Gen-Silencing Und Der "Arctic" -Apfel (Op-Ed)

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Ein neuer apfel wird möglicherweise bald auf den markt kommen und bietet eine gentechnisch veränderte fähigkeit, bräunung zu vermeiden. Der apfel geht jedoch in die supermärkte ohne ausreichende bewertung der sicherheits- und umweltrisiken, sagt margaret mellon.

Margaret Mellon ist eine Beraterin für Wissenschaftspolitik, die sich auf Lebensmittel und Landwirtschaft spezialisiert hat. Sie trug diesen Artikel zu WordsSideKick.com bei Expertenstimmen: Op-Ed & Insights.

Die Biotechnologie geht in den Garten Eden. Eine kanadische Firma, Okanagan Specialty Fruits, bietet einen gentechnisch veränderten Apfel an, der sich nicht bräunt, nachdem er gequetscht oder in Scheiben geschnitten wurde. Das US-Landwirtschaftsministerium steht kurz davor, den sogenannten "Arctic" -Apfel deregulieren zu lassen, so dass er ohne weiteres Versehen gepflanzt und verkauft werden kann. Das Unternehmen bezeichnet die Äpfel nicht als gentechnisch verändert, sondern verkauft die Früchte unter der Marke Arctic apple.

Für viele Menschen scheint eine reduzierte Bräunung keine so große Sache zu sein. Die neuen Äpfel sind nicht billiger, schmecken besser oder transportieren weniger giftige Chemikalien als herkömmliche Äpfel. Okanagan hofft jedoch, dass der Apfel frisch geschnittene Apfelschnitzelverarbeiter, die Lebensmittelindustrie und Verbraucher, die nicht bereit sind, geschnittene Äpfel mit Zitronensaft zu spritzen, ansprechen wird. [GVO: Fakten zu genetisch veränderten Lebensmitteln]

Es ist noch nicht klar, wie verlockend die arktischen Äpfel sein werden. Schnittapfelverarbeiter machen nur einen kleinen Teil der Apfelindustrie aus. Züchter von frischen Äpfeln - der weitaus größere Teil der Industrie - befürchten, dass gentechnisch hergestellte Äpfel unerwünschte Kontroversen hervorrufen und das Image des Apfels als traditionell gesundes Produkt beeinträchtigen. Einige Verbraucher schätzen möglicherweise die Bräunung als Indikator für Frische.

Gene Silencing: Die nächste Welle von gentechnisch veränderten Pflanzen

Welche Herausforderungen auch immer die Apfelindustrie mit sich bringt, der arktische Apfel wirft ein viel größeres Problem für die Öffentlichkeit auf: Wie bewertet man die Risiken der nächsten großen Welle von gentechnisch veränderten Pflanzen und Lebensmitteln?

Ist der arktische Apfel ein Risiko für die Gesundheit und die Umwelt? Im Moment weiß die Regierung nicht. Das liegt daran, dass der arktische Apfel das Produkt komplexer neuer Gentechniken ist, die das USDA gerade lernt, um zu bewerten.

Im Gegensatz zu früheren auf DNA fokussierten Cut-and-Splice-Techniken basieren die neuen Techniken auf der Manipulation von RNA-Molekülen.

RNA-Moleküle erkennen und binden an DNA-Sequenzen, während Zellen ihren Routinetätigkeiten nachgehen. Organismen sind wie Orchester; Sie funktionieren nur dann gut, wenn jedes Instrument (oder Gen) zu einem bestimmten Zeitpunkt und auf der richtigen Ebene spielt.

Herauszufinden, wie die Zehntausende von Genen, aus denen sich Organismen zusammensetzen, zur richtigen Zeit auf den richtigen Ebenen spielen, war ein Hauptanliegen der Molekularbiologen in den letzten 15 Jahren. Craig Mello und Andrew Fire wurden 2006 mit einem Nobelpreis für die bahnbrechende Entdeckung ausgezeichnet, dass doppelsträngige RNA (dsRNA) Gene zum Schweigen bringen und beeinflussen kann, welche genetischen Instrumente wann spielen.

Seitdem haben Wissenschaftler viele weitere Arten von RNA entdeckt, die an der genetischen Orchestrierung beteiligt sind. ButdsRNA bleibt jedoch für diese Prozesse von zentraler Bedeutung. Genetiker können nun Gen-Stummschaltung verwenden, um die Expression von Genen zurückzurufen. Der arktische Apfel wurde so konstruiert, dass er die Polyphenoloxidase (PPO) -Enzyme, die für das Bräunen von Apfelfleisch verantwortlich sind, nach dem Schneiden der Früchte zum Schweigen bringt.

Bedenken, Gene abzuschalten

Gibt es einen Grund zur Sorge, Gene abzuschalten? Ja. RNA-Manipulationen können dazu führen, dass andere Gene als die, auf die abgezielt wurde, abgelehnt oder deaktiviert werden.

Wie konnte das passieren? Wie in den Kommentaren zum USDA für den arktischen Apfel des Center for Food Safety ausführlich beschrieben, stellt sich heraus, dass viele Gene ähnliche oder sogar identische DNA-Abschnitte enthalten. Eine dsRNA, die auf ein Gen abzielt, kann diese anderen Gene deaktivieren oder deaktivieren. Ähnliche DNA-Abschnitte finden sich in nicht verwandten Genen, die um das Genom verstreut sind, oder, wie im Fall des arktischen Apfels, in einer Genfamilie, die eng mit den Zielgenen verwandt ist.

Die PPO-Gene, die bei Äpfeln eine Bräunung verursachen, gehören zu einer Familie von 10 oder 11 eng verwandten Genen. Okanagans Verfahren zielt nur auf vier der Gene ab, aber da die Gensequenzen sehr ähnlich sind, wird es wahrscheinlich Auswirkungen auf alle Gene haben.

Warum spielt das eine Rolle? PPO-Genfamilien erfüllen mehrere Funktionen in Pflanzen. Über die PPO-Genfamilie in Äpfeln ist wenig bekannt, aber in anderen Pflanzen ist bekannt, dass PPO-Gene Schädlings- und Stressresistenz unterstützen. Dies wirft die Frage auf, ob nicht bräunende Apfelbäume anfälliger für Krankheiten sind und mehr Pestizide als herkömmliche Äpfel benötigen - und ob sie diese Schwachstellen auf andere Apfelbäume übertragen können.

Wenn Sie ein Experte für aktuelle Themen sind - Forscher, Unternehmensleiter, Autor oder Innovator - und einen Beitrag leisten möchten, senden Sie uns hier eine E-Mail.

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Die Petition des Unternehmens an das USDA zur Deregulierung untersuchte jedoch nicht die PPO-Genfunktionen außer der Bräunung in Äpfeln - und es wurde auch nicht das Ausmaß der PPO-Genexpression in den nicht transformierten Äpfeln gemessen, um es mit denen der transformierten Äpfel zu vergleichen.

Okanagans Petition bezüglich seines Apfels hat auch nicht analysiert, ob er ungewollt Gene außerhalb der PPO-Familie zum Schweigen gebracht hat. Abgesehen davon, dass der genmanipulierte Apfel nicht richtig charakterisiert wurde, wurden durch die Okanagan-Bewertung potenzielle Auswirkungen auf Wildbestäuber und Honigbienen, die menschliche Ernährung und die Unkrautbekämpfung kurz gefasst.

Gen-Stummschaltung in den Griff bekommen

Die erstaunliche Unzulänglichkeit der Bewertung des arktischen Apfels ist zum großen Teil auf die Schuld der USDA zurückzuführen.Die Agentur akzeptierte gerade, was das Unternehmen ihm gab, und erforderte keine spezifischen Informationen über die Risiken der Gen-Stummschaltung.

Die US-amerikanische Food and Drug Administration, die freiwillige Überprüfungen der Lebensmittelsicherheit von gentechnisch veränderten Lebensmitteln bietet, hat ihren Ansatz zur Bewertung von Gen-Silencing-Risiken noch nicht veröffentlicht.

Die FDA und das USDA benötigen neue Protokolle zur Bewertung dieser komplexen neuen Technologien. Die moderne Genomforschung hat den Wissenschaftlern mächtige Werkzeuge zur Verfügung gestellt, um nicht zielgerichtete Gene zu identifizieren, die möglicherweise durch Gen-Stummschaltung deaktiviert werden.

Die US-amerikanische Umweltschutzbehörde (Environmental Protection Agency) hat im vergangenen Januar einen Schritt in die richtige Richtung unternommen, indem Experten aufgefordert wurden, die Fähigkeit dieser Behörde zu prüfen, die als Pestizide verwendeten dsRNA-Moleküle zu bewerten. Nach Feststellung einiger Möglichkeiten, wie die Stummschaltung von Genen zur Bekämpfung von Schädlingen fehlschlagen könnte, gelangte der Ausschuss zu dem Schluss, dass die bewährten Methoden der EPA zur Bewertung chemischer Pestizide zur Bewertung solcher Risiken nicht funktionieren würden, und dass neue Ansätze, einschließlich der Genomik, erforderlich waren.

Das USDA und die FDA sollten eigene Expertengremien zum Thema Gen-Stummschaltung einberufen. Sobald die Experten ein Brainstorming durchgeführt haben, wie die Technologie zur Unterdrückung von Genen in den Bereichen Umwelt und Lebensmittelsicherheit Fehlzündungen verursachen kann, können die Ausschüsse Empfehlungen abgeben, wie die Risiken der neuen Technologien bewertet werden können. Dann wissen das USDA und die FDA, welche Informationen Okanagan und andere Unternehmen benötigen, um ihre Produkte zu bewerten.

Bis solche Workshops abgehalten und Bewertungsprotokolle entwickelt werden, sollte die US-Regierung die Zulassung von Produkten, die auf Gen-Silencing basieren, zurückhalten.

Lassen Sie uns klüger als Eva sein und nicht in diesen Apfel beißen, bis wir wissen, ob sich darin ein Wurm befindet.

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