Genetische modificatie spreekt, al sinds de eerste toepassingen van de techniek in de jaren ’80, tot de verbeelding. Veel mensen vinden het een raar idee om aan het DNA van organismen te knutselen. Dit dossier behandelt de mogelijkheden van genetische modificatie en geeft aan waar de knelpunten liggen.
Stel: je wilt een plant maken die niet ziek wordt van een bepaalde schimmelinfectie. Hoe pak je dat aan? Je kunt de plant net zolang kruisen met soortgenoten totdat resistentie op een natuurlijke manier ontstaat. Dit kan echter heel lang duren. Je kunt ook op zoek gaan naar een ander organisme dat een gen voor resistentie tegen schimmelinfecties in zijn DNA heeft. Door dit gen uit het organisme te knippen en in de plant te plakken, pas je de eigenschappen van de plant op een gerichte manier aan. Dat is precies wat onderzoekers ook doen bij het genetisch modificeren van organismen.
Techniek
Er zijn een heleboel verschillende technieken om DNA over te brengen van het ene organisme naar het andere, maar de basis is altijd hetzelfde en verloopt in een aantal stappen. Met behulp van markers kun je een interessant gen vinden in het DNA van een micro-organisme, plant of dier. Speciale enzymen knippen zo’n stukje genetisch materiaal uit het DNA. Het losse gen is daarna nog op allerlei punten aan te passen, maar kan ook gelijk overgebracht worden naar het organisme dat je wilt modificeren.
Bij micro-organismen en planten wordt voor het overbrengen van genen vaak gebruik gemaakt van een vector. Dit is een circulair stuk DNA waarin het vreemde gen als het ware opgesloten zit. De vector met toegevoegd genetisch materiaal wordt bij bacteriën binnen gebracht door de celmembraan korte tijd doorlaatbaar te maken. Bij planten is het makkelijker om het DNA en de vector met een speciaal pistool naar binnen te schieten. Om dieren genetisch te veranderen, wordt het gen van interesse over het algemeen direct ingespoten in een bevruchte eicel.
Niet alle modificaties die een onderzoeker uitvoert, verlopen goed. De techniek is namelijk niet bij ieder organisme even efficiënt. Bij een dier zijn vaak honderden eitjes nodig om één succesvol resultaat te krijgen. Bij micro-organismen kan het voorkomen dat elke bacterie of schimmel het vreemde DNA heeft opgenomen. Met behulp van verschillende tests is te zien welke organismen genetisch gemodificeerd zijn en welke niet.
Twee stammen van dezelfde bacterie kunnen zich heel anders gedragen. De roze kolonies aan de linkerkant veranderen van kleur doordat zij lactose kunnen fermenteren. Hun kleurloze broertjes aan de rechterkant bezitten dit vermogen niet.
Wikimedia Commons, Medimicro via CC0Genetisch gemodificeerde micro-organismen
Micro-organismen, en dan met name bacteriën en schimmels, produceren van nature al allerlei nuttige stoffen. Met behulp van genetische modificatie is de productie van deze organismen zodanig opgeschroefd dat hun gebruik economisch leefbaar is geworden. Tegenwoordig produceren micro-organismen onder meer voedingsstoffen en geneesmiddelen, nemen zij de functie van zware chemicaliën in de industrie over en zijn zij nuttig bij het maken van biobrandstof.
Het product van genetisch gemodificeerde micro-organismen is puur, wat betekent dat er geen vreemd DNA meer in zit. Je kunt bijvoorbeeld geen verschil zien tussen een voedingsstof gemaakt op een biologische manier, op een chemische manier of met behulp van genetische modificatie. Het label ‘genetisch gemodificeerd’ is bij producten gemaakt door bacteriën of schimmels dan ook niet nodig. Wel moeten bedrijven voldoen aan verschillende veiligheidsmaatregelen om te voorkomen dat micro-organismen uit het productieproces ontsnappen.
Testveldjes met genetisch gemodificeerde planten moeten uitwijzen of resistentiegenen zich door de natuur kunnen verspreiden. Verspreiding kan nare gevolgen hebben voor andere planten, maar ook voor dieren en micro-organismen die van planten afhankelijk zijn.
Genetisch gemodificeerde planten
Planten gebruiken we vooral als voedselbron. Genetische modificatie bij planten richt zich dan ook voornamelijk op het verhogen van de voedselproductie en het verbeteren van het plantenproduct. Een aantal gemodificeerde voedingsgewassen zijn inmiddels toegelaten op de Europese markt. Dit GM-voedsel is door de Europese Unie volkomen veilig bevonden voor mens en milieu.
Toch geldt dat nog lang niet voor alle genetisch gemodificeerde planten. Met name verspreiding van vreemde genen naar wilde planten speelt hierin een belangrijke rol. Plantengenen komen via stuifmeel heel gemakkelijk in het milieu terecht. Als dit gebeurt, met bijvoorbeeld een resistentiegen dat gewassen beschermt tegen vraat van rupsen, kan dat nare gevolgen hebben. Misschien worden bijna alle planten dan resistent tegen rupsen en sterven vlinders uit. Dit is ook weer een probleem voor andere planten, omdat vlinders belangrijke bestuivers zijn.
Genetisch gemodificeerde dieren
Genetisch gemodificeerde dieren worden voorlopig vooral ingezet in medisch/wetenschappelijk onderzoek om de functie van genen of de ontwikkeling van ziekten te ontrafelen. Er zijn wel wilde ideeën over andere mogelijke toepassingen. Zo kun je runderen wellicht melk met medicinale eiwitten laten maken en kunnen we onze vaccins in de toekomst misschien wel verspreiden via stekende insecten.
Het belangrijkste bezwaar tegen genetische modificatie bij dieren is de inefficiëntie van de techniek. Dit maakt het ontwikkelen van een GM-dier moeilijk en erg kostbaar. Bovendien is niet bekend of de producten van genetisch gemodificeerde dieren veilig zijn voor mens en milieu en of de dieren zelf lijden onder de ingrepen die zij bij genetische verandering moeten ondergaan.
Het eten van vreemd DNA
Eén van de belangrijkste bezwaren van consumenten tegen genetische modificatie is het binnenkrijgen van vreemd DNA via GM-voedsel. Het DNA van een genetisch gemodificeerd organisme is voor ons lichaam echter niet vreemder of minder vreemd dan normaal DNA van een plant of dier. Bij alles wat je eet, krijg je dus voortdurend DNA binnen dat je lichaam niet kent. Kan dat kwaad?
Sommige mensen denken dat al dat vreemde DNA zich zomaar tussen je eigen genetische informatie propt. Gelukkig is dat niet het geval. In de darmen wordt 98 procent van het DNA dat je opeet door verteringsenzymen afgebroken tot bouwblokjes (nucleotiden). Slechts een klein deel overleeft dit verteringsproces en ook hier geldt: er is geen verschil tussen GM-DNA en ander vreemd DNA.
Regelgeving
Regelgeving op het gebied van genetische modificatie vindt voornamelijk op internationaal niveau plaats. Het belangrijkste verdrag regelt biologische diversiteit. Het zorgt ervoor dat genetische modificatie op een duurzame manier gebruikt wordt en dat de opbrengsten op een eerlijke en rechtvaardige manier verdeeld worden. Daarnaast houdt het zich ook bezig met de waarde van de natuur als geheel. Het bioveiligheidsprotocol valt onder dit belangrijke verdrag. Het protocol regelt voornamelijk de veiligheid tijdens (grensoverschrijdende) verplaatsing van genetisch gemodificeerde organismen.
Het verdrag van Aarhus stelt dat landen het publiek moeten betrekken bij besluitvorming over de introductie van genetisch gemodificeerde organismen in het milieu. Hieraan vast hangt een Europese verordening die stelt dat GM-producten voor iedereen traceerbaar moeten zijn (bijvoorbeeld door middel van etikettering). Daarnaast moet elk bedrijf dat in Nederland met genetisch gemodificeerde organismen werkt een speciale vergunning bezitten.
Met genetische modificatie kun je het DNA van een micro-organisme, plant of dier gericht veranderen. Dit biedt een heleboel mogelijkheden, maar levert ook nog veel vragen op. Door middel van onderzoek komen wetenschappers steeds meer te weten over de eventuele gevolgen van genetische modificatie. Uitgebreide regelgeving zorgt er intussen voor dat mens en milieu zo min mogelijk risico’s lopen.