of ze op langere termijn gezondheids- en ecologische effecten hebben.


Toepassingen van transgene dieren

Door de ontwikkeling van de genetische kaart, kennis van de expressie van genen en technieken voor grote vermeerdering bereikt de dierlijke productie-industrie geleidelijk een revolutie. Transgene dieren worden gebruikt als hulpmiddelen bij onderzoek en voor de productie van recombinante eiwitten. De belangrijkste toepassingen van transgene dieren worden als volgt beschreven:

Genfunctie bestuderen:

De transgene expressie wordt niet alleen gebruikt om dieren te fokken die specifieke eigenschappen hebben, maar ook om dieren te fokken die specifieke genen missen. Deze techniek wordt knock-out of gentargeting genoemd. Transgene technologie werd begin jaren tachtig geperfectioneerd met muizen. Knockout-muizen die functionele vormen van specifieke genen missen, worden geproduceerd die informatie geven over de functie van het knock-out-gen. Met deze techniek kunnen wetenschappers zich richten op specifieke genen voor inactivatie en mutagenese.

Moleculaire pharming of farmaceutische productie:

Transgene schapen, geiten en runderen worden gebruikt als '8216bioreactoren'8217 om belangrijke menselijke eiwitten in melk te produceren. Melk wordt in grote hoeveelheden geproduceerd en kan zonder schade voor de dieren worden verzameld. Vee wordt gebruikt om medicijnen en nutraceuticals te produceren. Transgene dieren produceren het gewenste medicijn voornamelijk op hoge niveaus zonder hun eigen gezondheid in gevaar te brengen en geven het medicijn in hoge niveaus door aan zijn nakomelingen. Eiwitten die gewoonlijk door transgene dieren worden geproduceerd, omvatten het bloedstollingseiwit Factor IX, lactoferrine, humaan eiwit C, alfa-1-antitrypsine enz. Geneesmiddelen die zijn ontwikkeld in transgene dieren staan ​​vermeld in Tabel 19.2. Geneesmiddelen voor menselijk gebruik die zijn gezuiverd uit dierlijke melk of bloed, zullen waarschijnlijk uitzonderlijke niveaus van veiligheidstests vereisen voordat de gezondheidsproblemen van dieren en mensen tot tevredenheid van de consumenten worden aangepakt.

Biomedisch onderzoeksmodel: Er kunnen transgene dieren worden gemaakt die menselijke ziekten simuleren waarin defecte genen een grote rol spelen. Menselijke gemuteerde genen worden ingebracht in muizen en andere dieren, waardoor ze lijden aan menselijke ziekten. Dergelijke transgene dieren worden gebruikt als ziektemodel voor onderzoek naar de ontwikkeling van de betreffende ziekte en medicijnen om deze te voorkomen. Deze diermodellen vergemakkelijken de identificatie van chemisch geïnduceerde mutaties, genexpressie en zijn instrumenteel bij het identificeren van signaaltransductieroutes en hormonale factoren die de activiteit van genen moduleren. Transgene dieren worden gebruikt als model voor ziekten zoals kanker, auto-immuunziekten, diabetes, hart- en vaatziekten, de ziekte van Alzheimer, neurologische ziekten, AIDS, cystische fibrose, hypercholesterolemie, enz. Transgenen zijn ook belangrijke onderzoeksinstrumenten voor het bestuderen van milieuverontreinigende stoffen, mutaties in de kiemcellen van het beenmerg en doelorgaan Gevoeligheid.

De muis is het meest gebruikte diermodel in transgeen onderzoek. De genetische samenstelling van de muis lijkt op die van mensen, snelle reproductiesnelheden en relatief gemak van genetische manipulatie zijn de belangrijke kenmerken voor diermodellen die voornamelijk bij muizen worden waargenomen. Ratten schapen. koeien, geiten en varkens worden vaak gebruikt als onderzoeksmodellen en voor de productie van op eiwitten gebaseerde geneesmiddelen.

Transgene dieren in de landbouw: Transgene varkens met een humane metallothioneïne promotor varkensgroeihormoon genconstruct vertoonden significante verbeteringen in economisch belangrijke eigenschappen zoals groeisnelheid, voederconversie en lichaamsvet/spierverhouding. Transgene schapen met een keratine-IGFI-construct toonden aan dat expressie in de huid en de hoeveelheid helder vlies ongeveer 6 tot 7% ​​groter is bij transgene dan bij niet-transgene dieren.

Zuivelproductie is een aantrekkelijk gebied voor gerichte genetische modificatie. Het is mogelijk om melk te produceren met een gewijzigde lipidesamenstelling door de enzymen die betrokken zijn bij het lipidenmetabolisme te moduleren of om de wrongel- en kaasproductie te verhogen door de expressie van de caseïne-genfamilie in de borstklier te verbeteren. Transgene toepassingen die bij dieren worden gebruikt om ziekteresistentie te verhogen, omvatten de overdracht van belangrijke genen voor histocompatibiliteitscomplex, T-celreceptorgenen en immunoglobulinegenen. Transgene constructen die het immunoglobuline A (LA)-gen dragen, zijn met succes geïntroduceerd in varkens, schapen en muizen in een poging de weerstand tegen infecties te verhogen. Transgene dieren spelen een belangrijke rol in het ontwikkelingsproces van geneesmiddelen en de mogelijke voordelen voor de gezondheid van mens en dier.


Veiligheidsbeoordeling van transgene organismen: OESO-consensusdocumenten

De OESO-consensusdocumenten over bioveiligheid identificeren elementen van wetenschappelijke informatie die worden gebruikt bij de milieuveiligheid en risicobeoordeling van transgene organismen die gemeenschappelijk zijn voor OESO-lidstaten en sommige niet-leden die bij het werk betrokken zijn. Dit is bedoeld om het delen van informatie aan te moedigen, geharmoniseerde praktijken te bevorderen en dubbel werk tussen landen te voorkomen.

Wanneer gepubliceerd, bevatten de delen 1 en 2 de documenten die vóór 2006 zijn uitgegeven. De delen 3 en 4 zijn een voortzetting van de compilatie tot 2010. Deze rapporten bieden gemakkelijke toegang tot de consensusdocumenten die tot nu toe op de website zijn gepubliceerd. Als zodanig zou het waardevol moeten zijn voor aanvragers van commercieel gebruik van transgene organismen (gewassen, bomen, micro-organismen), voor regelgevers en risicobeoordelaars bij nationale autoriteiten, evenals voor de bredere wetenschappelijke gemeenschap.


Belang

Transgene dieren worden routinematig in het laboratorium gebruikt als model voor biomedisch onderzoek. Meer dan 95 procent van de gebruikte knaagdieren zijn genetisch gemodificeerde knaagdieren, voornamelijk muizen. Het zijn belangrijke instrumenten voor het onderzoeken van ziekten bij de mens en worden gebruikt om de genfunctie te begrijpen in de context van ziektegevoeligheid, progressie en om reacties op een therapeutische interventie te bepalen.

Muizen zijn ook genetisch gemodificeerd om op natuurlijke wijze menselijke antilichamen te produceren voor gebruik als therapieën. Zeven van de elf geneesmiddelen met monoklonale antilichamen die tussen 2006 en 2011 door de FDA zijn goedgekeurd, waren afkomstig van transgene muizen.

Transgene landbouwhuisdieren worden ook onderzocht als middel om grote hoeveelheden complexe menselijke eiwitten te produceren voor de behandeling van ziekten bij de mens. Dergelijke therapeutische eiwitten worden momenteel geproduceerd in op zoogdiercellen gebaseerde reactoren, maar dit productieproces is duur. In 2008 kostte de bouw van een nieuwe celgebaseerde productiefaciliteit voor één therapeutisch eiwit bijvoorbeeld meer dan 500 miljoen dollar. Een goedkopere optie zou zijn om een ​​middel te ontwikkelen om recombinante eiwitten te produceren in de melk, het bloed of de eieren van transgene dieren. De vooruitgang op dit gebied is tot op heden echter traag. Slechts twee biomedische producten hebben tot nu toe wettelijke goedkeuring gekregen. De eerste is humaan antitrombine III, een therapeutisch eiwit dat wordt geproduceerd in de melk van transgene geiten en dat wordt gebruikt om bloedstolsels te voorkomen bij patiënten met erfelijke antitrombinedeficiëntie die een operatie ondergaan of een bevalling ondergaan. Een relatief kleine kudde geiten (ongeveer 80) kan voldoende menselijk antitrombine III leveren voor heel Europa. Het tweede product is een recombinante menselijke C12-esteraseremmer geproduceerd in de melk van transgene konijnen. Dit wordt gebruikt voor de behandeling van erfelijk angio-oedeem, een zeldzame genetische aandoening die ervoor zorgt dat bloedvaten in het bloed uitzetten en huidzwellingen veroorzaken.


Misschien vind je dit ook leuk

Veel van de GGO/transgene soorten vormen niet echt een bedreiging voor wilde populaties, zeggen ze, omdat veel variëteiten steriel zijn, wat aanleiding geeft tot bezorgdheid over octrooiering. Maar het idee dat een ontsnapte transgene vis zou kunnen ontsnappen, zou onze laatste zorg moeten zijn met betrekking tot industriële landbouw.

Onthoud dat niet alle wetenschappers slecht zijn, maar als wetenschap op een bepaalde manier wordt gefinancierd, moet je je product op een bepaalde manier gebruiken. Ik weet zeker dat de wetenschapper die in het lab werkte niet van plan was een aanval op ontwikkelingslanden te plegen. Dat was het werk van de grote bedrijven en marketing. anon133217 9 december 2010

dit is allemaal behoorlijk nep. ik moet alleen weten hoe mensen transgenetische organismen gebruiken in tegenstelling tot gentherapie voor school. Vergelijkingen 18 september 2010

@ Istria en FrameMaker - u brengt terechte zorgen naar voren, maar ik wil erop wijzen dat de wetenschap achter transgenetica nuttig is. De voordelen van genetische manipulatie hebben in feite levens gered en hebben het potentieel om een ​​deel van de stress te verlichten die de snelgroeiende menselijke bevolking op de planeet legt.

Ik ben het ermee eens dat de marketing en het geld achter transgenetica verontrustend kunnen zijn, maar we mogen zo'n veelbelovende technologie niet opgeven. We zouden eerder moeten werken aan het verbeteren van de manier waarop de technologie wordt toegepast, het probleem van het eigendomsrecht van een genetisch gemodificeerd organisme moeten aanpakken en moeten werken aan de oprichting van instellingen voor bio-engineering in ontwikkelingslanden door middel van het delen van technologie. Als de wetenschap van genetisch gemodificeerde organismen zou worden gedeeld zoals het menselijk genoomproject, dan zouden er meer grote geesten zijn die transgene soorten zouden kunnen verbeteren, en minder kloof tussen degenen die de technologie hebben en degenen die dat niet hebben. FrameMaker 18 september 2010

@ Istrië- Een andere ethische kwestie rond biotechnologie in de landbouw betreft afhankelijkheid en gelijkheid. Genetisch gemodificeerde planten en dieren beginnen het agrarische landschap te domineren en we moeten ons allemaal afvragen of een paar multinationale bedrijven die puur voor winst opereren de wereldwijde voedselvoorziening zouden moeten domineren. Wat gebeurt er als er onvoorziene gevolgen komen van de integratie van een transgene soort in het wild? Als je denkt dat problemen van invasieve soorten slecht zijn, stel je dan eens voor wat er gebeurt als een invasieve soort die bio-engineered is om onstuitbaar te zijn grote schade aanricht in ons milieu. Zelfs de rijkste landen en bedrijven zullen een dergelijk probleem niet kunnen oplossen.

Wat de kwestie van gelijkheid betreft, moeten we rekening houden met de impact van het niet delen van bio-engineeringtechnologie tussen de private en publieke sector. Zoals de industrie momenteel wordt gereguleerd, zullen biotechnologische voedingsmiddelen alleen de geïndustrialiseerde landen het beste dienen. Het zou winstgevender zijn om rijst te bio-engineeren die zwaarlijvigheid zou bestrijden dan om rijst te bio-engineeren die tegen malaria vaccineert. In de derde wereld zouden mensen letterlijk verhongeren en sterven aan malaria, terwijl de geïndustrialiseerde wereld eet om af te vallen. istrië 18 september 2010

De bezorgdheid over transgene soorten gaat veel verder dan de bezorgdheid over kruisingen en de veiligheid van het product. Er zijn grote morele en ethische zorgen rond transgenen en genetische manipulatie. Veel van de multinationale bio-engineeringbedrijven beweren dat transgene organismen armoede, ondervoeding en ondervoeding in ontwikkelingslanden zullen helpen verminderen, maar dit is discutabel.

De realiteit is dat in sommige plaatsen, zoals India, het tegenovergestelde waar is. De constante toepassing van sterkere transgene zaden stelde boeren in staat de juiste landbeheerpraktijken op te geven tot het punt dat de enige zaden die zullen groeien transgene zaden zijn (die zijn ontworpen om geen ontkiemende zaden te dragen om "octrooien" te beschermen). Dit dwingt de boer om elk jaar nieuwe zaden te kopen in plaats van een deel van hun gewassen te verbouwen voor zaden. De boeren plegen nu overal in India zelfmoord omdat ze zich de producten niet langer kunnen veroorloven die "ontworpen" zijn om hen uit de armoede te halen.

Transgene zaden zijn niet meer geworden dan een manier om ontwikkelingslanden verder afhankelijk te maken van multinationals en geïndustrialiseerde landen.


Bekijk de video: Is Organic Really Better? Healthy Food or Trendy Scam? (Januari- 2022).