Wstęp

Termin „biotechnologia” definiowany jest w różny sposób, najczęściej jednak jako „jakakolwiek metoda, polegająca na wykorzystaniu żywych organizmów do wytwarzania produktów, ulepszania roślin lub zwierząt lub do stworzenia drobnoustrojów służących specyficznym celom”. Tak więc biotechnologia obejmuje wiele pokrewnych nauce o żywności dyscyplin, takich jak:

• hodowla,

• fermentacja żywności i kultury starterowe,

• technologia enzymów,

• produkcja składników i dodatków do żywności z wykorzystaniem żywych organizmów,

• biosensory i metody analityczne,

• biologiczne przetwarzanie odpadów i produktów ubocznych.

Dzięki coraz to obszerniejszej wiedzy na temat roli DNA oraz genów w żywych organizmach, jak też w wyniku opracowania w latach 70. metod modyfikacji genów, w biotechnologii nastąpiły rewolucyjne zmiany. Obecnie, technologie genów stanowią najszybciej rozwijający się sektor biotechnologii, wpływając w coraz to większym stopniu na produkcję żywności, techniki środowiskowe i ochronę zdrowia.

Celem niniejszego syntetycznego raportu Flair-Flow jest przekazanie, w skrócie, przemysłowi spożywczemu w Europie informacji na temat osiągnięć nauki oraz postępu społecznego, będących wynikiem realizacji projektów unijnych dotyczących żywności modyfikowanej genetycznie, a także potwierdzenie słuszności inicjowanych w tej dziedzinie badań oraz wprowadzanych innowacji.

Raport dotyczy głównie postępu technicznego w zakresie produkcji żywności modyfikowanej genetycznie (GM), porusza jednak również inne tematy, nie bez znaczenia dla przemysłu spożywczego w Europie, takie jak: postawa konsumentów, kwestie prawne, bezpieczeństwo żywności, metody analityczne. Raport opiera się na wynikach badań prowadzonych w ramach około 25 projektów finansowanych ze środków UE, ujętych w 4. i 5. Programie Ramowym i podprogramie Żywność i Rolnictwo.

Żywność GM

Organizmy czy też pokarmy zmodyfikowane genetycznie są w istocie częścią przyrody, pojawiają się bowiem w następstwie spontanicznych modyfikacji genów (mutacji). Na przestrzeni ostatnich 10 000 lat ludzkość, stosując tradycyjne metody hodowli, spowodowała przyspieszenie tych zmian.

Nowe metody genetyczne opracowane w ostatnich 30 latach (tabela 1) są wynikiem coraz lepszej znajomości genomu różnych żywych komórek (struktura DNA), a także kodowanych przez nie białek i enzymów (rys. 1). Z czasem nauczyliśmy się modyfikować geny metodami enzymatycznymi, przenosić je i ujawniać w organizmach docelowych (rys. 2). Dysponujemy coraz większą wiedzą, potrafimy więc coraz szybciej uzyskiwać nowe i ulepszone odmiany, a także wprowadzać całkowicie nową informację genetyczną, np. z bakterii lub zwierząt do roślin.

Poniżej podano niektóre najważniejsze osiągnięcia, które przyczyniły się do obecnego stanu wiedzy:

• Wyjaśnienie budowy podwójnej helisy DNA oraz sposobu kodowania informacji genetycznej przez sekwencje nukleotydów wzdłuż nici DNA.

• Poznanie zasady ekspresji genów i roli matrycowego RNA (mRNA) w procesie syntezy specyficznego białka.

• Zastosowanie, do modyfikacji DNA, enzymów-nożyczek (enzymów restrykcyjnych) wycinających określone geny, jak też ligaz łączących je w koliste cząsteczki DNA (plazmidy).

• Opracowanie metod wprowadzania i uaktywniania w komórce docelowej nowego rekombinacyjnego DNA, z zastosowaniem wektora – bakterii Agrobacterium tumefaciens, strzelby genowej (metoda balistyczna) lub mikroiniekcji.

1953 Opisanie struktury DNA

1968 Enzymatyczne metody przecinania lub łączenia DNA lub genów (enzymy restrykcyjne i ligazy), celem uzyskania rekombinacyjnego DNA

1973 Metody transferu genów/DNA do komórek

1990 Pierwsza Dyrektywa UE dotycząca żywności GM

1994 Komercjalizacja w USA pierwszego produktu GM (pomidora)

1995 Opracowanie chipu DNA dla celów identyfikacji materiału genetycznego

1995 Opisanie genomu pierwszego organizmu

1996 Zatwierdzenie przez UE soi GM

1997 Zatwierdzenie przez UE kukurydzy GM

1997 Dyrektywa UE w Sprawie Żywności Nowatorskiej

1998 Czasowe wstrzymanie przez UE badań polowych nad roślinami GM

2000 Opisanie około 40 genomów

2001 Opisanie genomu człowieka

2002 Projekty Dyrektyw UE dotyczących zatwierdzania, oceny bezpieczeństwa, wykrywalności i oznakowania żywności GM

Tabela 1 – Historia żywności GM

Jak dotąd, do obrotu na rynku UE dopuszczona została jedynie modyfikowana genetycznie soja i kukurydza (tab. 2), do Komisji zgłoszono jednak kilka odmian roślin, które zgodnie z Dyrektywą w Sprawie. Żywności Nowatorskiej można w zasadzie uznać za porównywalne z uprawami tradycyjnymi. Na załatwienie czeka też kilka innych wniosków, na różnych etapach autoryzacji, jednak z uwagi na czasowe wstrzymanie, w 1998 r., doświadczeń polowych nie wydano jeszcze żadnej decyzji. W USA ponad 50 roślin spożywczych zawierających rekombinacyjny DNA (r-DNA) zostało pozytywnie ocenionych przez Agencję do Spraw Żywności i Leków (FDA). Oprócz nowych upraw r-DNA, zmodyfikowanych celem poprawy cech rolniczych (tolerancja na herbicydy i owady-szkodniki), na uwagę zasługują [1]: rzepak o wysokim poziomie syntezy fitazy (BASF), soja o wysokiej zawartości kwasu oleinowego (DuPont), dynia odporna na wirusy (Seminis Vegetable Seeds), pomidor o zmodyfikowanym procesie dojrzewania (Agritope), canola - laurate canola (Calgene) oraz pomidor o przedłużonej przechowalności (Calgene and Zebeca Plant Science).

W 2000 r. pod uprawę roślin zmodyfikowanych genetycznie (lub transgenicznych) przeznaczono ogółem ponad 44 mln ha, przy czym na Stany Zjednoczone – lidera rynkowego – przypadało 68%, a na drugi w kolejności kraj – Argentynę – 23%.W Europie, w konsekwencji decyzji politycznych, powierzchnia ta zbliżona jest do zera.

Organizm Nowa cecha Zastosowanie w żywności Wnioskodawca Status prawny

Kukurydza Tolerancja na owady i herbicydy Produkty żywnościowe i ich składniki Ciba-Geigy,

Novartis Seeds APP

Soja Tolerancja na herbicydy Produkty żywnościowe i ich składniki Monsanto APP

Canola Tolerancja na herbicydy Olej przetworzony AgrEvo UK, Plant Genetic Systems, Monsanto, Hoechst Schering NTF

Kukurydza Odporność na owady Składniki żywności Monsanto, Pioneer Overseas Corp NTF

Kukurydza Odporność na herbicydy Składniki żywności AgrEvo NTF

Pomidor Opóźnione dojrzewanie Przetwory pomidorowe Zeneca PED

Cykoria

(czerwona – radicchio oraz zielona) Tolerancja na herbicydy i męska sterylność Warzywo Bejo-Zaden PED

Soja Wysoka zawartość kwasu oleinowego Olej E I DuPont

Nemours PED

Kukurydza Tolerancja na herbicydy Produkty żywnościowe i ich składniki Monsanto PED

Soja Tolerancja na herbicydy Nasiona Plant Genetic Systems PED

Kukurydza Tolerancja na herbicydy i owady Warzywo, mrożona słodka kukurydza i sproszkowana, składniki żywności Novartis Seeds, Monsanto, Pioneer Overseas Corp PED

Burak cukrowy Tolerancja na herbicydy Cukier, z pulpy - składniki żywności Monsanto & Novartis Seeds PED

Kukurydza Tolerancja na herbicydy i owady Pioneer Overseas Corp, Mycogen Seeds PED

Burak pastewny Tolerancja na herbicydy Pasza dla zwierząt DLF-Trifolium, Monsanto, Danisco PED

Ziemniak Zmieniony skład skrobi Skrobia i składniki Amylogene PED

Bawełna Tolerancja na herbicydy lub owady Zastosowanie tak jak inna bawełna Monsanto PED