Bioteknik och genetiskt modifierade organismer (GMO).

Kategorier biologi, bioteknik, forskning

Kvällsljuset nu är något alldeles extra. Varmt och bländande. När alla har somnat och lugnet infinner sig är det extra fridfullt den där stunden man får på kvällen. Är så nöjd med det här rummet som vi byggde till på huset när vi flyttade in. Trädgården kommer liksom nästan in och det är fint att sitta där och titta på utsikten över åkrarna och bergen.

När jag skulle välja min utbildning på universitetet övervägde jag en som hette Teknisk biologi. Ämnena var ganska lika som i den medicinska biologiutbildning jag sedan valde förutom att de tekniska ämnena blandades in mer. Jag tycker fortfarande att det är spännande med bioteknik och fascineras över forskningen och vad som går att göra. Men det är ibland också lite läskigt att vi kan modifiera och manövrera livet runt omkring oss. Bioteknik är tekniker där man helt enkelt använder något biologiskt för att åstadkomma något. Ett enkelt exempel är brödbakning. Där använder man levande organismer i form av jästceller (eller laktobaciller i surdeg) för att få brödet att jäsa. Vid öl och vintillverkning använder man jäst för att omvandla sockret till alkohol. Stora delar av livsmedelskemi kan betraktas som bioteknik; osttillverkning, syrade mjölkprodukter, probiotika, förpackningsteknologi etc. Reningssystem kan också klassas in i facket bioteknik. Man kan hantera avfall med hjälp av bakterier, t.ex. låta bakterier rena avloppsvatten. Branschen där jag arbetar, nämligen läkemedelsindustrin, kan använda sig av genetiskt modifierade organismer, eller GMO som man ofta förkortar dem, för att producera läkemedel som är mycket rent.  GMO kan t.ex. vara grödor som är tåligare och beständigare och som därmed ger bättre skörd och avkastning, eller som är nyttigare eftersom de exempelvis kan vara berikade på ett visst vitamin. Det kan också vara bakterier, jäst och djur som används i forskning. Andra områden där bioteknik används kan vara inom medicin och vård. T.ex. stamcellsforskning, nya material till hjälpmedel och proteser eller till dialys. Molekylärbiologin kan betraktas som en del av biotekniken, i forskningen om livets minsta byggstenar, nämligen DNA, RNA och proteiner.

Faktum är att ända sedan vi för länge sedan började ägna oss åt jordbruk så har vi även på ett medvetet sätt strävat efter att genetiskt förändra organismer runt omkring oss. Vi har valt ut vissa växter till växtförädling eller djur till avel, exemplar som vi har tyckt varit extra bra på något sätt. Med modern DNA-teknik kan vi nu snabba upp den här processen och direkt förändra organismers arvsmassa. En GMO är alltså en organism där människan direkt har förändrat arvsmassan med hjälp av molekylärgenetiska tekniker. Det man gör rent praktiskt för att få en GMO är att man för över en gen från en organism till en annan. Då krävs det såklart att man vet vilken gen man är intresserad av. När man väl hittat den behöver man klippa ut den och kopiera upp den i ett stort antal. Detta görs med en teknik som kallas PCR. PCR står för Polymerase Chain Reaction. För att sedan föra över genen till den nya organismen behöver man klistra in den i en plasmid (ringformat extra-DNA hos en bakterie som jag skrev lite om här tidigare) och sedan föra över plasmiden till den nya organismen.

För att hitta sin gen behöver man först rena upp DNAt. Då finfördelar man preparatet så att enskilda celler friläggs. För att nå arvsmassan som ju finns inuti cellerna behöver man även slå sönder cellerna. Det kan man göra med hjälp av ultraljud eller tvålämnen som löser upp cellmembranet. Med hjälp av salt kan man sedan få bort alla proteiner som finns uppblandade med DNAt. Slutligen fäller man ut DNAt genom att tillsätta iskall etanol.

När man sedan behöver klippa DNAt i bitar använder man en speciell typ av enzymer som kallas restriktionsenzymer. De känner igen specifika sekvenser i DNA-molekylen och klipper just på de ställena. När DNAt är uppklippt i olika delar vill man sortera delarna. Då använder man sig av en gel som kallas agaros och är uppbyggd av polysackarider. Oj vad många sådana geler jag gjorde under min utbildning på forskarskolan. När man tillsätter sitt uppklippta DNA till denna gel kommer olika stora DNA-bitar att vandra olika långt i gelen och ansamlas på olika platser. Då är det så fiffigt att man kan klippa ut den zon där man vet att den DNA-sekvens man är ute efter har ansamlats. När man gjort det kan man därefter föröka mängden DNA med hjälp av molekylärbiologins kopieringsmaskin, återigen, PCR.

Det är sedan ganska vanligt att man för över det uppkopierade DNAt till bakterier, så kallad transformation. Här kommer bakteriecellens extra-DNA, den lilla plasmiden, in i bilden igen. Man kan klippa upp plasmiden med hjälp av ett restriktionsenzym och fästa in sitt nya DNA i den ringformade plasmiden. Specifika enzymer som kallas ligaser används för att klistra ihop plasmiden igen, nu innehållandes den nya DNA-snutten. Den ligerade plasmiden sätts till en bakterieodling som är på gång och har man tur kommer vissa av dem att ta upp den nya plasmiden och transformeras. Dessa transformerade bakterier kan sedan användas för att tillverka specifika proteiner. Detta har till exempel gjorts med mänskligt tillväxthormon som annars är både väldigt svårt och dyrt att rena fram från hypofysen hos avlidna personer. Med hjälp av transformerade bakterier kan man i stället på ett billigt sätt få fram rent tillväxthormon som till exempel kan ges till människor som annars skulle drabbas av dvärgväxt. Det finns också en ny teknik som kallas CRISPR/Cas 9 där man på ett enkelt och mycket precist sätt kan ändra det genetiska materialet i organismer. Då görs små punktmutationer som inte introducerar något främmande DNA.

Om den transformerade bakterien är av en särskild sort med det krångliga namnet agrobacterium tumefaciens transformeras kan den användas för att tillverka GMO-växter. Denna bakterie infekterar växter och bär naturligt på en plasmid som kallas Ti-plasmid. Vid infektionen överför samtidigt bakterien sin Ti-plasmid till växtens arvsmassa. Om man i förväg har modifierat Ti-plasmiden kan man således få en ny gen att föras över till växten genom att använda denna för bakterien naturliga infektionsprocess. Infektionen orsakar en tumör hos växten och från denna tumör kan man plocka celler och odla upp en ny individ, en GMO-växt. Denna växt har då antagligen en ny slags önskad egenskap, till exempel mer frosttålig eller resistent mot en viss sjukdom.

Användningen av GMO kan vara både till nytta och skada för den biologiska mångfalden beroende på vad som modifierats. Negativa effekter kan till exempel uppstå om främmande gener kan sprida sig i naturen eller om andra organismer skadas. Innan fältförsök görs i Sverige eller en GMO godkänns i EU görs alltid en riskbedömning för att utesluta negativa effekter och ett tillstånd måste utfärdas innan den får användas. Om den bedöms kunna påverka eller hota den biologiska mångfalden skulle den inte godkännas. Idag pågår fältförsök av bland annat hybridasp som har modifierats genetiskt för att klara torrare och strängare miljöförhållanden eller som är resistenta mot skadeinsekter, raps som är tolerant mot ett bekämpningsmedel och sockerbeta som har förändrats för att vara resistent mot ett mycket skadligt virus. All annan verksamhet än fältförsöken sker idag i så kallad innesluten användning, vilket innebär att GMO hålls i till exempel ett laboratorium eller ett växthus för att förhindra att de kommer ut i miljön. Dessa GMO produceras för användning i läkemedel eller andra produkter. GMO som kan hota människors hälsa eller hota och utarma biologisk mångfald i Sverige ska inte släppas ut i miljön.

De genetiskt modifierade djur som finns i Sverige används för forskningsändamål inom läkemedelsindustrin och universiteten. Det är framförallt möss och bananflugor. Det finns inga genetiskt modifierade djur för livsmedelsproduktion i Sverige eller EU.

Det mesta av den här texten har tagits från Magnus Ehingers föreläsningar på området. Han skriver och pratar väldigt pedagogiskt och lättfattligt om komplicerade ämnen. Delar av texten har hämtats från Jordbruksverkets och Naturvårdsverkets hemsidor.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *