TransGen Forum
https://www.transgen.de/forum/

Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen
https://www.transgen.de/forum/viewtopic.php?f=2&t=465
Seite 1 von 1

Autor:  Frankenstein [ Mo 30.06.2014 20:47 ]
Betreff des Beitrags:  Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen

Hallo,

nachdem ich mich bereits seit einigen Wochen hier als stiller Mitleser betätigt habe, möchte ich mich nunmehr als aktives Mitglied im Forum beteiligen.

Mein Nick "Frankenstein" ist mit einem kleinen Augenzwinkern versehen. Einerseits ist die Forschung an transgenen Organismen ungeheuer faszinierend, andererseits muss man natürlich immer im Blick haben, dass aus "ungeheuer" kein Ungeheuer werden darf, das sich dann - ähnlich wie Mary Shelleys Monster - verselbstständigt, indem es außer jegliche Kontrolle gerät.

Grundsätzlich bin ich offen für die Chancen der Gentechnik, möchte jedoch mehr erfahren über eventuelle Risiken und den Möglichkeiten und Methoden der Eingrenzung derselben. Und dazu habe ich gleich meine erste Frage.

Es ist bekannt, dass Gene (im Sinne von DNA-Abschnitten) nicht nur für ein einzelnes phänotypisches Merkmal stehen, sondern auch mit anderen Genen zusammenwirken, um ein bestimmtes Merkmal auszuprägen (Polygenie). Ebenso kann ein einzelnes Gen mehrere Merkmale ausprägen, indem ein translatiertes Protein für mehrere Stoffwechselwege verwertet wird (Polyphänie bzw. Pleiotropie).

Grundsätzlich ist daher zu erwarten, dass Transgene ebenfalls neben den erwünschten und erwarteten Merkmalen auch unerwünschte und unerwartete Merkmale in den transgenen Organismen hervorrufen können. Hierin sehe ich ein gewisses Risikopotenzial, das im Zuge einer Unbedenklichkeitsprüfung berücksichtigt werden müsste.

Aus der Lektüre des Buches "Gentechnik bei Pflanzen" von Prof. Kempken ist mir das Konzept der substanziellen Äquivalenz bekannt, nach der die Sicherheit von transgenen Pflanzen beurteilt wird. Dazu gehören u.a. Fütterungsversuche über einen bestimmten Zeitraum hinweg, um z.B. toxische Nebenwirkungen auszuschließen.

Meine Frage ist nun, ob das Konzept der substanziellen Äquivalenz hinreichend genug ist, um oben erwähnte pleiotrope Effekte von vornherein mit einer großen Sicherheit (z.B. 90 Prozent und mehr) auszuschließen.

Dieselbe Frage hatte ich bereits an Prof. Kempken gerichtet, der mich in seiner Antwort freundlicherweise auf die Plattform transgen verwies. Darüber hinaus schrieb er:

Zitat:
Pleiotrope Wirkungen sind von Anfang an als Risiko gesehen worden. Die bisherigen Erfahrungen deuten aber auf eine sehr spezifische Wirkung von Transgenen hin. Zumindest gilt das bei den bislang eingesetzten fremden Genen. Moderne Methoden erlauben dabei die vollständige Analyse des Transkriptoms (alle RNAs) und von großen Teilen des Metaboloms (Metabolite verschiedenster Art werden erfasst).


Das ist bereits sehr informativ. Dennoch würde ich gern Genaueres dazu erfahren. Weiß da jemand mehr?

Vielen Dank und schönen Abend noch!

Autor:  Dirk Büssis [ Mo 30.06.2014 22:26 ]
Betreff des Beitrags:  Re: Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen

Lieber Frankenstein,

zunächst eines vorweg. Ich denke, dass die Verselbständigung von gentechnisch veränderten Pflanzen, wie sie in Greenpeace Spots gezeigt werden - nämlich einen (!) vierzeiligen Weizen, der Schmetterlinge frisst oder die Killertomaten, die aus dem Kühlschrank heraus angreifen - garantiert nicht auf pleiotrope Effekte zurückzuführen ist.

Aber ernsthaft, die Frage ist so leicht nicht zu beantworten. Insbesondere da bei der Hinführung zur Frage viele theoretische Möglichkeiten genannt wurden, die immer wieder - meist von Gentechnikgegnern - ins Spiel gebracht werden, aber im Einzelfall gar nicht nachgewiesen sind. Daher - und das vielleicht als unbefriedigende Antwort - werden gentechnisch veränderte Pflanzen für die Zulassung als Lebens- und Futtermittel oder zum Anbau in der EU als Einzelfall untersucht. Und um pleiotrope Effekte möglichst von vornherein auszuschließen, werden zunächst viele gv Linien bei der Transformation hergestellt. Diese untersucht (phänotypische Aberrationen werden gleich eliminiert) und nur diejenige Linie wird in die Zulassung gegeben, bei der pleiotrope Effekte, Stellungseffekte und somaklonale Variationen nahezu auszuschließen sind.

Dennoch als Gedankenfutter: Verallgemeinerungen sind bei gv Pflanzen kein guter Ratgeber. Es kommt halt sehr stark darauf an, welches Gen eingeführt oder herunter reguliert wird. So werden Wechselwirkungen in beiden Richtungen im zentralen Metabolismus stärker sein, als in hochspezifischen Stoffwechselwegen. Die bisher zugelassenen gv Pflanzen haben beinahe durchgehend Fremdgene inseriert, die im pflanzlichen Stoffwechsel gar nicht vorkommen (Herbizidtoleranz, bakterielle Insektenresistenz). Man kann sich schnell vorstellen, dass diese mit dem essentiellen Metabolismus der Pflanze kaum interferieren.

Abschließend aus meiner 25jährigen Erfahrung mit gv Pflanzen aus dem Wissenschaftsbereich: es gibt für Arabidopsis thaliana sogenannte ko Mutanten nahezu für jedes einzelne Gen (diese ko Mutanten sind zumeist t-DNA Insertionen in die Gene oder deren Promotoren; am Ende des Tages keine Mutanten, sondern gv Pflanzen). Die allerwenigsten zeigen einen offensichtlichen Phänotyp. Und wenn sie mal einen zeigen, dann ist es häufig derjenige, den chemische Mutanten auch zeigen. Dh ein spezifischer knockout zeigt einen spezifischen Phänotyp, egal wie der ko hergestellt wurde. Auch das sollte man nicht verallgemeinern. Aber deshalb werden ja gv Pflanzen für Lebens- Futtermittel und zum Anbau als Einzelfall untersucht.

Mit freundlichen Grüßen

Dirk Büssis

Autor:  Frankenstein [ Di 01.07.2014 13:54 ]
Betreff des Beitrags:  Re: Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen

Hallo Dirk Büssis,

vielen Dank für die detaillierte Antwort!

Zitat:
... einen (!) vierzeiligen Weizen, der Schmetterlinge frisst oder die Killertomaten, die aus dem Kühlschrank heraus angreifen ...


Es ist beruhigend, das zu wissen ... :D

Zitat:
... nur diejenige Linie wird in die Zulassung gegeben, bei der pleiotrope Effekte, Stellungseffekte und somaklonale Variationen nahezu auszuschließen sind.


Hierbei würde mich interessieren, wie man prüft, um zu der Schlussfolgerung zu gelangen, dass pleiotrope Effekte "nahezu auszuschließen sind". Die Einzelfallprüfung ergibt sich, denke ich, aus rein ökonomischen Notwendigkeiten, um das Prüfverfahren nicht ausufern zu lassen. Das ist auch völlig legitim.

Da mittlerweile viele Erkenntnisse aus Freisetzungsversuchen sowie bereits praktiziertem Anbau gewonnen werden konnten, schätze ich mal, dass eine Einzelfallprüfung bis jetzt zu keinen Fehleinschätzungen hinsichtlich der Unbedenklichkeit geführt hat. Anderenfalls wüssten wir davon. Somit ist diese Methode - wie ich finde, zu recht - das Mittel der Wahl.

Zitat:
Man kann sich schnell vorstellen, dass diese mit dem essentiellen Metabolismus der Pflanze kaum interferieren.


Das ist sicher richtig. Meine Frage bezieht sich eher auf den Sekundärstoffwechsel von Pflanzen als auf den Primärstoffwechsel. Inwieweit kann man hier austesten, ob es zu Wechselwirkungen kommt, die z.B. zu allergenen Reaktionen führen, wenn man solche Pflanzen bzw. Pflanzenteile verzehrt bzw. Produkte, die daraus hergestellt werden?

Viele Grüße!

Autor:  Dirk Büssis [ Do 03.07.2014 00:11 ]
Betreff des Beitrags:  Re: Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen

Lieber Frankenstein,

vielleicht nur erst einmal zum Sekundärstoffwechsel. Dies ist sicherlich das heikelste Thema, da weitestgehend nur sehr schwer erforschbar. Ein paar Gedanken. Es werden so gegen 250000 mögliche pflanzliche Sekundärmetabolite in den Hut geworfen. Die kommen zT in minimalsten Mengen, organ- bzw. zellspezifisch vor, oder gar situationsbedingt nur wenn nötig. Die Funktionen sind extrem divers. Da haben wir pflanzliche Abwehrstoffe gegen Schädlinge. Pflanzen sind sessil (können nicht weglaufen) und haben daher (jetzt bewusst martialisch formuliert) ein Arsenal an Abwehrstoffen gegen Schädlinge zur Verfügung. Auswahl gefällig: Nikotin (soweit ich weiß das stärkste natürlich vorkommende Insektizid), Solanin und Chaconin (giftige Steroidalkaloide), wie auch das allerseits beliebte Atropin. Coffein, Opium, Codein, alles "rein pflanzlich"... Hinzu kommen sekundäre Botenstoffe, wie Methyljasmonat und andere Pflanzenhormone. Dazu kommt 'ne Barrage an Phenolen und ähnlichen Aromaten.

So, wie will man die alle messen, und das noch unter 10500 plus X verschiedenen Bedingungen? Um eine eventuelle Interaktion zwischen einer gentechnischen Veränderung mit dem extrem diversen Sekundärmetabolismus nachzuweisen - oder noch unmöglicherweise auszuschließen? Hier sagen die Antigentechnikprofiteure: geht gar nicht. Und verlangen von den Zulassungsbehörden absolut Unmögliches.

Dabei ist es relativ einfach, wenn man an einer Lösung dieses angeblichen Konfliktes interessiert ist. Eine direkte Quantifizierung aller ~250000 Metabolite macht keinen Sinn, im Zweifelsfall würde man den entscheidenden sowieso übersehen (bei Lenape hat man es trotz Offensichtlichkeit übersehen). Nein, man beobachtet das Verhalten der gentechnisch veränderten Pflanzen im direkten Vergleich zu der nicht- transformierten bzw. null-transformierten Ausgangslinie. In Stufen. Zunächst im Gewächshaus, dann im Freiland. Dies über mehrere Jahre und an den unterschiedlichsten Standorten. Die Pflanzen werden außerdem absichtlich unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt.

Diejenige Linie, die nicht nur die gewünscht veränderte Eigenschaft zeigt, sondern sich ansonsten möglichst exakt wie die Ausgangslinie (wie gesagt mit dem Unterschied der gewünschten Eigenschaft) unter allen Bedingungen verhält, nennt man "regulatorisch sauber". Sie wird in den Zulassungsprozess eingehen. Das ist die Basis für "substantiell äquivalent". Eine Untersuchung des Metaboloms (ca. knapp 1000 von 250000), Proteoms (nicht abschätzbar durch posttranslationale Veränderungen) sowie des Transkriptoms (komplett von etwa 25000 bis 35000 Genen) wird zumeist nur die "phänotypische" Analyse bestätigen.

Der Grund hierfür ist, dass sich die gentechnische Veränderung molekulargenetisch gar nicht so gewaltig von der "klassischen" bzw. "markergestützten" Züchtung unterscheidet. Bei letzterer werden halt ungezielt riesige Genabschnitte einer kreuzbaren Pflanze mit hunderten bis tausenden Fremdgenen in das Genom von Elitepflanzen eingefügt. Bei ersterem - zwar immer noch ungezielt - aber ein definierbarer, untersuchbarer Genabschnitt, egal welchen Ursprungs.

Beim letzteren Verfahren wird aus Erfahrung von absoluter Sicherheit ausgegangen (was iÜ so nicht stimmt: Lenape). Beim ersteren läuten die Alarmglocken, seit über 25 Jahren...

Take home message: die Formulierung "is as safe as its conventional couterpart" sollte endlich mal ernst genommen werden.

Mit freundlichen Grüßen

Dirk Büssis

Autor:  Frankenstein [ Do 03.07.2014 15:01 ]
Betreff des Beitrags:  Re: Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen

Hallo Dirk Büssis,

vielen Dank für den interessanten und informativen Post.

Es ist völlig richtig, dass eine komplette Durchforstung des Sekundärstoffwechsels ein Ding der Unmöglichkeit ist. Das Prozedere, wie man zur Beurteilung "regulatorisch sauber" gelangt, war mir im Detail noch nicht bekannt, ebenso die damit einhergehende Präzisierung des Begriffs der substanziellen Äquivalenz. Ich denke, dass damit bereits im Vorfeld ein erheblicher Teil eventuell vorhandenen Risikopotenzials außer Kraft gesetzt wird. Danke für die Klarstellung diesbezüglich.

Zitat:
Eine Untersuchung des Metaboloms (ca. knapp 1000 von 250000), Proteoms (nicht abschätzbar durch posttranslationale Veränderungen) sowie des Transkriptoms (komplett von etwa 25000 bis 35000 Genen) wird zumeist nur die "phänotypische" Analyse bestätigen.


Ist diese Untersuchung im Rahmen eines Zulassungsverfahrens für jeden Einzelfall zwingend vorgeschrieben oder erfolgt sie nur bei hinreichenden Verdachtsmomenten (z.B. wenn ein Gen aus einer Pflanze eingeschleust wurde, die ein allergenes Potenzial hat, wie z.B. Erdnuss)?

Zitat:
Beim letzteren Verfahren wird aus Erfahrung von absoluter Sicherheit ausgegangen (was iÜ so nicht stimmt: Lenape). Beim ersteren läuten die Alarmglocken, seit über 25 Jahren...


Der Fall Lenape zeigt sehr schön, worauf man generell bei Züchtungen achten muss - zumal Solanin ohnehin in Kartoffeln gebildet wird. Ich würde es begrüßen, wenn man strenge Sicherheitsstandards nicht nur auf Gentechnik beschränkt, sondern auch auf konventionelle Zuchtmethoden ausweitet, bevor man neue Pflanzen in Verkehr bringt. Dann gäbe es zugleich reellere Preise für das Saatgut.

Viele Grüße!

Autor:  Dirk Büssis [ Do 03.07.2014 17:17 ]
Betreff des Beitrags:  Re: Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen

Lieber Frankenstein,

wieder vorweg sollte ich erwähnen, dass noch eine Menge mehr zu "regulatorisch sauber" gehört. Beispielsweise wird erwartet, dass in der zuzulassenden gv Pflanze nur exakt ein Insert und möglichst ohne Plasmid DNA steckt.

Zur Frage, was für die Zulassung zur Freisetzung und das Inverkehrbringen einer gv Pflanze in der EU erforderlich ist. Nun das ist hochreguliert. Auskunft gibt die EU Richtlinie 2001/18/EC sowie deren Ergänzung durch die Entscheidung des Rates 2002/811/EC in Kombination mit der Verordnung 1829/2003/EC. Insbesondere in der Richtlinie 2001/18/EC wird sehr präzise formuliert, was exakt von einem Antragsteller zur Sicherheitsbewertung gentechnisch veränderter Organismen verlangt wird. Die Details finden sich in den Anhängen III und IV. Hier werden sehr viele Informationen zur Sicherheitsbewertung von gentechnisch veränderten Organismen verlangt. Was iÜ nicht verlangt wird, sind Fütterungsstudien(!).

Nichts desto trotz ergibt sich aus den Zulassungsrichtlinien, dass es eben fast unmöglich ist, für KMUs (kleine und mittlere Unternehmen) gv Pflanzen in der EU zuzulassen. Die Kosten wurden 'mal auf 10-20 Mio. € abgeschätzt. Für die Zulassung wohlgemerkt, die Forschung dafür wäre wohl aus der Portokasse zahlbar.

Mit freundlichen Grüßen

Dirk Büssis

Autor:  Frankenstein [ Do 03.07.2014 17:46 ]
Betreff des Beitrags:  Re: Pleiotrope Effekte bei transgenen Pflanzen

Hallo Dirk Büssis,

Zitat:
Insbesondere in der Richtlinie 2001/18/EC wird sehr präzise formuliert, was exakt von einem Antragsteller zur Sicherheitsbewertung gentechnisch veränderter Organismen verlangt wird. Die Details finden sich in den Anhängen III und IV.


Ich habe gerade mal die 38 Seiten der Richtlinie überflogen - ja, das ist wirklich sehr detailliert aufgelistet. Allerdings benötige ich etwas mehr Zeit, um den Text hinreichend gründlich durchzuarbeiten und ggf. weitere Fragen hier zu stellen. Auf jeden Fall habe ich für das nächste Wochenende eine spannende Lektüre ... ;) Danke für den Literaturtipp!

Zitat:
Nichts desto trotz ergibt sich aus den Zulassungsrichtlinien, dass es eben fast unmöglich ist, für KMUs (kleine und mittlere Unternehmen) gv Pflanzen in der EU zuzulassen.


Ja, und da wundern sich manche, dass der Markt für gv-Saatgut von "Großkonzernen" wie Monsanto u.a. dominiert wird ... kann ja gar nicht anders sein, wenn die Regularien so streng sind. Andererseits - wären sie nicht so streng (und damit auch für KMU's bezahlbar), würde man sich in denselben Kreisen ebenfalls beklagen. Letztendlich also ein fruchtloser Streit ...

Viele Grüße!

Seite 1 von 1
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/