Блогът на Луис Монтолиу

Преди няколко дни разработих тема в twitter, с която се опитах да обясня разликите между трансгенни организми Y. генетично редактирани организми, например с инструментите CRISPR. Това са понятия, които обикновено се бъркат, но това трябва да се знае, тъй като много от административните и правни проблеми, които имаме тук в Европа в момента произтичат от объркването. Нишката имаше голямо въздействие и реших да я превърна в статия тук в този блог на Naukas, където ще мога да предоставя всички нюанси и допълнителна информация, която социалната мрежа от съобщения с 280 знака не позволява.

Мненията нямат значение в науката. Фактите, данните са наистина важни. Можем да мислим, че нашата планета е сферична или плоска, но Земята ще остане сфера, леко сплескана на полюсите и леко изпъкнала в екватора, но сфера. Може да ни се струва, че скоростта на светлината във вакуум е твърде висока или твърде ниска, но приблизителната стойност от 300 000 км/сек все пак ще бъде валидна и използвана като една от универсалните константи. Харесва ни горе-долу. Астрофизикът и популяризатор Нийл деГрас Тайсън го изрази по много директен начин с известната си фраза: „Хубавото на науката е, че е вярно, независимо дали вярвате в нея или не“ (Хубавото на науката е, че е вярно, вярвайте или не в него).

Това, което изглежда неоспоримо в области на знания като физика, обаче е предмет на постоянен дебат в други дисциплини, като биологията. Понятия като трансгенеза или трансгенен те се използват и прилагат неочаквано в много ситуации, подходящи или не. И е важно да се изясни. Организъм (животно/растение/гъбички/бактерии ...) трансгенен е този, който имаме добави нов ген, които например могат да бъдат от собствения вид. Като например възстановяване на пигментацията, наблюдавано при мишки чрез добавяне на активния ген на тирозиназа върху животни албиноси, които са мутанти за този ген. На първата фигура, която се появява под този текст, може да се види, че чрез добавяне на функционално копие на този ген ние допълваме дефицита на тирозиназа, причинен от наличието на мутация в този ген при мишки албиноси.

трансгенът
Трансгенно животно е това, към което сме добавили ген (който може да бъде от същия вид), за да допълни генна функция, която не работи, като корекция на албинизъм при тези мутантни мишки в гена на тирозиназата. Трансгенните мишки възвръщат пигментацията, след като са придобили функционалното копие на тирозиназния ген. Схема: Lluís Montoliu

В примера има мишки, но би било абсолютно същото, ако говорим за гъби, растения или бактерии. Външен ген се добавя към доматено растение, което му придава нови характеристики и това, което се получава от доматеното растение трансгенен, и ще наречем вградения ДНК фрагмент трансген. Понякога външният ген или трансген, които добавяме към тялото, идва от друг вид, като например гена GFP (ген на зеления флуоресцентен протеин) от медузата Aequorea victoria (която свети в тъмното, за да примами плячката и да ги зашемети с пипалата си), които придава характерна зелена флуоресценция на получените трансгенни организми. Тези флуоресцентни зелени мишки, показани на изображението по-долу, са много полезни при експерименти с регенеративна биомедицина, тъй като всичките им клетки са зелени и те могат да бъдат проследени при друг индивид (при експерименти с трансплантация) много лесно. Изследователите, открили GFP, получиха Нобелова награда за химия през 2008 г.

Трансгенна мишка чрез включване на гена GFP (трансген) от медуза A. victoria, което й позволява да произвежда тази характерна зелена флуоресценция. Схема: Lluís Montoliu

Всички тези организми, към които умишлено е добавен външен ген, са трансгенни. Сега, от 2013 г. насам, ние познаваме технологията CRISPR за редактиране на гени, която ни позволява да редактираме и променяме всяка буква на който и да е ген във всеки организъм по желание. Например, промяната на C за G на тирозиназния ген генерира генно редактирани мишки албиноси, тъй като G произвежда промяна в кодирания протеин, който вече не е функционален. Или, ако, напротив, редактираме с CRISPR G на гена на тирозиназа на мишка албинос, можем да възстановим С, който съответства на функционалния генетичен вариант на гена, и да възстановим неговата функция и мишката пигментация. Последните два примера са генно редактирани мишки (организми), но те не са трансгенни организми. Не сме вмъкнали никакви гени, а само сме модифицирали генетичната последователност на ген, принадлежащ към вида, на ген на мишка, в естественото му местоположение в генома. Те не са трансгенни мишки, те са генетично редактирани мишки. Нашето мнение няма значение.

Редактирането на гена на тирозиназа в пигментирана мишка и заместването на C с G с помощта на CRISPR генерира генно редактирана мишка албинос. Схема: Lluís Montoliu. Редактирането на гена на тирозиназа в мишка албинос и заместването на G с C с помощта на CRISPR генерира генетично редактирана пигментирана мишка. Схема: Lluís Montoliu.

Генетичното редактиране ни позволява да модифицираме, по желание, всяко положение на който и да е ген във всеки организъм. Инструментите CRISPR правят редактирането на този ген лесно, достъпно и постижимо. Но е важно да осъзнаем, че не добавяме никакви външни гени, следователно те не са трансгенни организми. Ние модифицираме само някои букви от гена, който ни интересува, или за да го деактивираме, или за да го активираме отново, както е показано в примерите с мишки. Същото би се случило, ако това бяха растения, гъбички или бактерии. И, може би за изненада на мнозина, след като генът е генетично редактиран с CRISPR и, например, неговият функционален генетичен вариант (С в гена на тирозиназата) е възстановен, е научно невъзможно да се разграничи редактиран организъм от неговия див аналог . По отношение на този ген индивидите са генетично идентични. Те не могат да бъдат разграничени с аналитичен тест.

Дива пигментирана мишка и генно редактирана мишка с функционалния вариант на тирозиназния ген са генетично идентични. Схема: Lluís Montoliu.

Причината за изготвянето на тази статия е да се опитаме да обясним просто абсурдността от прилагането на европейска директива през 2019 г. (2001/18/EC), създадена през 90-те години и влязла в сила през 2001 г., 12 години преди да бъде открита. технология, която не е била използвана до 2013 г. Редактираните организми не са трансгенни. Нека кажем това, което искаме да кажем. Разбира се, трансгенни организми могат да бъдат получени и с технологията CRISPR, ако използваме редактиране на гени за въвеждане на нови гени. Но като цяло техниките CRISPR се използват за инактивиране или фина модификация на гени на вида, репликиране и прехвърляне на съществуващи варианти между различни раси или сортове. Ако те се използват за добавяне на гени, тогава да, ще говорим за редактирани и трансгенни организми.

Естествено, трансферът на тези генетични варианти би могъл да бъде получен и чрез кръстосване и генетичен подбор, по традиционния начин, който е този, който генетичните подобрители използват в продължение на много години. Но ще ни отнеме много поколения, не само да мобилизираме желания вариант, но и да отделим всяка друга генетична черта, която не желаем, което е основният проблем на класическото генетично подобрение. Това, което постигаме с генетично редактиране с CRISPR, е да извършим този трансфер или трансфер на генетични варианти между раси или сортове животни/растения по много по-точен, чист и контролиран начин. Много повече, отколкото при традиционните методи за мутагенеза (радиация, химични агенти, които променят ДНК, ...), считани за безопасни от същата Европейска директива 2001/18/CE.

Облъчването или химическата мутагенеза, които причиняват многобройни мутации в растителния геном, са началото на много сортове, които днес имаме в супермаркета. Повече от 3300 сорта, получени чрез традиционна мутагенеза, могат да бъдат прегледани в тази база данни на Международната агенция за атомна енергия. Ние в повечето случаи не знаем кои модификации носят, но ги считаме за безопасни и те са изключение от Директива 2001/18/EC. Този регламент, който регламентира освобождаването на генетично модифицирани организми (ГМО), счита традиционната мутагенеза за изключение и освобождава всички тези организми, получени по този начин, от необходимостта да подготвят скъпото (във всички сетива) досие, за да могат да ги одобрят. Говорим за проучвания за оценка на риска и токсичността, които могат да струват 15 милиона евро и да продължат над 10 години.

Решение на Съда на Европейския съюз по дело C-528/16, известно на 25 юли 2018 г.

Съдът на Европейския съюз постанови решение на 25 юли 2018 г., без научна основа, че генетично редактираните организми трябва да се считат за трансгенни и следователно да се подчиняват на много строгите разпоредби и задължения (подаване на досиета и т.н. ...), които де факто са ги блокирали от 1998 г. Много от нас реагираха веднага след като разбраха присъдата. Обясних, че според мен е монументална грешка, която ще ни накара да пропуснем поредния иновационен шлейф в Европа, в платформа, публикувана в Materia-El País. Моят колега Josep Casacuberta (CRAG, Барселона) направи същото с друга платформа в SINC, в която той беше също толкова категоричен относно последиците, които това решение ще има за европейския агроикономически сектор. И в двата случая предложихме промяна на директивата като решение на проблема, тъй като изречението не може да бъде приложимо. Ето защо е толкова важно да се насърчава актуализирането, преразглеждането или промяната на тълкуването, което обикновено се прави от Европейската директива 2001/28/CE. Така че и от Европа можем да се възползваме от революцията CRISPR.

Откакто решението беше известно, имаше критики и позиции срещу него с искане за промяна на Европейската директива. По този въпрос е важно да се отбележи, че страната ни е свършила добре домашните си. Както от Междуведомствения съвет по ГМО, в сътрудничество с Националната комисия по биобезопасност (в Министерството на екологичния преход), така и от Министерството на земеделието, рибарството и храните, както и от Държавната агенция за научни изследвания, бяха популяризирани изявления в тази връзка.: необходимостта от промяна на Европейската директива от 2001 г. Сега остава само, че всички тези призиви за промяна на директивата, цялото мобилизиране на учени и асоциации от агроикономическия сектор също оказват влияние върху Европейската комисия. Рискуваме бъдещето си. Не можем отново да пропуснем влака на иновациите. Ако Европа забрани, блокира или възпрепятства използването на нови технологии за редактиране на гени, биотехнологичните компании в сектора ще отидат в други страни, където могат да ги прилагат. И накрая ще завършим да купуваме редактираните продукти от външни доставчици, извън Европа, без да позволяваме на нашите компании да се възползват от технологичната революция, в която вече сме инсталирани.

Франсиско Баро, изследовател в Института за устойчиво земеделие CSIC в Кордоба, отговорен за производството на трансгенна пшеница и също така генетично редактирана пшеница с CRISPR с ниско съдържание на глутен, за консумация от хора с целиакия. Снимка: ChileBIO

Финален коментар: Ако някой смята, че действащото законодателство и това изречение от миналия юли нямат ефект върху ежедневието ни, попитайте Франсиско Баро, Изследовател от Института за устойчиво земеделие CSIC в Кордоба, отговорен за няколко вида трансгенна пшеница (с интерферираща РНК технология) или генетично редактирана (с технология CRISPR), в която присъствието на глиадини, протеини на зърното, които съставляват глутен и причиняват патологична реакция на отхвърляне при хора с цьолиакия. Брашното от тези пшенични култури с много ниско съдържание на глутен се използва за приготвяне на хляб. Тези хлябове вече биха могли да се консумират, когато клиничните изпитвания, към които се подхожда, приключат успешно. Тези хлябове обаче едва ли ще видят светлината в Европа. И хората с целиакия ще трябва да чакат американските компании да ги произвеждат и продават извън Европа, въпреки факта, че пшеницата, от която са получени, е проектирана и произведена в Европа, в Испания, в Кордоба. Нещо, което би могло да бъде полезно и незабавно използваемо от целиаките, не може да бъде одобрено в Европа от законодателството, което имаме и поддържаме, което плаши биотехнологичните компании. Необходимо ли е основно противоречие за изменение на директивата?

Тази статия първоначално е публикувана в общия блог на Naukas на 7 ноември 2017 г..