How to genetically modify a tomato and other things we eat

The production of genetically-modified (GM) foods remains a mystery to many.

Murray Ballard, a photographer, has visited the John Innes Centre – Europe’s largest independent research facility for the study of plant science and microbiology – with the aim of gaining a deeper understanding of genetic modification technology and its application in the development of crop plants.

The newspaper produced is divided into three scetions, each dealing with a different experiment.

From “How to genetically modify a tomato, and other things we eat” via John Innes Centre

De ogen van de patat

Alles op een hoop

Bijna niemand heeft een probleem met een genetisch gewijzigde bacterie die insuline aanmaakt. Maar in het GGO-debat worden alle genetisch gewijzigde planten als ongewenst beschouwd door tegenstanders. Er is geen plaats voor nuance. Anne Teresa De Keersmaeker maakt in De Standaard deze veelvoorkomende en veralgemenende claim: “Planten genetisch manipuleren en een GGO introduceren [in het milieu] is gevaarlijk voor onze planeet.” Dit kan maar op twee manieren mogelijk zijn: (a) alle methoden om een “vreemd” gen (transgen) in een plant te brengen zijn gevaarlijk of (b) elke “onnatuurlijke” wijziging aan het erfelijk materiaal van een plant is gevaarlijk. Beide mogelijkheden impliceren dat (de functie van) het transgen niet ter zake doet. Echter een realistische en genuanceerde visie op GMOs zou kunnen zijn: Niet alle GMOs zijn gevaarlijk of niet alle GMOs zijn ongevaarlijk. Het is de aard van het transgen en het gebruik van de GMO door de mens dat bepalend is voor de schadelijkheid ten opzichte van mens en milieu. Een extreem voorbeeld is dat een plant die het botulinum toxine (botox) aanmaakt uiteraard gevaarlijk zal zijn.

Ken je transgen

Wat is nu de aard van het aardappeltransgen in Wetteren? Het verwondert mij dat dit aspect nooit wordt aangehaald in het debat. Nochtans is het dus cruciaal te verstaan wat deze “resistentiegenen” juist zijn omdat dit bepalend is voor eventuele gevaarlijkheid. Doordat dit nooit wordt besproken ontstaat de gedachte dat onze kennis hieromtrent onvoldoende is en dat dit gewoon stukken DNA zijn die empirisch tot resistente planten leiden. Dankzij het wetenschappelijk onderzoek in de moleculaire biologie weten we echter duidelijk  wat de functie is van deze genen. Het is juist bij het “natuurlijk” veredelen van planten dat men de resistentie inkruist zonder te weten welke stukken DNA en dus welke functies geselecteerd worden. Bovendien worden bij het selectieproces genen mee geïntroduceerd die niets te maken hebben met de resistentie en (ook nu nog) een volledig onbekende functie hebben (zie Figuur). Indien de aard van het transgen de gevaarlijkheid bepaalt volgt hier uit dat veredeling gevaarlijker moet zijn dan genetische modificatie.

Kruisen vs GM -  (A) Het resistentiegen is aanwezig in de bruine variëteit welke gekruisd wordt met de in de landbouw gebruikte blauwe variëteit. Door vele jaren van terugkruisen met de blauwe varieteit kan met het gen inkruisen (B). Echter een gedeelte van het bruine genoom is "gelinkt" aan het transgen en is mee ingekruist eventueel samen met onbekende regio's die onbekende genen bevatten met onbekende functies.

Kruisen vs GM – (A) Het resistentiegen is aanwezig in de bruine variëteit welke gekruist wordt met de in de landbouw gebruikte blauwe variëteit. Door vele jaren van terugkruisen met de blauwe variëteit kan met het gen inkruisen (B). Echter een gedeelte van het bruine genoom is “gelinkt” aan het transgen en is mee ingekruist eventueel samen met onbekende regio’s die onbekende genen bevatten met onbekende functies.

Het immuunsysteem van planten.

Hoe planten zich verdedigen is een zeer interessant onderzoeksgebied. In een eerste verdedigingsmechanisme maakt de plant gebruik van sensoren (receptoren) aan de buitenkant van de plantencel die sterk geconserveerde structuren herkennen bij ziekteverwekkers zoals bv. het zweepstaartje van een bacterie. Het “LRR-gedeelte” van de sensor verschilt van receptor tot receptor en staat in voor de herkenning van de karakteristieke structuur van een ziekteverwekker. Wanneer herkend wordt er een verdedigingsmechanisme geactiveerd. Dit noemt met PAMP-triggered immunity (PTI).  Interessant weetje is dat u en ik op een zeer gelijkaardige manier met LRR-receptoren ziekteverwekkers herkennen, een geval van convergente evolutie.

Maar ziekteverwekkers zoals de aardappelziekte (Phytophthora) zijn geëvolueerd om deze barrière te omzeilen. Ziekteverwekkers die dat niet doen sterven natuurlijk uit. Ze injecteren met een moleculaire spuit tientallen eiwitten en andere moleculen (effectoren) in de plantencel die het eerste verdedigingsmechanisme uitschakelen. Planten evolueerden mee en maken nu ook intern LRR-receptoren aan die nu de effectoren herkennen in de cel in plaats van de ziekteverwekker buiten de cel (denk aan het zweepstaartje). Als een effector wordt herkend, lanceert de plant een tweede type verdediging dat de ziekteverwekker efficiënt uitschakelt. Dit noemt met Effector-triggered immunity (ETI).

Schematische voorstelling van het immuunsysteem van de aardappel. In het eerste geval herkent de aardappelcel Phytophtora dankzij receptoren (LRR) aan de buitenzijde van de cel. Hierdoor kan het een PTI-verdedigingsrespons opzetten en overleven. In het tweede geval injecteert Phytophtora effectoren in de cel die de PTI verhinderen. De aardappelziekte slaat dan toe. In het derde geval herkent de aardappelcel aan de hand van interne LRR receptoren een van de effectoren en start een ETI-verdedigingsmechanisme. Het zijn genen voor deze laatste interne LRR receptoren die in de Wetterse aardappelen werden ingebracht.

Schematische voorstelling van het immuunsysteem van de aardappel. In het eerste geval herkent de aardappelcel Phytophthora dankzij receptoren (LRR) aan de buitenzijde van de cel. Hierdoor kan het een PTI-verdedigingsrespons opzetten en overleven. In het tweede geval injecteert Phytophthora effectoren in de cel die de PTI verhinderen. De aardappelziekte slaat dan toe. In het derde geval herkent de aardappelcel aan de hand van interne LRR receptoren een van de effectoren en start een ETI-verdedigingsmechanisme. Het zijn genen voor deze laatste interne LRR receptoren die in de Wetterse aardappelen werden ingebracht.

 

Een evolutionaire wapenwedloop

Het gevolg is dat er een evolutionaire wapenwedloop is ontstaan tussen de ziekteverwekkers en de planten. De eersten komen steeds op de proppen met nieuwe types van effectoren en de planten reageren door hun receptoren aan te maken die de effectoren herkennen. Verschillende stammen van dezelfde ziekteverwekker maken een verschillend repertoire aan van deze effectoren. En ook in de natuurlijke populatie van een plant is er een al even verscheiden repertoire aan LRR-receptoren.

Als een bepaald aardappelras resistentie vertoont tegen een bepaalde ziekte is dat meestal omdat het een receptor aanmaakt die een effector van de ziekteverwekker herkent. Mensen hebben dan door te kruisen dit “resistentiegen” (R-gene) ingebracht in de variëteit die ze verbouwen. Dit is een proces dat zeer lang duurt. Bijvoorbeeld voor de “biologische” aardappel Bionica duurde het 46 jaar om 1 enkel R-gen in te kruisen. Welke andere genen mee ingekruist zijn – laat staan hun functie – is onbekend.

Biotechnologie

De R-genen zijn echter eenvoudig te herkennen door moleculair biologen. De meesten coderen voor deze LRR-receptoren en verschillen relatief weinig van elkaar. Door het genoom van de aardappel in kaart te brengen schat men het aantal R-genen op enkele duizenden per genoom. Het aantal in de populatie ligt nog een pak hoger uiteraard. Men kan door moleculaire technieken een R-gen isoleren en het inbrengen in de plant: de zogenoemde transformatie. Het is belangrijk om in te zien dat het verdedigingsmechanisme van de plant zelf wordt gebruikt om Phytophthora te bestrijden. Door de plant het juiste R-gen uit de populatie te geven help je enkel de patat zijn vijand te herkennen.

Doorbreken van resistentie

De aardappelplant moet dus maar één van de effectoren herkennen om zijn ETI verdedigingsmechanisme in te schakelen en immuun te zijn. Echter, wanneer een Phytophthora opduikt die deze effector niet meer heeft – maar nog steeds even ziekmakend is – dan is de plant ten dode opgeschreven. Natuurlijk is er in een monocultuur van aardappelen met exact hetzelfde repertoire aan R-genen een enorme druk op Phytophthora om die ene effector te verliezen of eventueel te vervangen door een andere uit de populatie. Vandaar dat verwacht wordt dat voor een resistente aardappel zoals Bionica de resistentie door 1 gen vlug zal worden doorbroken. De oplossing is om R-genen te “stacken”(stapelen) en ervoor te zorgen dat de effectoren van Phytophthora worden herkend door zo veel mogelijk R-genen en zo het doorbreken van resistentie onmogelijk te maken. Dit zal enkel mogelijk zijn met behulp van biotechnologie aangezien het inkruisen van 2 a 3 genen decennia zal duren.  Bovendien zal met veredelen andere kenmerken gewijzigd worden met onbekende resultaten op bv. smaak, kleur of resistentie tegen andere ziekten.

 

Grondige wetenschappelijke analyse van de Séralini paper/saga

A recent paper published in the journal Food and Chemical Toxicology presents the results of a long-term toxicity study related to a widely-used commercial herbicide (RoundupTM) and a Roundup- tolerant genetically modified variety of maize, con- cluding that both the herbicide and the maize varieties are toxic. Here we discuss the many errors and inaccuracies in the published article resulting in highly misleading conclusions, whose publication in the scientific literature and in the wider media has caused damage to the credibility of science and researchers in the field. We and many others have criticized the study, and in particular the manner in which the experiments were planned, implemented, analyzed, interpreted and communicated. The study appeared to sweep aside all known benchmarks of scientific good practice and, more importantly, to ignore the minimal standards of scientific and ethical conduct in particular concerning the humane treatment of experimental animals.

via The Genetic Tomato (@Gentomaat)

Het volledige artikel is hier te raadplegen via Springer Link en is voor korte tijd als pdf hier te downloaden.

SHOCKING! Of ook wel post hoc ergo propter hoc.

Reeds verschillende jaren wordt door verlichte geesten (ad hominem) aangetoond dat de toename van allergieën, kanker en zelfs autisme veroorzaakt worden door ggo’s. Niet dat daar bewijs voor hoeft te zijn, maar een beetje holistisch nadenken doet eenieder, behalve Monsanto shills, tot dezelfde conclusie komen. De echt verlichte goeroes zijn nóg genuanceerder. Ze beweren niet gratuit dat dergelijke causatie bestaat, maar beëindigen hun betoog telkenmale met “Toeval?”. Volgens mij is dat een bepaalde toepassing van het voorzorgsprincipe. Zolang niet met 100% zekerheid kan gezegd worden dat ggo’s kanker, allergieën en autisme veroorzaken, dan kan je dit niet zomaar gratuit beweren, ook al past het perfect in je ideologische plaatje en ben je er eigenlijk al lang van overtuigd. “Toeval?” zorgt ervoor dat je én je gal kan spuigen én je jezelf voor kan houden rechtlijnig of intellectueel correct te zijn. Of zoiets.

Een van die eeuwige discussies kan nu echter beëindigd worden. Het enige, echte en sluitende bewijs is geleverd. De hypothese dat ggo’s de opmars van autisme veroorzaken in de US blijkt nu toch wel niet te kloppen zeker! Nope, het blijken die vermaledijde biologische producten te zijn. Toeval?

Vergelijking tussen verschillende plantveredelingsmethoden

Schematisch overzicht (klik voor grote versie) die verschillende plant veredelingsmethoden met elkaar vergelijkt. De lijst is wel opgemaakt vanuit Amerikaans oogpunt en de lijn die patentering behandelt, geldt dus enkel in Amerika. Daar kunnen klassiek veredelde gewassen namelijk ook gepatenteerd worden.

Het bijhorende artikel vind je op de blog van Kevin M. Folta.

Methods used to improve plants (Click for larger image)

Meerderheid universiteitsstudenten positief over plantenbiotech

(18-07-2012) Jasmien Maes polste in het kader van haar masterproef Biochemie-Biotechnologie naar de attitude van de Gentse universiteitsstudent tegenover biotechnologie en haar diverse toepassingen.

 

De studenten blijken hierover een voldoende tot zeer goede basiskennis te bezitten en staan opvallend positief tegenover de mogelijkheden van genetisch gewijzigde gewassen in de landbouw.

Kennisoverdracht blijft belangrijk

Alle faculteiten namen deel aan de rondvraag, die werd opgesteld na grondige analyse van bestaande enquêtes over biotechnologie. In totaal werden de gegevens van 934 studenten verwerkt. Op de kennisvragen over biotechnologie en de inplanting ervan in de

maatschappij varieerden de gemiddelde scores per studierichting van 10/20 tot 16,5/20. De basiskennis blijkt in deze doelgroep bijgevolg net voldoende tot zeer goed te zijn. Hoe minder de studierichting te maken had met biotechnologie, hoe lager de score lag. Gezien het groeiend belang van biotechnologie in de maatschappij, blijft kennisoverdracht een aandachtspunt.

Positieve perceptie van biotechtoepassingen

Eenzelfde trend werd vastgesteld bij de perceptie van biotechnologische toepassingen die al bestaan of in ontwikkeling zijn. Met gemiddelde scores per studierichting die varieerden van 3,6 op 5 tot 4,5 op 5 (3/5 = neutraal, 4/5 = eerder positief, 5/5 = heel positief) staat de Gentse student positief tegenover biotechnologie. Geen enkele studierichting vertoonde een algemene afkeer voor biotechnologie. Zelfs niet als het uitsluitend de genetische modificatie van landbouwgewassen betreft, momenteel nochtans een heet hangijzer.

Opvallend is dat van alle deelnemers minstens twee op drie studenten zich eerder of heel positief uitspreekt over de ontwikkeling van genetisch gewijzigde gewassen voor tweede generatie biobrandstoffen, de bevordering van de voedingswaarde van voedsel, de productie van medicijnen en het voorkomen van opbrengstverlies door droogte. De UGent vindt aldus steun bij haar studenten voor één van haar speerpuntdomeinen.

Verder is een meerderheid van de ondervraagden ervan overtuigd dat ggo-gewassen voordelig kunnen zijn voor ontwikkelingslanden. Al ziet 70% van de studenten ggo-voedsel liefst geëtiketteerd, toch beschouwt minder dan 20%genetisch gewijzigde granen, groenten en fruit als ongezond. Een kleine 80% vindt bovendien dat veldproeven die veilig worden geacht, moeten kunnen doorgaan.

Het volledige nieuwsbericht lees je op de site van de Ugent.

Physicians Answer Questions About Food Biotechnology

Technologies, such as food biotechnology, have become an important part of agriculture. However, many myths and misperceptions about food biotechnology have led to questions about its safety and benefits for the public. The video segments below were developed to help clarify the facts on food produced through biotechnology and to address some of your most common questions. In the videos, physicians who are leaders in their field discuss the following topics as they relate to food biotechnology: Safety; Allergies; Children; Benefits; and Labeling. These physicians have relevant background in these areas, as well as knowledge of the safety and health research around food biotechnology.

Is there a link between foods produced through biotechnology and allergies?

Continue reading

Consument koopt ggo-voeding ook al beweert hij van niet

Consumenten zijn in realiteit vlugger geneigd om genetisch gemodificeerde voeding te kopen dan ze desgevraagd willen toegeven. Omtrent een ‘maatschappelijk geladen’ onderwerp als ggo’s stemmen de antwoorden van respondenten in enquêtes namelijk niet overeen met hun werkelijk gedrag. Dat besluiten onderzoekers van de universiteit van Otago (Nieuw-Zeeland) op basis van een praktijkexperiment.

In een Nieuw-Zeelandse studie, waar het directoraat-generaal Leefmilieu van de Europese Commissie de aandacht op vestigt, werd nagegaan of het gedrag van de consument overeenstemt met zijn verklaringen omtrent ggo’s. De proefopstelling waren fruitkraampjes die werden geplaatst in het thuisland van de onderzoekers en in vijf EU-lidstaten: België, Frankrijk, Duitsland, Zweden en het Verenigd Koninkrijk.

Het volledige artikel met enkele opmerkelijke bevindingen lees je op VILT.be.

De oorspronkelijke studie en nieuwsbericht van de Europese Commissie vind je hier.

Major Scientific Conference Convened to Review The Safety Of GMO Crops

A major international conference scientific meeting titled “Risk Assessment in Agricultural Biotechnology” was held at the University of California, Davis.  It was sponsored by the College of Agriculture, The National Association of State Universities and Land Grant Colleges, and the USDA.  It included presentations by eminent scientists from around the world and covered a wide range of topics including potential effects on non-target organisms, potential health effects, ecological risks, and the potential for “gene flow” for various crops.  There was extensive discussion of how to best regulate this technology, and what monitoring methods were appropriate.  There was also a discussion of potential impacts on community function in agricultural areas.  Finally there was an analysis of how risk assessment affects public perceptions of biotechnology. If you are reading this now, chances are you just missed it – by more than two decades!

Volledige artikel vind je op biofortified.org. 

What is the genetic modification of plants and why are scientists doing it?

There have been more Google searches on GM crops in the past two years in the UK than anywhere else in the world. With over a trillion GM meals consumed and nearly 120 million hectares of GM crops grown outside of Europe, it’s perhaps not surprising that people have questions about why that is, what GM is, what it does, where GM crops are grown, whether they are eating them and what would happen if they did.

We have found it difficult to point people towards anything that could give them a direct way into the debate without being overwhelmed by scientific detail on the one hand or polemic on the other. Faced with a likely resurgence of the GM issue, we went in search of straightforward answers. We found that much of the commentary is written as though we all know what GM is and does – but then often gets it wrong, talking about “zombie seeds” and “super weeds”. It has sometimes been difficult to find clear answers to questions such as “are we eating the products of GM in the UK?” and “was ‘terminator technology’ ever used?”

There are some big gaps between perception and reality. For example, conventional plant breeding already exploits crosses between plants that would not occur in nature or induces random mutations artificially with radiation or chemical agents, so it isn’t really more “natural” than GM. “Eating genes” is something that everyone does every day, whether they eat GM foods or not. GM crops are grown in 23 countries, so the world isn’t and can’t be “GM-free”. Discussion about GM also seems to have become a proxy for other much-needed discussions about food shortages, economic power of multinational corporations, food safety, farming systems and trade agreements, which go far beyond this technology and its applications.

This guide is about what scientists are doing and why. We have asked a lot of people to help, from researchers at the main UK plant research institutes to farmers, toxicologists and people who could lay their hands on relevant material. The contributors helped define the most useful material to include from a scientific point of view (we’ve included some individual quotes too) and Sense About Science has done its usual thing of trying these out with civic and community groups to find the most valuable and counterintuitive contributions. Arriving at just 20 pages was tough2, but here it is; we hope it helps you to cut through what you hear and to distinguish fact from misinformation.

De volledige en zeer informatieve gids vind je hier in pdf vorm.