Biotechnologia 2020 Oco najczęściej pytamy?

Biotechnologia 2020 Oco najczęściej pytamy? ?

pod redakcją Marleny Szalaty Ryszarda Słomskiego Tomasza Twardowskiego

Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu Oddział Polskiej Akademii Nauk wPoznaniu REDAKTORZY: DR HAB. MARLENA SZALATA Katedra Biochemii iBiotechnologii, Uniwersytet Przyrodniczy wPoznaniu Instytut Genetyki Człowieka, Polska Akademia Nauk Członek Komisji Biotechnologii przy Oddziale Polskiej Akademii Nauk wPoznaniu, sekretarz naukowy Komitetu Genetyki Człowieka iPatologii Molekularnej PAN, członek Zarządu: Stowarzyszenia Kolegium Medycyny Laboratoryjnej wPolsce oraz Fundacji na Rzecz Rozwoju Biotechnologii iGenetyki POLBIOGEN

PROF. DR HAB. RYSZARD SŁOMSKI Emerytowany profesor iwieloletni kierownik Katedry Biochemii iBiotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu, zastępca dyrektora ds. naukowych Instytutu Genetyki Człowieka, Polska Akademia Nauk Przewodniczący Komisji do spraw Mikroorganizmów iOrganizmów Genetycznie Modyfi kowanych przy Ministerstwie Klimatu iŚrodowiska członek Komisji Biotechnologii przy Oddziale Polskiej Akademii Nauk wPoznaniu, Honorowy Przewodniczący Komitetu Genetyki Człowieka iPatologii Molekularnej PAN iwieloletni członek Komitetu Biotechnologii PAN, wiceprezes Stowarzyszenia Kolegium Medycyny Laboratoryjnej wPolsce, prezes Fundacji na Rzecz Rozwoju Biotechnologii iGenetyki POLBIOGEN

PROF. DR HAB. TOMASZ TWARDOWSKI Instytut Chemii Bioorganicznej, Polska Akademia Nauk Honorowy Przewodniczący Komitetu Biotechnologii PAN, członek Zarządu European Federation of Biotechnology, przewodniczący Komisji Biotechnolgii przy Oddziale Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu

AUTORZY: prof. dr hab. Dorota Cieślak Uniwersytet Przyrodniczy wPoznaniu dr Tomasz Cłapa Uniwersytet Przyrodniczy wPoznaniu prof. AWF dr hab. Piotr Gronek Akademia Wychowania Fizycznego im. Eugeniusza Piaseckiego wPoznaniu dr Tomasz Kolanowski Instytut Genetyki Człowieka PAN Edyta Kwapich-Lenik Adamed Pharma S.A. prof. UPP dr hab. Dorota Narożna Uniwersytet Przyrodniczy wPoznaniu prof. dr hab. Ryszard Słomski Instytut Genetyki Człowieka PAN dr hab. Marlena Szalata Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Instytut Genetyki Człowieka PAN prof. dr hab. Tomasz Twardowski Instytut Chemii Bioorganicznej PAN Spis treści

1. Wstęp / 7 2. Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia / 11 3. Biotechnologia aopinia publiczna / 82 4. Biotechnologia auregulowania prawne / 89 5. Legislacja biotechnologii wPolsce / 125 6. Patenty / 143 7. Organizmy genetycznie modyfi kowane / 151 8. Żywność genetycznie zmodyfi kowana / 172 9. Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka / 186 10. Biotechnologia zwierząt / 215 11. Perspektywy rozwoju nowoczesnej biotechnologii / 230 12. Trudniejsze lub mniej znane pojęcia występujące wbiotechnologii oraz instytucje/organizacje zajmujące się biotechnologią / 241 Literatura / 253

5

1. Wstęp

Opracowanie powstało z inicjatywy Komisji Biotechnologii przy Oddziale Polskiej Akademii Nauk wPoznaniu, której członkami jest większość jego autorów. Monografi a prezentuje czytelnikom najważniejsze osiągnięcia biotechnologii, wskazując na olbrzymi udział najnowszych technologii we wszystkich dziedzinach życia człowieka. Prezentowana książka jest całkowicie nowym iwpeł- ni zaktualizowanym wydaniem 100+30 najczęściej zadawanych pytań na temat współczesnej biotechnologii Tomasza Twardowskiego iEdyty Kwapich (2001, wydawca Agencja Edytor, Poznań). Przedstawione przez autorów rozdziały dotyczą najbardziej istotnych zagadnień, pozwalają czytelnikom na poznanie ich, da- jąc jednocześnie możliwość wyrobienia własnego zdania wkwe- stiach od lat wywołujących żywe dyskusje – wtym najczęściej do- tyczących modyfi kacji genetycznych organizmów czy na przykład zasadności szczepień. Omówiono podstawowe pojęcia, począwszy od zestawienia najważniejszych osiągnięć biotechnologii, wraz zprzykładami działalności światowych ipolskich fi rm biotechno- logicznych. Czytelnicy poznają komercyjnie dostępne uprawy roślin gene- tycznie modyfi kowanych, jak również transgeniczne organizmy wytwarzające biologiczne czynne substancje niezbędne do lecze- nia człowieka. Zostały przedstawione prace związane zprzygoto- waniem owadów do zapobiegania chorobom człowieka roznoszo- nym przez owady iprogram wykorzystania owadów jako nośników zmodyfi kowanych wirusów do zwalczania chorób roślin upraw- nych (program Insect allies). Czytelnicy dowiedzą się, że można spożywać produkty po- chodzące od zwierząt genetycznie zmodyfi kowanych. Zostały ukazane możliwości technik edycji genomu, w tym technologii CRISPR/Cas9 wodniesieniu do uzyskiwania ulepszonych roślin, zwierząt oraz ich potencjału wleczeniu człowieka (komórki ma-

7 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

cierzyste, terapia genowa, samoprzenoszące się szczepionki). Po- ruszono także zagadnienia związane zpotencjalnym zagrożeniem wykorzystywania najnowszych osiągnięć nauki przeciwko człowie- kowi (dual use). Wmonografi i przedstawiono zwierzęta zcelowo zmienionym genomowym DNA (ang. intentionally altered genomic DNA) oraz zmiany podejścia do komercyjnie dostępnych upraw, atakże kwestie dotyczące zastosowania nowych technik do wpro- wadzania zmian wDNA człowieka. Większość omawianych zagadnień ma odniesienie do ustaw iprzepisów obowiązujących zarówno wPolsce, jak iUnii Europej- skiej, wtym między innymi zmian wpodejściu do przepisów praw- nych związanych z genetycznie zmodyfi kowanymi organizmami (GMO) i mikroorganizmami (GMM). Dzięki przedstawieniu różnych punktów widzenia dotyczących technik edycji genomu czytelnicy będą mogli samodzielnie ustosunkować się do nowych osiągnięć biotechnologii. Ponieważ prace nad książką przypadły w czasie pandemii koronawirusa SARS-CoV-2, uwzględniono wniej również zagadnienia związane ztą jakże aktualną tematyką. Publikacja zawiera stanowisko autorów oparte zarówno na rze- telnej wiedzy ibadaniach światowych, jak iich własnych osiągnię- ciach, ponieważ do przygotowania monografi i zaproszono osoby, które zajmują się przedstawionymi zagadnieniami w praktyce. Cenny wkład wniósł prof. Ryszard Słomski, który jest przewod- niczącym Komisji ds. GMM iGMO przy Ministerstwie Klimatu iŚrodowiska (założycielem ipierwszym przewodniczącym tej Ko- misji był prof. Tomasz Twardowski) oraz wieloletnim przedstawi- cielem Polski na posiedzeniach Konwencji ds. Zakazu Stosowania Broni Biologicznej przy ONZ wGenewie. Jest również przedstawi- cielem Polski w Europejskim Urzędzie ds. Bezpieczeństwa Żyw- ności, w ramach EFSA Scientifi c Network for Risk Assessment of GMO. Zagadnienia biotechnologiczne ilegislacja są bliskie prof. Twardowskiemu, który przez wiele lat przewodniczył Komitetowi Biotechnologii Polskiej Akademii Nauk. Obaj naukowcy zaanga- żowani są wdziałalność InterAcademy Partnership (IAP), wza- kresie potencjalnego zastosowania osiągnięć biotechnologii prze- ciwko człowiekowi jako broni biologicznej. Profesor Słomski jest wyznaczony jako member academy Focal Point dla potrzeb IAP Biosecurity Working Group (BWG). Zagadnienia związane zdia- gnostyką, szczepionkami i genetyką człowieka dotyczą również

8 Wstęp aktywności prof. Ryszarda Słomskiego idr hab. Marleny Szalaty wramach działalności Komitetu Genetyki Człowieka iPatologii Molekularnej Polskiej Akademii Nauk, Stowarzyszenia Kolegium Medycyny Laboratoryjnej wPolsce oraz odpowiednich uprawnień z zakresu diagnostyki laboratoryjnej. Należy wspomnieć także o kompetentnie dobranych współautorach poszczególnych roz- działów niniejszego opracowania. Autorzy ubolewają, że nie ma biotechnologii jako wyodręb- nionej dziedziny nauki, co jest ogromnym błędem, sprzecznym zzaleceniami OECD. Obecnie widzimy ogromne zaangażowanie biotechnologii przy wykrywaniu wirusa SARS-CoV-2 iprzygoto- wywaniu szczepionek. Wartość opracowania podkreśla bardzo pozytywna recenzja przygotowana przez prof. dr. hab. Jarosława Olava Horbańczuka, członka korespondenta PAN, zInstytutu Genetyki iBiotechnolo- gii Zwierząt PAN wJastrzębcu, który jest światowej klasy eksper- tem wzakresie prac związanych zgenetycznie modyfi kowanymi organizmami iżywnością. Świadczy o tym udział prof. Horbań- czuka wprzygotowaniu dokumentu strategicznego White Paper opriorytetowych kierunkach badawczych wnaukach ozwierzę- tach wUnii Europejskiej do 2027 r. zuwzględnieniem zagadnień biotechnologii zwierząt oraz działalność ekspercka zzakresu bio- technologii wprogramie UE Horyzont 2020 wBrukseli. Autorzy przygotowali monografi ę w nietypowej formie w za- wiązku zkontynuacją przyjętej w2001 roku formuły pytań wraz zobszernymi odpowiedziami, którą zwielką przyjemnością prze- kazują czytelnikom.

Ryszard Słomski, Marlena Szalata, Tomasz Twardowski

Biotechnologia wogólnym 2. zarysie ijej historia

1. Co to jest biotechnologia?

Biotechnologia to świadczenie dóbr iusług zzastosowaniem metod bio- logicznych. Biotechnologia integruje nauki przyrodnicze iinżynieryjne wcelu osiągnięcia zastosowań organizmów, komórek lub ich części oraz molekularnych analogów do pozyskania produktów iusług (defi nicja według Europejskiej Federacji Biotechnologii). Ujej podstaw leży wiele dziedzin nauki itechniki, jednak szczególne miejsce zajmuje biologia igenetyka molekularna. Człowiek od zarania dziejów starał się dostosowywać uprawy roślin i hodowlę zwierząt do swoich potrzeb, świadczą o tym liczne wyko- paliska idzieła sztuki. Potwierdzają to również stare zapisy, na przy- kład hieroglify odnalezione wpiramidach faraonów czy też Biblia. Już wstarożytności wykorzystywano procesy fermentacji do produkcji wina i piwa oraz pokarmu, między innymi chleba, jogurtu, octu oraz sosu sojowego. Piwo warzono przed 8000 laty w Egipcie, a 4000 lat temu wSumerze znano co najmniej 19 gatunków piwa. Prace zzakresu mo- dyfi kacji roślin izwierząt trwają do dziś dnia, aich gwałtowny rozwój nastąpił w połowie XX wieku, po wykryciu struktury DNA, przyczy- niając się do rozwoju biotechnologii ipowstawania nowych wyzwań dla biogospodarki, do których należy zrównoważone zarządzanie zasobami naturalnymi, zrównoważona produkcja roślinna i zwierzęca, poprawa zdrowia publicznego, łagodzenie niekorzystnych skutków zmian klima- tycznych oraz wykorzystanie nowych osiągnięć naukowych.

2. Co to jest inżynieria genetyczna?

Inżynieria genetyczna jest zestawem technik biologii molekularnej sto- sowanych wcelu modyfi kacji genomu. Za pomocą technik inżynierii genetycznej możemy dowiedzieć się, jakie substancje chemiczne po- winien wytworzyć organizm, by móc funkcjonować, rosnąć irozmnażać

11 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

się. Inżynieria genetyczna najczęściej polega na przenoszeniu genów zjednego organizmu do drugiego wcelu jego ulepszenia (np. uzyskanie oporności roślin na szkodniki) za pomocą technik laboratoryjnych. Dzia- łalność taka jest określana również mianem nowoczesnej biotechnologii. Poprzez zmiany DNA organizmu, dzięki technikom rekombinacji DNA, można spowodować wytwarzanie większej ilości podstawowego białka lub produkowania jego zmodyfi kowanej formy. Znaczące jest to, że naukowcy mogą przenieść mały fragment DNA zjednego organizmu do genomu innego, łamiąc wten sposób naturalne granice pomiędzy ga- tunkami. Analogicznie mogą być wprowadzone geny człowieka do bak- terii lub drożdży, umożliwiając wytwarzanie ludzkich białek dla celów medycznych wkontrolowanych kulturach. Podobne techniki inżynierii genetycznej stosowane są zarówno przy rozmnażaniu zwierząt iroślin, jak iwwiększości dziedzin tradycyjnej biotechnologii.

3. Co rozumiemy pod pojęciem organizmów zcelową zmianą geno- mowego DNA?

Amerykańska Agencja ds. Żywności iLeków (ang. Food and Drug Admi- nistration, FDA) wprowadziła pojęcie organizmów zcelowo zmienionym genomowym DNA czy też zcelowymi zmianami genomu (ang. inten- tional genomic alterations, IGA). Pojęcie to obejmuje organizmy, głównie zwierząt uzyskanych zzastosowaniem technologii edycji genomu iin- żynierii genetycznej.

4. Co to jest edycja genomu?

Edycja genomu dotyczy nowych technologii, które umożliwiają precy- zyjne zmiany wDNA roślin, zwierząt lub innych żywych organizmów. Technologie edycji genomu można wykorzystać do wprowadzenia, usunięcia lub zastąpienia jednego lub większej liczby określonych nu- kleotydów (liter w kodzie DNA) w określonym miejscu w genomie organizmu. Edycję genomu można przeprowadzić przy użyciu na przy- kład technologii CRISPR/Cas9 (zgrupowane, regularnie rozproszone, krótkie, powtarzające się sekwencje palindromowe, ang. Clustered Re- gularly-Interspaced Short Palindromic Repeats), nukleaz palca cynkowego (ZFN), nukleaz efektorowych typu aktywatora transkrypcji (TALEN) imutagenezy kierowanej oligonukleotydami (ODM).

12 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

5. Jaka jest różnica między edycją genomu ainżynierią genetyczną?

Edycja genomu jest znacznie bardziej precyzyjną metodą wprowadzania zmian wgenomie rośliny, zwierzęcia lub innego żywego organizmu niż metody stosowane wcześniej do dokonywania takich zmian. Pozwala również na celowe dodanie, podstawienie lub usunięcie określonych nukleotydów (liter wkodzie DNA) wgenomie organizmu. Inżynieria genetyczna pozwala na wprowadzenie nowego DNA (określanego jako rekombinowana konstrukcja DNA lub rDNA) do organizmu w celu zmiany genomu tego organizmu, ale zreguły bez kontroli miejsca wge- nomie, w którym nastąpiłoby wstawienie konstrukcji rDNA. Dzięki edycji genomu badacze i twórcy produktów mogą kierować zmiany, które chcą wprowadzić, do określonych lokalizacji.

6. Co to jest biotechnologia tradycyjna?

Mianem tym określa się wszystkie metody technicznego stosowania biologii zwyjątkiem najnowszych, które pojawiały się poczynając od połowy lat siedemdziesiątych XX wieku dzięki rozwojowi inżynierii genetycznej, biologii molekularnej, embriologii ihodowli tkankowych (Reiss iStraughan, 1997). Tradycyjna biotechnologia sięga zamierz- chłych czasów. Na przykład około 8000 lat temu wEgipcie rozpoczęto warzenie piwo, a4000 lat później Sumerowie wytwarzali już co najmniej 19 gatunków piwa.

7. Jaka jest różnica pomiędzy tradycyjną anowoczesną biotechno- logią?

W „nowoczesnej” biotechnologii utożsamianej i zawężanej do inży- nierii genetycznej, stosowane procedury polegają przede wszystkim na przenoszeniu lub modyfi kacji (wsposób aseksualny) określonych, zdefi niowanych genów pomiędzy różnymi osobnikami, najczęściej po- między różnymi gatunkami, za pomocą technik laboratoryjnych. W „klasycznej” hodowli również ma miejsce przenoszenie genów, na przykład podczas dokonywanych krzyżówek; jednak nie wiadomo, jakie geny czy zespoły genowe zostały przeniesione. Ta „nowoczesna” biotechnologia ściśle wiąże się z„klasyczną”, azatem taki podział jest sztuczny, wręcz niewłaściwy. Można natomiast wyróżnić inżynierię ge-

13 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

netyczną, czyli zespół metod stosowanych dla modyfi kacji genomu, azatem wcelu zmian właściwości organizmu. Coraz większa możliwość kontrolowania podstawowych procesów biologicznych przez badaczy wywołała bardzo duże zainteresowanie wciągu ostatnich dwudziestu lat. Wtradycyjnych procesach biotech- nologicznych, takich jak warzelnictwo, silosowanie, produkcja nabiałów iinne, człowiek zawsze wykorzystywał iprzystosowywał żywe organi- zmy. Rośliny uprawne izwierzęta domowe były wybierane przez far- merów ze względu na ich podstawowe cechy – na przykład wydajność plonów, wytrzymałość, oporność na choroby. Obecny poziom zrozumie- nia podstaw molekularnych biologii umożliwia naukowcom znacznie precyzyjniejsze wprowadzanie nowych (lepszych) cech do organizmów.

8. Co to jest mikroorganizm?

Wdużym uproszczeniu to bardzo mały organizm. Do mikroorganizmów zalicza się bakterie, wirusy, drożdże, jednokomórkowe glony ipierwot- niaki, na przykład amebę. Są niewidoczne gołym okiem. Opis ten nie jest w pełni zgodny z defi nicją biologiczną, ale odpowiada praktyce biotechnologicznej.

9. Czym różnią się nowoczesne biotechnologie mikroorganizmów od klasycznych biotechnologii?

Technologie opracowane w latach czterdziestych XX wieku, czyli „klasyczne biotechnologie”, były wynikiem wydzielania ze środowiska naturalnego wcześniej nieznanych mikroorganizmów i zastosowania wprodukcji przemysłowej (na dużą skalę) nowych szczepów mikro- organizmów. Ten etap rozwoju biotechnologii, związany ze stosowa- niem naturalnych mikroorganizmów, rozwinął się w logiczny sposób do etapu modyfi kacji dostępnego materiału biologicznego technika- mi rekombinowanego DNA (rDNA). Technologia rDNA prowadzi do zmiany podstawowej informacji genetycznej żywego organizmu poprzez wprowadzenie, modyfi kację lub usunięcie fragmentu(-ów) DNA, sta- nowiącego instrukcję genetyczną organizmu. Pierwsze zastosowania tej techniki sięgają 1973 r. Intensywny rozwój technologii dotyczył przede wszystkim mikroorganizmów wzwiązku zrelatywną prostotą ich struktury biologicznej. Obecnie wwielu procesach przemysłowych

14 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

stosuje się zmodyfi kowane mikroorganizmy do otrzymywania ważnych icennych preparatów hormonalnych ienzymatycznych (np. insulina, hormon wzrostu, amylazy, lipazy).

10. Jak przedstawia się historia rozwoju nowoczesnej biotechnologii?

Początek rozwoju nowoczesnej biotechnologii sięga połowy XIX wieku, niekiedy natomiast wskazuje się początek nowoczesnej biotechnologii dopiero na rok 1945. Rozwój ten trwa, adzięki tendencjom rozwojo- wym poznajemy bardziej samego człowieka oraz znajdujemy sposoby na leczenie tzw. nieuleczalnych chorób. Wtabeli zostały przedstawione wybrane przykłady osiągnięć biotechnologii.

Data Odkrywca lub realizator Opis 12 3 1854-1864 Ludwik Pasteur Udowodnienie, że proces fermentacji powodują mikroorganizmy

1865 Gregor Mendel Opublikowanie wyników doświadczeń wykazujących zasady dziedziczenia

1869 Friedrich Mischer Wspermie łososi wykryto substancję, którą nazwano kwasem nukleinowym, substancja ta została wykryta wjądrze (łac. nucleus)

1928 Alexander Fleming Odkrycie pierwszego antybiotyku – penicyliny

1944 Erwin Schrödinger Opublikowanie książki Czym jest życie – naukowe podważenie teorii witalizmu ipróba tłumaczenia istoty życia poprzez mechanikę kwantową

1953 James Dewey Watson Opracowanie modelu struktury DNA Francis Harry Compton Crick (helisa) izaproponowanie mechanizmu powielania informacji genetycznej (na podstawie badań krystalografi cznych wykonanych przez Rosalind Franklin iMaurice’a Wilkinsa)

15 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

12 3

1957 Arthur Kornberg Odkrycie polimerazy DNA

1956 Trofi m Denisowicz Łysenko Zaniechanie wbyłym ZSRR administracyjnego przyjmowania teorii autorstwa Łysenki „stadialnego rozwoju roślin”, która negowała molekularny mechanizm dziedziczenia

1957 Mahlon Bush Hoagland Wydzielenie cząsteczki transferowego Paul Charles Zamecnik (t)RNA Mary L. Stephenson

1958 Francis Harry Compton Crick Prezentacja podstawowego dogmatu biologii molekularnej: „DNA syntetyzuje RNA, aRNA syntetyzuje białka”

1961-1965 Marshall Warren Nirenberg Rozszyfrowanie kodu genetycznego: Har Gobind Khorana trzy nukleotydy DNA tworzą Severo Ochoa de Albornoz kodon, który odpowiada jednemu aminokwasowi

1970 Har Gobind Khorana Pierwsza chemiczna synteza genu

1972 Paul Berg Połączenie DNA wirusa iDNA bakterii

1973 Stanley Norman Cohen Transfer genu zropuchy do bakterii Herbert Wayne “Herb” Boyer

1975 Asilomar, USA Konferencja najwybitniejszych naukowców wcelu opracowania norm regulujących prace wzakresie inżynierii genetycznej

1979 David Lane Odkrycie genu p53 odgrywającego Arnold J. Levine zasadniczą rolę wprocesach kancerogenezy

1982 Wiele fi rm iautorów, wtym Komercjalizacja insuliny człowieka Adam Kraszewski produkowanej wbakteriach (humulina, gensulina)

1982 Firma E. Lilly oraz Opracowanie rDNA insuliny człowieka. Genentech

16 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

12 3 1982 Los Alamos, USA Założenie GenBank wLos Alamos (USA). Bank ten zbiera wformie elektronicznej wszystkie poznane sekwencje kwasów nukleinowych

1984 Alec John Jeffreys Opracowanie technologii „DNA fi ngerprinting”, czyli odcisku genetycznego

1985 Boehringer Ingelheim Opracowanie DNA interferonu alfa

1986 Plant Genetic System, Belgia Otrzymanie transgenicznych pomidorów itytoniu zawierających gen Bt odpowiedzialny za syntezę białka Bt odstraszającego owady

1986 USA Opracowanie roślin (soja, kukurydza, bawełna, rzepak) transgenicznych, opornych na szkodliwe owady ina pewne herbicydy

1987 Calgene, USA Opracowanie pomidora FlavrSavr®, który dzięki zastosowanej technologii antysensowej zachowuje dłużej jędrną skórkę (nie mięknie)

1988 Harvard University, USA Opatentowanie, po raz pierwszy whistorii ssaka, myszy zwszczepionym genem powodującym nowotwór (oncomouse)

1990 USA Rozpoczęcie projektu poznania genomu człowieka, którego celem było poznanie pełnej sekwencji nukleotydowej genomu człowieka (HGP)

1990 Wspólnota Europejska Uchwalenie Dyrektyw Rady 90/219/EWG i90/220/EWG z23 kwietnia 1990 r. regulujących zasady zamkniętego użycia iwprowadzania GMO do środowiska

17 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

12 3 1990 Genetech, Calgene, USA Próby polowe ztransgenicznymi pomidorami FlavrSavr® oprzedłużonym okresie składowania

1990 Wspólnota Europejska Pierwsze europejskie patenty na rośliny transgeniczne (ziemniak itytoń oporne na herbicydy)

1991 UNEP (Program Uchwalenie Konwencji oróżnorodności Środowiskowy Organizacji biologicznej wRio de Janeiro wramach Narodów Zjednoczonych) tzw. „Szczytu Ziemi”

1994 Genetech, Calgene, USA Pierwsza na świecie komercjalizacja roślin transgenicznych pomidorów FlavrSavr®

1995 William French Anderson Pierwsza skuteczna terapia genowa (wtym samym roku National Institutes of Health opublikowały raport podważający efektywność icelowość terapii genowej)

1997 Ian Wilmut Wszkockim Roslin Institute dokonano klonowania owcy (owieczka Dolly) zkomórki somatycznej

1998 Uniwersytet na Hawajach, Klonowanie transgenicznych myszy USA

1999 Łączny areał uprawny na świecie roślin transgenicznych wynosi blisko 40 mln ha

1999 Program HGP (Human Genome Poznanie pełnej sekwencji Project), USA chromosomu nr 22; jest to najmniejszy chromosom człowieka, ale zawiera 33 miliony nukleotydów (z3 miliardów genomu człowieka)

1999 Harry F. Noller iinni Ustalenie struktury bakteryjnego rybosomu za pomocą technik krystalografi cznych

18 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

12 3 24.05.2000 UNEP (Program Podpisanie wMontrealu „Protokołu Środowiskowy Organizacji biobezpieczeństwa” (Biosafety Protocol), Narodów Zjednoczonych) czyli pierwszego międzynarodowego, oglobalnym znaczeniu, traktatu dotyczącego inżynierii genetycznej („Protokół biobezpieczeństwa” jest aktem wykonawczym konwencji zRio de Janeiro, 1991)

2000 Odczytanie genomu Arabidopsis (rzodkiewnik)

15.02.2001 Celera iHGP Prezentacja pełnej sekwencji genomu człowieka

12.03.2001 Unia Europejska Dyrektywa Parlamentu Europejskiego iRady 2001/18/WE z12 marca 2001 r. zastępująca dyrektywę nr 90/220/EWG z1990 r. wsprawie uwolnienia do środowiska genetycznie zmodyfi kowanych organizmów

10.07.2001 Polska Podpisanie przez prezydenta Ustawy zdnia 22 czerwca 2001 r. oorganizmach genetycznie zmodyfi kowanych

2001 Unia Europejska iAmeryka Liczne kontrowersje wzakresie Północna możliwości iewentualnej realizacji klonowania człowieka oraz komórek macierzystych wcelu produkcji cennych leków do zwalczania takich chorób jak Alzheimera iParkinsona

2001 Agencja ds. Żywności Zatwierdzenie pierwszego leku dla iLeków, FDA, USA pacjentów zprzewlekłą białaczką szpikową Gleevec® (imatinib)

2002 Advanced Cell Technology Sklonowanie pierwszego bantenga, gatunku zagrożonego wyginięciem

2003 Shenzhen SiBiono GenTech, Zatwierdzenie pierwszego produktu Chiny do terapii genowej Gendicine, który dostarcza gen p53 do terapii raka płaskonabłonkowego głowy iszyi

19 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

12 3 2003 Tajwan Komercjalizacja pierwszych genetycznie modyfi kowanych zwierząt domowych TK-1 (GloFish)

2004 Organizacja Narodów Wskazanie, że uprawy Zjednoczonych ds. biotechnologiczne uzupełniają Wyżywienia iRolnictwa tradycyjne metody rolnictwa, pomagając ubogim rolnikom ikonsumentom wkrajach rozwijających się

2006 European Medicines Agency Zatwierdzenie pierwszego leku ATryn uzyskanego wmleku transgenicznych kóz. WUSA lek zatwierdzono dopiero w2009 r.

2007 University of Wisconsin, Reprogramowanie/przekształcenie Madison, USA komórek skóry człowieka wzarodkowe komórki macierzyste

2008 Japonia Pierwsza cząsteczka DNA uzyskana prawie wcałości ze sztucznych fragmentów

2008 Sekwencjonowanie indywidualnego genomu człowieka

2009 Łączny areał uprawny na świecie roślin transgenicznych wynosi blisko 134 mln ha

2010 Craig Venter Uzyskanie syntetycznego genomu

2010 Michael Riehle, University of Naukowcy stworzyli oporne na malarię Arizona, USA komary

2010 Konferencja Stron Konwencji Przyjęcie Protokołu zNagoi oróżnorodności biologicznej do Konwencji oróżnorodności (CBD COP10) biologicznej dotyczącej dostępu do zasobów genetycznych oraz uczciwego isprawiedliwego podziału korzyści wynikających zich wykorzystania

2011 Drukowanie przestrzenne – druk 3D tkanki

20 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

12 3 2012 Vitor Pinheiro Utworzenie polimeru XNA jako Philipp Holliger alternatywy do kwasów nukleinowych (DNA iRNA)

2012 University of Washington, Sekwencjonowanie DNA płodu USA zwolnych krążących komórek we krwi matki

2013 Emmanuelle Charpentier Nowa, szybka iprecyzyjna metoda Jennifer Doudna edycji fragmentów kodu genetycznego Feng Zhang – system CRISPR wykorzystujący strategię obronną bakterii

2013 The Foundation for AIDS Wyleczenie pierwszego dziecka Research urodzonego zHIV

2014 Cleveland Clinic, USA Narodziny pierwszego dziecka po przeszczepieniu macicy

2014 Jef Boeke Zrekonstruowanie przez międzynarodowy zespół naukowców syntetycznego iwpełni funkcjonalnego chromosomu drożdży Saccharomyces cerevisiae

2014 Wskazanie, że epidemia Ebola była związana zpojedynczym kontaktem zwierzęcia zczłowiekiem

2015 Odkrycie nowego antybiotyku tejksobaktyny

2015 US National Institutes of Mapa epigenomu człowieka Health

2015 Odtworzenie strun głosowych człowieka zkomórek

2016 Chiny Zastosowanie technologii CRISPR do leczenia ludzi

2017 Zmodyfi kowane genetycznie limfocyty T (CAR-T cells), zchimerowym receptorem antygenowym, rozpoznające iniszczące komórki nowotworowe

21 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

12 3 2017 Duke University, USA Uzyskanie komórek mięśni zpluripotentnych komórek macierzystych

2017 Rice University, USA Wykorzystanie wirusów związanych zadenowirusami do dostarczania leków nanopeptydowych do komórki

2018 Trybunał Sprawiedliwości Rośliny uzyskane za pomocą Unii Europejskiej (TSUE) precyzyjnych technik hodowlanych, takich jak CRISPR, są organizmami zmodyfi kowanymi genetycznie (GMO)

2019 Tel Aviv University, Izrael Wydrukowanie bijącego serca zzastosowaniem komórek wtechnologii 3D

2019 Eric Lander Wezwanie do wprowadzenia przepisów Françoise Baylis kontrolujących edycję genomu Feng Zhang wodniesieniu do linii zarodkowych Emmanuelle Charpentier człowieka Paul Berg iinni

11. Czy biotechnologia jest skomercjalizowana?

Tak. Biotechnologia znajduje dziś zastosowanie na skalę przemysłową wtakich dziedzinach jak: rolnictwo, medycyna, przemysł chemiczny, produkcja żywności, przemysł farmaceutyczny, ochrona środowiska. Wniektórych krajach Ameryki Północnej iPołudniowej produkuje się rośliny genetycznie zmodyfi kowane na skalę przemysłową. Dominują Stany Zjednoczone, Brazylia, Argentyna, Kanada iIndie, które obej- mują razem 91% upraw. Również wEuropie Środkowej iWschodniej w1999 r. po raz pierwszy skomercjalizowano uprawy biotechnologicz- nie ulepszonych ziemniaków, soi ikukurydzy. Wmedycynie zdobycze biotechnologii wykorzystuje się do opracowywania diagnostyki chorób genetycznie uwarunkowanych, do leczenia nowotworów, produkcji le- ków ido poprawy jakości życia za pomocą terapii komórkowych. Platforma Grand View Research, Inc.1 wskazała w 2020 r. kilka istotnych kierunków rozwoju komercyjnego zastosowań biotechnolo-

1 https://www.grandviewresearch.com/

22 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia gicznych. Raporty mówią orozwoju rynku specjalistycznych enzymów wsłużbie zdrowia (węglowodany, proteazy), wodniesieniu do chorób metabolicznych. Wzrośnie zainteresowanie wykorzystaniem hydrożeli irusztowań opartych na nanowłóknach na potrzebach medycyny regene- racyjnej itransplantacyjnej. Rozwija się sekwencjonowanie DNA won- kologii, typowaniu HLA czy wbadaniach klinicznych, wtym również sekwencjonowania nowej generacji. Wzrasta zapotrzebowanie na enzy- my, odczynniki izestawy biologii molekularnej, wtym także na potrzeby oceny mechanizmów programowanej śmierci komórek do diagnostyki chorób przewlekłych. Następuje silny rozwój technologii rekombinacji iproteomiki zwykorzystaniem elektroporacji iwektorów adenowiruso- wych. Zwraca się uwagę na wzrost liczby zawieranych kontraktów bio- logicznych, szczególnie wonkologii izaburzeniach immunologicznych. Nie należy zapominać orynku usług wzakresie badań bioanalitycznych dużych cząsteczek dla potrzeb badań przedklinicznych iklinicznych. W związku z wykorzystaniem organoidów i sferoidów jako modeli wnikania wirusa SARS-CoV-2 do komórek, wyceniono wzrost tej części rynku nawet o22,5% rocznie wlatach 2020-2027, przy wycenie 405,3 mln USD w 2019 r. Z biotechnologią wiąże się globalny rynek chro- matografi i preparatywnej iprocesowej; przewiduje się wzrost sektora obejmującego testy ibadania przesiewowe whemoglobinopatiach. Mówiąc onowych technikach, nie można zapominać orynku opar- tym na technologii CRISPR/Cas9. W badaniach in vitro i badaniach klinicznych będzie wzrastał udział badań zwykorzystaniem genów re- porterowych (lucyferaza, beta-galaktozydaza) na potrzeby wysokoprze- pustowych badań przesiewowych. Rozwija się również rynek oferujący narzędzia dla szeroko pojętych nauk przyrodniczych, w tym biologii komórkowej, genomiki, cytometrii przepływowej, technologii separa- cji. Nie można zapomnieć również oobrazowaniu danych biologicznych przez sekwencjonowanie, MRI, mikroskopię, analizę biomarkerów, wol- nych krążących komórek nowotworowych, terapię genową, analizy sta- bilności białka ipojedynczych komórek oraz terapię komórkową. Wska- zane jest także znaczenie personalizowanego odżywiania, wykorzystanie wektorów wirusowych iprodukcji plazmidowego DNA, atakże wielkość rynku komórek macierzystych. Coraz silniej rozwija się usługa badań toksykologicznych in vitro oraz izolacji ioczyszczania kwasu nukleino- wego czy wielkość rynku kultury komórkowej 3D. Część białkowa obej- muje oczyszczanie iizolację białek, rynek przeciwciał monoklonalnych ipoliklonalnych.

23 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Przewidywany jest również wzrost biotechnologii rolniczej opartej na wykorzystaniu szczepionek, hodowli kwiatów, biopaliw czy uzyskiwaniu genetycznie modyfi kowanych roślin, zwierząt idrobnoustrojów. Narzę- dzi biotechnologicznych używa się whodowlach tkankowych imikroro- zmnażaniu, selekcji wspomaganej markerami lub hodowlą molekularną, uprawach zmodyfi kowanych genetycznie iinżynierii genetycznej, tech- nologiach diagnostyki molekularnej ikonwencjonalnej hodowli roślin. Przyjmuje się, że rozwój szczepionek będzie najbardziej perspektywicz- nym sektorem biotechnologii rolniczej. Polski rynek biotechnologiczny dopiero zaczyna się rozwijać. Ko- nieczne jest inne spojrzenie na biotechnologię zpunktu widzenia biz- nesu, anie nauki. Przez pandemię sektor zdrowia stał się dla inwesto- rów na całym świecie znacznie ważniejszy, przy czym przyjmuje się, że polskie fi rmy mają realną szansę na współpracę zdużymi fi rmami farmaceutycznymi ze względu na swój olbrzymi potencjał iinnowacyjne rozwiązania prowadzące często do produktów przewyższających produk- ty światowych gigantów (Andrzejewska-Górecka iin., 2020).

12. Czy można zarobić na biotechnologii?

Tak. Wśród najprężniej rozwijających się fi rm biotechnologicznych, głównie wStanach Zjednoczonych, wyróżnić należy fi rmę Merck, która rozwinęła szczepionkę przeciw wirusowi Ebola. Firma Sage Therapeu- tics opracowała metodę leczenia depresji poporodowej. Lek Trikafta fi rmy Vertex Pharmaceuticals poprawia oddychanie pacjentów zmu- kowiscydozą, aprzenośne elektroniczne urządzenie stymulujące fi rmy Theranica Bioelectronics Nerivio leczy ból migrenowy. Firma Gelesis opracowała hydrożelową kapsułkę, która stymuluje uczucie sytości do kontrolowania utraty wagi, fi rma Avita Medical – spray na komórki skóry zmniejszający zapotrzebowanie na przeszczepy przez ofi ary oparzeń o 35%. Firma Syqe Inhaler zaprojektowała pierwsze programowalne urządzenie do inhalacji umożliwiające kontrolowane dostarczanie leków, na przykład z konopi. Firma Intermountain Healthcare zainicjowała największe badania genomiki pojedynczej populacji. Firma Pivot Bio wprowadziła na rynek pierwszy produkt mikrobiologiczny wytwarza- jący azot do odżywiania kukurydzy. Firma AbCellera skupia się na od- krywaniu przeciwciał terapeutycznych, wykorzystując naturalny układ odpornościowy organizmu do potencjalnej walki zrakiem, zapaleniem

24 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia stawów, bólem iinnymi chorobami; podejmuje także działania zapo- biegające epidemii koronawirusa. Wśród 20 najlepiej rozwijających się fi rm biotechnologicznych wEu- ropie wymienić należy fi rmę AC Immune zLozanny (Szwajcaria), któ- ra opracowuje metody leczenia chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera. Londyńska fi rma Adaptate Biotherapeutics zajmuje się rozwijaniem terapii przeciwciałami, opartymi na kontroli aktywności cytotoksycznych limfocytów T gamma delta. Firma Ada- ptimmune zAbingdon (Wielka Brytania) zajmuje się opracowywaniem terapii limfocytami T wleczeniu raka. Firma Avantium zAmsterdamu (Holandia, spółka wydzielona zShell) opracowuje odnawialne biotwo- rzywa pochodzenia roślinnego, które stanowią alternatywę dla źródeł petrochemicznych. Firma BioNTech zMoguncji (Niemcy) zajmuje się terapiami immunoonkologicznymi zwykorzystaniem różnych techno- logii. Firma Carbios z St-Beauzire (Francja) opracowuje technologię enzymatyczną, która umożliwia pełną degradację irecykling tworzyw sztucznych. Firma Celyad zMont-Saint-Guibert (Belgia) zajmuje się opracowaniem nowej generacji terapii komórkami CAR-T, którą można uzyskać od dawców, anie wytwarzać indywidualnie dla każdego pacjen- ta. Firma CRISPR Therapeutics zZug (Szwajcaria) opracowuje metody leczenia opartego na edycji genów CRISPR/Cas9. Firma F2G zMan- chesteru (Wielka Brytania) przygotowuje leki przeciwgrzybicze nowej generacji. Firma Follicum zLund (Szwecja) opracowuje leki peptydowe do leczenia wypadania włosów icukrzycy. Firma Genfi t zLoos (Francja) opracowuje metody leczenia chorób metabolicznych ichorób wątroby. Firma GenSight Biologics zParyża (Francja) zajmuje się terapiami ge- nowymi do leczenia genetycznych form ślepoty. Firma Hookipa Bio- tech zWiednia (Austria) opracowuje immunoterapie chorób zakaźnych i raka. Kolejna fi rma – MaaT Pharma z Lyonu (Francja) opracowuje terapie zżywych bakterii, które mają na celu poprawę wyników leczenia raka poprzez zapobieganie niszczeniu mikrobiomu jelitowego. Firma Meatable zDelft (Holandia) zajmuje się zwiększaniem skali produkcji mięsa hodowanego wlaboratorium. Firma Orphazyme zKopenhagi (Da- nia) opracowuje terapie chorób rzadkich, które upośledzają prawidło- we składanie białek. Firma Oryzon Genomics zBarcelony (Hiszpania) przygotowuje leki epigenetyczne do leczenia raka ichorób neurodege- neracyjnych. Firma Promethera zMont-Saint-Guibert (Belgia) zajmuje się terapiami komórkowymi opartymi na komórkach wątroby człowie-

25 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

ka. Firma Targedys zParyża (Francja) przygotowuje terapie modulujące apetyt przez oddziaływanie na mikrobiom jelitowy. Zkolei fi rma Ynsect, również zParyża, zajmuje się opracowaniem produkcji żywności ipaszy zowadów. WPolsce można wyróżnić zkolei 10 fi rm biotechnologicznych, głów- nie farmaceutycznych, cieszących się uznaniem międzynarodowym. Fir- ma Selvita zKrakowa zajmuje się odkrywaniem leków, głównie prze- ciwnowotworowych, opracowuje terapię wostrej białaczce szpikowej. Firma Mabion z Konstantynowa Łódzkiego opracowuje leki na bazie przeciwciał, między innymi lek biopodobny do rytuksymabu fi rmy Ro- che, przeciwciała stosowanego wleczeniu raka krwi izapalenia stawów. Zarówno Selvita, jak iMabion zaangażowały się wprodukcję szczepion- ki przeciwko SARS-CoV-2. Firma Pure Biologics zWrocławia opracowu- je leki na bazie przeciwciał, atakże aptamery DNA – cząsteczki DNA, które podobnie jak przeciwciała wiążą się z określonym celem. Naj- bardziej zaawansowanym programem fi rmy jest opracowanie aptameru przeznaczonego do leczenia choroby Devica, choroby autoimmunolo- gicznej powodującej epizody utraty wzroku iparaliżu. Firma OncoAren- di Therapeutics zWarszawy opracowuje leki drobnocząsteczkowe opar- te na inhibitorach chitynaz iarginaz przeznaczone do leczenia astmy, innych chorób płuc czy nowotworów. Firma Proteon Pharmaceuticals zŁodzi produkuje dodatki paszowe oparte na bakteriofagach, które mogą zapobiegać ieliminować infekcje bakteryjne uzwierząt gospodar- skich. Firma Captor Therapeutics zWrocławia opracowuje leki, które prowadzą do rozpadu białek wywołujących choroby, koncentrując się na nowotworach ichorobach autoimmunologicznych. Firma Celon Phar- ma zKiełpina koło Łomianek rozwija leki biologiczne, wszczególności leki biopodobne. Firma Bowil Biotech z Władysławowa wykorzystuje fermentację bakteryjną do produkcji na skalę przemysłową biocelulozy służącej do przygotowywania opatrunków na rany i masek na twarz. Firma Bioavlee zWrocławia wprowadza metodę szybkiej identyfi kacji mikroorganizmów bez konieczności sekwencjonowania ich DNA, afi r- ma NanoVelos zWarszawy opracowuje nanocząsteczki do dostarczania leków przeciwnowotworowych.

26 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

13. Czym jest odporność, aczym oporność?

Terminy odporność ioporność są bardzo często używane wbiotech- nologii i bardzo często mylone. Już przed wojną szkoła lwowskich biochemików sugerowała, że odporność to zestaw wszystkich mecha- nizmów biorących udział wwytworzeniu odpowiedzi odpornościowej. Wznaczeniu bardziej ogólnym oznacza to zdolność do czynnej ibiernej ochrony organizmu przed patogenami. Badaniem odporności zajmuje się immunologia. Wytwarzanie iwzmacnianie odporności uzyskuje się sztucznie, stosując szczepienia profi laktyczne lub surowice odporno- ściowe. By organizm mógł zachowywać odporność, należy co pewien czas powtórzyć wymienione zabiegi medyczne. Oporność to niepoddawanie się działaniu czynników zewnętrznych. Oporność wykazują na przykład szczepy bakterii na antybiotyki. Jest to niebezpieczne, gdyż to właśnie antybiotyki powinny zwalczać bakterie. Jednak bakterie są wstanie wytworzyć takie mechanizmy obronne, któ- re sprawiają, że antybiotyki przestają być skuteczne. Można tutaj mówić ooporności pierwotnej inabytej. Oporność pierwotna na antybiotyki jest cechą naturalną bakterii, niektóre znich są po prostu oporne na niektóre antybiotyki. Natomiast oporność nabyta pojawia się wchwili, kiedy bakteria wwyniku spontanicznej mutacji lub kontaktu zinnymi bakteriami wytwarza oporność na antybiotyk, który jeszcze do niedawna był skuteczny wwalce znią. Oporność mikrobiologiczna polega na tym, że niektóre szczepy bak- terii mogą przeżyć większe stężenie antybiotyku niż takie same lub pokrewne mikroorganizmy. Oporność farmakologiczna charakteryzuje się tym, że szczepy bakte- rii mogą przeżyć większe dawki antybiotyku niż standardowo stosowane wprocesie leczenia. Oporność kliniczna to oporność na antybiotyk przy jednoczesnym braku występowania innych rodzajów oporności. Może zależeć od osob- niczej wrażliwości na lekarstwo lub być powiązana zinnymi zażywanymi lekami.

14. Czy nowoczesna biotechnologia jest bezpieczna dla zdrowia ludzi?

Biotechnologia jest w tym samym stopniu zarówno bezpieczna, jak iniebezpieczna, co każda technologia. O„współczynniku bezpieczeń-

27 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

stwa” nie decydują stosowane technologie, lecz cel, wktórym są użyt- kowane. Dlatego tak sformułowane pytanie jest błędne.

15. Jaki wpływ ma nowoczesna biotechnologia na ochronę środowi- ska?

Dzięki zastosowaniu metod biologicznych następuje oczyszczanie środowiska, czyli tzw. bioremediacja. Mikroorganizmy są wykorzysty- wane woczyszczalniach ścieków, gdzie usuwają najczęściej występu- jące zanieczyszczenia przed odprowadzeniem ścieków komunalnych i przemysłowych do rzek i jezior. Dzięki mikroorganizmom zostały ulepszone biofi ltry służące do oczyszczania powietrza, wody i gazu. Do oczyszczania gleby stosuje się metody wykorzystujące zmodyfi ko- wane bakterie zdolne do rozkładu wielu zanieczyszczeń, na przykład ropy naftowej, detergentów, herbicydów itp. Ponadto biotechnologia ma duży wpływ na tworzenie nowoczesnych technologii wprzemyśle, na przykład skórzanym, chemicznym przez stosowanie metod enzyma- tycznych zamiast chemicznych.

16. Jakie są kierunki prac biotechnologicznych?

Wyróżniamy następujące, podstawowe kierunki prac biotechnologicz- nych wzakresie: • zdrowia – terapie lecznicze wchorobach genetycznych lub neurode- generacyjnych, terapie związane ze starzeniem społeczeństwa, terapie regeneracyjne, wytwarzanie produktów i usług opartych na zaawan- sowanych technikach analizy danych na potrzeby ochrony zdrowia (sztuczna inteligencja Artifi cial Intelligence, AI i uczenie maszynowe Machine Learning, ML) • wyżywienia – wykorzystanie biotechnologii rolniczej wprodukcji żyw- ności iinnych procesach rolniczych • przemysłu – wytwarzanie produktów użytecznych takich jak surowce, materiały ichemikalia • ochrony środowiska – wykorzystanie enzymów, mikroorganizmów iho- dowli komórkowych do przetwarzania odpadów, biomasy; wykorzysta- nie idoskonalenie technik biotechnologii stosowanych do oczyszczania ścieków, gazów, unieszkodliwiania odpadów, uzdatniania wody, reme- diacji gruntów zzanieczyszczeń

28 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

• energetyki – wytwarzanie produktów użytecznych, na przykład energii społecznych aspektów biotechnologii – kapitał ludzki, miejsca pracy, rozwój biotechnologii.

Współczesna nauka, akonkretnie określone dziedziny biotechnolo- gii stwarzają szansę zasadniczej poprawy zdrowotnego iekonomiczne- go bytu dla wielu milionów ludzi. Postęp badań naukowych, aprzede wszystkim realizacja prac wdrożeniowych wymagają akceptacji społe- czeństwa. Ponieważ wiele kwestii praktycznych zastosowań inżynierii genetycznej dotyczy naszego codziennego życia, konieczne jest, aby społeczeństwo rozumiało stosowane technologie, dlatego też niezbędna jest ciągła edukacja (Andrzejewska-Górecka i in., 2020).

17. W jakim stopniu Komisja Europejska uczestniczy wpracach wza- kresie biotechnologii?

Biotechnologia inauki przyrodnicze przyczyniają się do modernizacji przemysłu europejskiego. Znajdują zastosowanie wróżnych sektorach przemysłu, takich jak: opieka zdrowotna ifarmacja, zdrowie zwierząt, tekstylia, chemikalia, tworzywa sztuczne, papier, paliwa, żywność iprzetwórstwo pasz. Wykorzystanie biotechnologii pomaga wrozwoju gospodarki UE izapewnia nowe miejsca pracy, wspierając jednocze- śnie zrównoważony rozwój, zdrowie publiczne iochronę środowiska. W zastosowaniach medycznych i farmaceutycznych biotechnologia doprowadziła do odkrycia i rozwoju zaawansowanych leków, terapii, diagnostyki iszczepionek. Na przykład dzięki przełomom biotechno- logicznym powstały nowe leki dla pacjentów cierpiących na zaburzenia wzrostu, choroby metaboliczne, stwardnienie rozsiane (SM), reumato- idalne zapalenie stawów, raka ichorobę Alzheimera. Wrolnictwie, hodowli zwierząt, produktach weterynaryjnych iakwa- kulturze biotechnologia ulepszyła paszę dla zwierząt, przyczyniła się do wyprodukowania szczepionki dla zwierząt gospodarskich ipoprawiła diagnostykę wykrywania chorób takich jak gąbczasta encefalopatia by- dła (BSE), pryszczyca isalmonelloza. Umożliwiła również zastosowanie enzymów do wydajniejszego przetwarzania żywności iusprawniła ho- dowlę roślin wcelu uzyskania pożądanych cech. Wprocesach przemysłowych iprodukcji biotechnologia doprowadzi- ła do wykorzystania enzymów wprodukcji detergentów, masy celulo-

29 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

zowej ipapieru, tekstyliów ibiomasy. Dzięki zastosowaniu fermentacji i biokatalizy enzymatycznej zamiast tradycyjnej syntezy chemicznej można uzyskać wyższą wydajność procesu przy mniejszym zużyciu ener- gii iwody. Prowadzi to do zmniejszenia ilości toksycznych odpadów. Komisja Europejska wdrożyła strategię iplan działania na rzecz roz- woju nauk ożyciu i produktów opartych na biotechnologii w latach 2002–2010. Zostały ustalone priorytety w zakresie lepszego dostępu do fi nansowania i transferu technologii w dziedzinie biotechnologii wlatach 2007–2010. Nauki ożyciu ibiotechnologia stały się częścią strategii „Europa 2020” iprogramu „Unia innowacji”. Obecnie bardzo duże fundusze przeznaczone są na fi nansowanie projektów wramach Programu ramowego UE wzakresie badań naukowych iinnowacji „Ho- ryzont 2020”, abudżet przeznaczony do potrzeb przeciwdziałania epi- demii COVID-19 jest zwiększany.

18. Czy Polska posiada potencjał rozwoju biotechnologii na poziomie światowym?

Według ostatniego opracowania Polskiego Instytutu Ekonomicznego Biotechnologiczny skok wprzyszłość czy dryf? Polska potrzebuje strategii rozwoju biotechnologii (Andrzejewska-Górecka i in., 2020) biotechnologia jest bardzo silnie rozwijającym się sektorem gospodarki na potrzeby rozwo- ju wmedycynie, przemyśle irolnictwie, oferując skuteczniejsze pro- dukty lecznicze lub leki iterapie, bardziej zrównoważoną gospodarkę zasobami, przeciwdziałanie zmianom klimatycznym ikonsekwencjom klęsk naturalnych. Niestety, nakłady na badania irozwój wbiotechno- logii, prywatne ipaństwowe, są istotnie niższe niż winnych państwach OECD. Polska nie opracowała również własnej strategii rozwoju bio- technologii. Autorzy publikacji sugerują projektowanie nowatorskich produktów iusług uzupełniających dostępny asortyment na rynkach medycznym, przemysłowym irolniczym lub stworzenie zupełnie nowe- go obszaru. Na uwagę zasługuje możliwość wykorzystania dostępnego kapitału ludzkiego wrozwoju nowych produktów iusług wzakresie bioinformatyki ibiostatystyki.

19. Jakie osiągnięcia mają polscy biotechnolodzy?

Biotechnologia uważana jest za jeden znajbardziej innowacyjnych sek- torów gospodarki na świecie, który osiągnie wartość 727,1 mld dolarów

30 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

do 2025 r., według raportu Grand View Research. Również wPolsce obserwuje się dość intensywny wzrost liczby przedsiębiorstw prowa- dzących działalność w dziedzinie biotechnologii. W 2011 r. było 91 fi rm, aw2016 r. ich liczba wzrosła dwukrotnie iwyniosła 184. Nakłady wewnętrzne poniesione w2016 r. przez przedsiębiorstwa na działalność biotechnologiczną osiągnęły 761,1 mln zł. Najwięcej fi rm biotechno- logicznych było zlokalizowanych wwojewództwie mazowieckim (ok. 21,1%), następnie wdolnośląskim (ok. 13,6%) oraz wwielkopolskim (ok. 13%), po jednej fi rmie wwojewództwie podlaskim izachodnio- pomorskim, natomiast w województwie świętokrzyskim nie działała żadna fi rma biotechnologiczna. Ten stan rzeczy ściśle wiąże się zliczbą jednostek naukowych, atakże szkół wyższych zlokalizowanych wkaż- dym województwie. Zdaniem badaczy głównym kierunkiem rozwoju biotechnologii jest obecnie opracowanie nowych metod terapeutycz- nych lub diagnostycznych wchorobach związanych zukładem nerwo- wym, chorobach nowotworowych, atakże chorobach cywilizacyjnych. Najistotniejszym utrudnieniem dla rozwoju branży jest ograniczony dostęp do środków fi nansowych. Warunki do prowadzenia działalności gospodarczej ocenia się jako umiarkowane idobre zmożliwością po- prawy wkolejnych latach.

20. Jakie mamy osiągnięcia wzakresie biotechnologii mikroorgani- zmów ibiotechnologii przemysłowej?

Produkcję insuliny przez bakterie prowadzi fi rma Bioton wMacierzyszu pod Warszawą – jeden znajnowocześniejszych zakładów biotechnolo- gicznych na świecie. To wniej powstaje insulina – zarówno substancja czynna, jak igotowe formy leku. Bioton produkuje insulinę wysokiej jakości na skalę komercyjną, zapewniając pacjentom bezpieczne isku- teczne leczenie cukrzycy. Posiada dwa zakłady produkcyjne: Zakład Produkcyjny zajmujący się produkcją form gotowych oraz Zakład Bio- technologii – wytwarzający substancję aktywną. Możliwości produkcyjne to 1500 kg substancji aktywnej, 95 mln wkładów, 10 mln fi olek. Podstawowym celem strategicznym ipriory- tetem jest bezpieczeństwo pacjentów zapewnione dzięki wytwarzaniu substancji czynnej (rekombinowanej insuliny ludzkiej) owysokiej ja- kości oraz skutecznych, bezpiecznych i trwałych produktów leczni- czych. Wszystkie produkty powstaną zgodnie zprzepisami prawa oraz wymaganiami Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP). Spełnienie tych

31 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

wymagań jest potwierdzane stale utrzymywanymi certyfi katami GMP wydanymi przez Głównego Inspektora Farmaceutycznego, atakże agen- cje zinnych krajów. Certyfi kacją objęte są wszystkie linie produkcyjne, kontrola jakości i magazyny. Produkty są wytwarzane i kontrolowane zgodnie ze specyfi kacjami i dokumentacją będącą podstawą wydania pozwoleń na dopuszczenie do obrotu produktów leczniczych. Wysoką jakość produktów gwarantuje wdrożony istale doskonalony system za- pewnienia jakości. Przykładem przedsięwzięcia zzakresu przemysłu jest projekt POIG 01.01.02-00-074/09, akronim: Zielona Chemia „Biotechnologiczna kon- wersja glicerolu do polioli i kwasów dikarboksylowych”, realizowany wlatach 2010-2014 przez Konsorcjum obejmujące Uniwersytet Przy- rodniczy wPoznaniu – Katedrę Biotechnologii iMikrobiologii Żywności (lider projektu UPP, prof. Włodzimierz Grajek, kierownik projektu), Katedrę Biochemii iBiotechnologii, Katedrę Chemii; Politechnikę Po- znańską, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Uniwersytet Przy- rodniczy wLublinie, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny wSzczecinie. Celem projektu było opracowanie technologii mikrobiolo- gicznej konwersji odpadowego glicerolu powstającego przy produkcji es- trów metylowych (tzw. biodiesla), do 1,3-propanodiolu, erytrytolu oraz kwasu bursztynowego ifumarowego. Wymienione związki chemiczne zostały wyizolowane zpodłoża hodowlanego ioczyszczone. Wkolejnym etapie badań opracowano technologię wykorzystania 1,3-propanodiolu do syntezy poliuretanów inienasyconych poliestrów. Użycie glicerolu do produkcji poliolu pozwala na rezygnację ze stosowania wtej dziedzinie surowców ropopochodnych. Innym atrakcyjnym produktem przerobu odpadowego glicerolu jest erytrytol. Poliol ten zuwagi na słodki smak iniską kaloryczność może być stosowany przez przemysł spożywczy jako substancja słodząca wmiejsce sacharozy. Kolejnymi produktami ofero- wanymi wprojekcie są kwas bursztynowy ikwas fumarowy. Kwas fu- marowy wprzemyśle chemicznym służy do produkcji żywic alkilowych, farb ilakierów oraz jako kopolimer. Substancję wykorzystuje się także wprzemyśle spożywczym jako naturalny środek zakwaszający ikonser- wujący. Kwas bursztynowy jest stosowany jako surowiec do produkcji sztucznych tworzyw oraz wprzemyśle spożywczym ifarmaceutycznym.

32 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Ryc. 1. Wytwarzanie 1,3-propanodiolu zodpadowego glicerolu przez bakterię E.coli BL21 zprzeniesionym szlakiem metabolicznym zpatogennych bakterii Citrobacter freundii. Zpracy doktorskiej Hanny Przystałowskiej. Projekt PO IG 01.01.02-00-074/09 pt. „Biotechnologiczna konwersja glicerolu do polioli i kwasów dikarboksylowych” o akronimie „ZIELONA CHEMIA” reali- zowany był wramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, 2007 – 2013, Oś Priorytetowa 1: Badania irozwój nowoczesnych technologii. Działania: 1.1. Wsparcie badań naukowych dla budowy gospodarki opartej na wiedzy. Poddziałania 1.1.2. Strategiczne programy badań naukowych iprac rozwojowych, wzakresie „nowe materiały itechnologie”, „biotechnologia ibioinżynieria”, atakże „rolnictwo iśrodowisko”

Projekt otworzył drogę do rozwoju wPolsce innowacyjnej „zielonej chemii” opartej na surowcach odnawialnych ijest powiązany zproduk- cją biopaliw silnikowych. Zadania realizowane wprojekcie miały przy- czynić się do: wprowadzenia do praktyki gospodarczej technologii owy- sokim ładunku innowacyjności polegającej na wykorzystaniu surowców odpadowych pochodzenia roślinnego wmiejsce surowców kopalnianych, głównie ropopochodnych, itym samym przyczyniających się do zmniej- szenia emisji gazów cieplarnianych, racjonalnego zagospodarowania od- padów z produkcji biopaliw i rozwoju nowoczesnej, proekologicznej

33 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

produkcji chemicznej, opracowania nowych technologii produkcji waż- nych surowców chemicznych, wzrostu poziomu wiedzy iumiejętności iich praktycznego wykorzystania wpriorytetowej dziedzinie konwersji odnawialnych źródeł surowcowych do ważnych gospodarczo produktów przemysłowych, wzrostu roli nauki w rozwoju gospodarczym naszego kraju. Dużym osiągnięciem było przygotowanie zmodyfi kowanych bak- terii E.coli wytwarzających zglicerolu 1,3-propanodiol, który może być wykorzystany wprzemyśle włókienniczym (ryc. 1). Oferowane technologie dotyczą: wytwarzania kwasu bursztynowego metodą mikrobiologiczną z glicerolu w warunkach semi-aerobowych, wytwarzania kwasu bursztynowego metodą mikrobiologiczną z sub- stratów mieszanych ijego oczyszczanie, produkcji syropu erytrylowego z glicerolu dla celów spożywczych, otrzymywania mikrokapsułek do immobilizacji mikroorganizmów stosowanych wprocesach biotechnolo- gicznych, technologii mikrobiologicznej syntezy 1,3-propanodiolu zgli- cerolu, technologii wydzielania ioczyszczania 1,3-propanodiolu zcieczy pofermentacyjnych.

21. Jakie są krajowe osiągnięcia wbiotechnologii środowiskowej?

Biotechnologia środowiskowa jest prężnie rozwijającym się kierunkiem, którego technologie są wykorzystywane wwielu dziedzinach, między innymi wochronie środowiska. Warto wspomnieć, że procesy biotechno- logiczne zachodzą naturalnie wświecie, jednak zadanie biotechnologii polega na ich przyspieszeniu, zwiększeniu wydajności iprowadzeniu na szeroką skalę. Ciekawą ibardzo ważną metodą jest bioremediacja. Przyczyną skażeń gruntów, często przekraczających dopuszczalne normy, jest wnikanie do nich toksycznych substancji z odpadów, ale ize źródeł pierwotnych. Powoduje to destabilizację parametrów gleby, skażenie wód oraz wymieranie fl ory ifauny. Szczególnie często widać to wokolicach stacji benzynowych, lotnisk, rafi nerii, miejsc eksploatacji cystern istacji obsługi maszyn. W ostatnich latach w Polsce rozwinął się i w dalszym ciągu trwa proceder sprowadzania śmieci. Pomimo wielu pożarów iafer związanych znielegalnym importem śmieci oszuści dalej próbują wprowadzać do kraju nielegalne odpady. Wkontenerach, które przypłynęły do Polski, odnaleziono ponad milion kilogramów nielegalnych odpadów komu- nalnych pochodzących z Europy Zachodniej. Uruchomiono procedu- rę zwrotu odpadów. Nadawcom grożą bardzo surowe kary fi nansowe,

34 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia a nawet kara więzienia. Trujące resztki spalonych śmieci miesiącami zalegają na pogorzeliskach. Za ich uprzątnięcie ostatecznie itak zapła- cą samorządy lub państwo. Wsumie mogą to być dziesiątki milionów złotych! Czyli po prostu – zapłacimy za to my! My wszyscy! Bioremediacja jest procesem naprawczym, wktórym wykorzystuje się bakterie, drożdże czy grzyby strzępkowe. Mikroorganizmy te mają za zadanie obniżenie stężenia zanieczyszczeń do bezpiecznego pozio- mu, przekształcenie węglowodorów naftowych do związków nietoksycz- nych lub przeprowadzenie mineralizacji do dwutlenku węgla i wody. Najczęściej stosuje się bakterie, ponieważ charakteryzują się dużą li- czebnością populacji, szybkim wzrostem, aco więcej – produkty ich me- tabolizmu rozkładają zanieczyszczenia. Wbioremediacji możliwe jest wykorzystanie drobnoustrojów, dla których substancje ropopochodne stanowią jedyne źródło węgla ienergii. Wszystkie organizmy używane do usuwania zanieczyszczeń izolowane są spośród mikrofl ory naturalnej występującej na danym terenie lub otrzymywane są wwyniku inżynie- rii genetycznej. Ponieważ poszczególne gatunki nie mogą przyswajać wszystkich węglowodorów, a jedynie konkretne związki o określonej strukturze chemicznej, wpraktyce często stosuje się specjalne zesta- wy, czyli konsorcja mikroorganizmów degradujące grupę węglowodorów. Aby wspomóc biodegradację zanieczyszczeń, oprócz żywych, aktywnych mikroorganizmów można wprowadzić do gleby także sorbent. Stanowi on barierę przed toksycznymi związkami, atakże zatrzymuje wsobie substancje odżywcze takie jak sole biogenne iwitaminy. Bioremediacja może być prowadzona na dwa sposoby – ex situ iin situ. Ten pierwszy polega na zastosowaniu specjalnych urządzeń – bioreak- torów lub fi ltrów zraszanych do usuwania zanieczyszczeń ciekłych, ado odpadów stałych zaleca kompostowanie. Drugi sposób (in situ) pozwa- la na oczyszczanie wmiejscu skażenia, bez konieczności przenoszenia gruntu idzieli się na trzy istotne procesy, amianowicie: bioremediację podstawową, obejmującą monitoring naturalnego procesu biodegradacji; biostymulację – modyfi kację środowiska polegającą na wprowadzaniu dodatkowych substancji odżywczych, tj. pożywek dla mikroorgani- zmów oraz dodatkowe napowietrzanie terenu poddawanego procesowi bioremediacji; bioaugmentację, tzw. szczepienie gleby, czyli sztuczne wprowadzanie szczepów do środowiska glebowego wcelu zainicjowania procesów rozkładu. Jednak każde zrozwiązań, jakie oferuje biotechnologia, ma również swoje wady iprzeszkody, które należy ominąć. Na przebieg bioreme-

35 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

diacji wpływają: ilość dostępnego tlenu, wody, pH, obecność pożywek itemperatura. Nie bez znaczenia jest także rodzaj gruntu, na którym prowadzi się proces, irodzaj substancji ropopochodnych. Tak więc ogra- niczać ją będą skrajnie wysokie stężenie zanieczyszczeń, niekorzystne pH, niedobór substancji odżywczych dla mikroorganizmów albo zbyt niska wilgotność. Biotechnolodzy jednak potrafi ą sobie ztym poradzić, prowadząc natlenianie idodawanie pożywek. Pamiętać należy także, że proces bioremediacji wymaga ciągłego monitoringu stanu środowiska, wktórym prowadzony jest proces. Przykładem polskiej fi rmy zajmującej się bioremediacją, intensy- fi kującą istymulującą procesy zachodzące naturalnie, jest JARS S.A., która od powstania w2002 roku świadczy wszerokim zakresie wyspe- cjalizowane usługi. Zajmuje wiodącą pozycję idysponuje unikatowym na rynku know-how w zakresie badań laboratoryjnych, posiada sieć 7 nowoczesnych laboratoriów. Obsługuje największe fi rmy zPolski oraz rynków Unii Europejskiej. Doradza wobszarach bezpieczeństwa żyw- ności, kosmetyków iochrony środowiska. Bada produkty największych fi rm zcałej Europy; każdego dnia bada ponad 1500 próbek.

22. Jakie są polskie osiągnięcia wbiotechnologii medycznej?

Firmy biotechnologiczne coraz częściej inwestują w opracowywanie nowych leków biologicznych – to trend obecny wostatnich latach na całym świecie. We współczesnym rozumieniu leki biologiczne defi nio- wane są jako substancje pozyskiwane od żywych organizmów (ludzi, zwierząt, roślin, mikroorganizmów), które można stosować wleczeniu chorób uludzi. Leki biologiczne wytwarza się whodowlach komórek zwierzęcych, roślinnych, zwykorzystaniem bakterii, wirusów czy droż- dży. Są one zdolne do naśladowania funkcji prawidłowych białek czło- wieka, mogą także wpływać na interakcje między różnymi biologicznie czynnymi cząsteczkami. Do głównych grup leków biologicznych zalicza się rekombinowane białka ludzkie, białka fuzyjne, atakże przeciwciała monoklonalne. Leki biologiczne dosyć znacznie różnią się od konwencjonalnych chemicznych farmaceutyków – inny jest sposób ich wytwarzania, bu- dowa, farmakokinetyka. Leki biologiczne podlegają owiele bardziej za- ostrzonej kontroli na etapie produkcji, gdyż są produkowane przez żywe komórki. Ze względu na większą skuteczność terapii wróżnych choro- bach, szybsze działanie czy też wygodę stosowania terapie biologicz-

36 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia ne są uznawane przez niektórych ekspertów za rewolucję wleczeniu licznych przypadków ciężkich chorób – reumatycznych, onkologicznych bądź innych. Dostępność terapii biologicznych jest wPolsce ograniczona – według danych z2015 roku wśród wszystkich osób cierpiących na choroby reu- matyczne, zaledwie około 1% pacjentów miało dostęp do leczenia zza- stosowaniem leków biologicznych. Biorąc pod uwagę odsetek pacjentów kwalifi kujących się do tego rodzaju terapii, Polska jest zdecydowanie w tyle za takimi krajami jak Czechy, Hiszpania, Szwecja, Anglia czy Niemcy. Oprócz oryginalnych leków biologicznych rozwija się również bran- ża leków biopodobnych (ang. biosimilars) – produktów, które budową idziałaniem naśladują leki oryginalne, natomiast do ich wytworzenia stosuje się nowe procesy technologiczne iinne linie komórkowe. Wpro- wadzenie takich leków na rynek możliwe jest po wygaśnięciu ochrony patentowej dla oryginalnych cząstek biologicznych. Jednym znajważniejszych graczy na rynku jest gdańska fi rma farma- ceutyczna Polpharma, która sukces odniosła dzięki opracowaniu, pro- dukcji isprzedaży leków generycznych. W2011 r. Polpharma otworzyła nowy dział zajmujący się głównie opracowaniem leków biopodobnych – Polpharma Biologics. Leki biopodobne powstają wjednym znajno- wocześniejszych ośrodków biotechnologicznych w Europie. Całkowi- ta inwestycja fi rmy wdziałalność biotechnologiczną ma do 2023 roku przekroczyć 2 mld zł, apierwszy produkt komercyjny ma się pojawić na rynku amerykańskim wroku 2020. Bardzo duży wkład wrozwój polskiego rynku leków biopodobnych wniósł Mabion – utworzona w2007 r., obecna na giełdzie spółka bio- technologiczna. Mabion rozwija preparat pod nazwą MabionCD20 – lek biopodobny do Mabthera (rituximab), przeciwciało monoklonalne, któ- re ma znaleźć zastosowanie wleczeniu chłoniaka, przewlekłej białaczki limfocytowej czy też reumatoidalnego zapalenia stawów. MabionCD20 był już podawany pacjentom wramach trzeciej fazy badań klinicznych. W 2018 roku Mabion złożył wniosek rejestracyjny dla tej cząsteczki wEuropejskiej Agencji Leków (EMA); spółka zainicjowała również pro- ces jej rejestracji wBrazylii. Poza MabionCD20 fi rma wramach swo- jego portfolio rozwija aż 5 różnych związków biopodobnych. Oprócz Mabionu iPolpharmy prace nad lekami biologicznymi ibiopodobnymi prowadzą również Celon Pharma (akcjonariusz Mabionu), Selvita czy też OncoArendi Therapeutics.

37 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Dużym osiągnięciem biotechnologicznym są prowadzone od 1992 r. prace prof. Andrzeja Mackiewicza nad szczepionką terapeutyczną na czerniaka. Od tamtego czasu opracowano już kilka generacji szczepio- nek. Cały proces jest bardzo skomplikowany, gdyż obecnie w Polsce obowiązują przepisy Unii Europejskiej, awymagania stawiane ośrodkom akademickim iszpitalnym są identyczne ztymi, które obowiązują wiel- kie koncerny farmaceutyczne. Szczepionka lub lek musi być wytwarza- ny zgodnie zzasadami tzw. Dobrej Praktyki Wytwarzania (Good Manu- facturing Practice, GMP) imieć zezwolenie Głównego Inspektora Farma- ceutycznego na jej wytwarzanie. Udało się stworzyć linię produkcyjną szczepionki, która została zlokalizowana wPilotowej Stacji Biotechno- logii na Uniwersytecie Przyrodniczym wPoznaniu. Przez wszystkie lata łącznie do badań klinicznych, które obejmowały fazę I i II, zakwali- fi kowano około 450 chorych zzaawansowanym czerniakiem. Mediana przeżycia chorych ztak zaawansowaną chorobą wynosi około 7 miesięcy. Wbadaniach ponad 130 chorych nadal żyje ijest leczonych, aokres ich przeżycia wynosi od 5 do 13 lat. Badania są nadal kontynuowane, gdyż szczepionka musi być podawana bez przerwy do końca życia.

23. Jakie są krajowe osiągnięcia wbiotechnologii roślin?

Minęło ponad 20 lat od komercjalizacji transgenicznych roślin okre- ślanych wliteraturze przedmiotu jako uprawy biotechnologiczne (ang. biotech crop) lub genetycznie modyfi kowane GM lub GMO. Wtym okre- sie stało się jasne, że mimo wielu kontrowersji wróżnych krajach areał upraw tych roślin wzrasta zroku na rok, sprawiając, że rozwój GMO znalazł się na pierwszym miejscu wśród głównych innowacji rolniczych. Na rycinie 2 przedstawiono areał światowych upraw roślin GMO, przy czym warto wskazać, że główne uprawy dotyczą zaledwie czterech gatunków – soi, kukurydzy, bawełny irzepaku, wśród których zdecy- dowanie przeważa transgeniczna soja (95,9 mln ha, 78% wszystkich upraw), kukurydza (58,9 mln ha, 30% wszystkich upraw), bawełna (24,9 mln ha, 76% wszystkich upraw), rzepak (10,1 mln ha, 29% wszystkich upraw). To co dawniej wydawało się mało realne – rośliny oporne na herbicydy iszkodniki są już uprawiane zarówno wkrajach rozwiniętych, jak irozwijających się. W2018 roku areał upraw roślin transgenicznych osiągnął rekordową powierzchnię – 191,7 mln hektarów w26 krajach. Szacuje się, że uprawa roślin GMO przyniosła dochód przewyższający 133 mld dolarów (ISAAA 2018).

38 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Ryc. 2. W2018 r. uprawy biotechnologiczne prowadzono w26 krajach, wtym w 21 krajach rozwijających się i 5 krajach uprzemysłowionych. Obsiano 191,7 mln hektarów upraw. Łącznie w70 krajach uprawiano/importowano rośliny transgeniczne według Global Status of Commercialized Biotech / GM Crops opublikowanym przez ISAAA2. Ciągłe prowadzenie upraw bio- technologicznych przez rolników na całym świecie wskazuje, że uprawy biotechnologiczne nadal pomagają sprostać globalnemu wyzwaniu obejmu- jącego głód, niedożywienie izmiany klimatu

Omówienie osiągnięć zzakresu biotechnologii roślin wnaszym kraju jest stosunkowo trudne, ponieważ Polska opowiedziała się jako kraj wol- ny od GMO iwłaściwie uprawy roślin transgenicznych nie są wPolsce prowadzone. Stąd obraz biotechnologii roślin wPolsce wdużej mierze nie dotyczy biotechnologii iwiele opracowań obejmuje raczej biologię komórki, biochemię czy też fi zjologię. Przykładami osiągnięć mogą być jednak prace zzakresu mikropropagacji roślin iutrzymywania bioróż- norodności. Najsłynniejsze dęby wPolsce – Lech, Czech iRus – rosną wparku otaczającym pałac w Rogalinie. Najlepiej zachowanym drzewem jest Rus, który ma ponad 9 metrów wobwodzie. Iwłaśnie ten dąb naukow- com zInstytutu Dendrologii Polskiej Akademii Nauk wKórniku udało się sklonować! To pierwszy taki odmłodzony dąb metodą in vitro. Było

2 ISAAA Brief 54, https://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/54/default.asp

39 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

to możliwie dzięki prowadzonym w latach 2013-2017 badaniom nad mikrorozmnażaniem wsterylnych kulturach in vitro wiekowych, histo- rycznych dębów pomnikowych rosnących w Polsce, liczących od 500 do 800 lat. Badania fi nansowane były przez Generalną Dyrekcję Lasów Państwowych. W2014 r. wpołowie kwietnia zostały ścięte izabrane do laborato- rium specjalnie wybrane gałęzie najstarszych dębów w Polsce. Dęby szypułkowe należą do najokazalszych drzew występujących naturalnie na terenie Polski. Są w stanie osiągać obwód pnia (mierzony na wy- sokości 120 cm) nawet do 10 metrów. Są to często pomniki przyrody, owalorach nie tylko przyrodniczych, lecz także historycznych ikultu- rowych. Z pobranych próbek dębów Bartek, Lech, Dziaduś, Chrobry oraz kilku innych dębów pomnikowych rosnących na terenie Polski tylko Rus dał się ukorzenić. Sklonowany dąb Rus został posadzony wparku przy dawnej rezydencji Pałacu Raczyńskich wRogalinie. Innym przykładem jest projekt PBS1/A8/9/2012, akronim SORMI- SOL „Opracowanie innowacyjnej technologii produkcji bioetanolu II generacji zbiomasy sorgo (Sorghum sp.) imiskanta (Miscanthus sp.)”, realizowany wlatach 2012-2016 przez konsorcjum obejmujące Uniwer- sytet Przyrodniczy w Poznaniu – Katedrę Biochemii i Biotechnologii (KBiB UP, lider projektu) oraz Katedrę Biotechnologii iMikrobiologii Żywności (KBiMŻ UP), Instytut Włókien Naturalnych iRoślin Zielar- skich (IWNiRZ), Instytut Genetyki Roślin PAN (IGR PAN) oraz In- stytut Chemii Bioorganicznej PAN (IChB PAN). Celem projektu było opracowanie technologii produkcji bioetanolu drugiej generacji zbio- masy sorgo i miskanta. W ramach projektu ustalono parametry tech- nologiczne oraz przeprowadzono selekcję gatunków i uzyskano nowe szczepy drobnoustrojów do fermentacji alkoholowej zwykorzystaniem biomasy roślinnej sorgo imiskanta. Zwiększono potencjał plonotwórczy iokreślono parametry biochemiczne miskanta jako surowca do produk- cji bioetanolu. Przeprowadzono modyfi kację roślin sorgo dla zwiększe- nia wydajności produkcji bioetanolu, atakże opracowano ischarakte- ryzowano konstrukcje genowe dla podwyższenia zawartości sacharozy imodyfi kacji składu ściany komórkowej sorgo imiskanta. Biotechnolodzy zUniwersytetu Wrocławskiego pod kierunkiem prof. Jana Szopy-Skórkowskiego już kilka lat temu stworzyli len modyfi ko- wany genetycznie, zktórego powstały opatrunki na trudno gojące się rany. Len jest rośliną, wktórej obecność najważniejszych szlaków me-

40 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

tabolizmu stwarza rzadko spotykaną możliwość przystosowania surow- ców z niego pochodzących do wielu produktów, takich jak tekstylia okonkurencyjnej jakości, materiały opatrunkowe, włókna kompozytowe ikompozyty włókien zpolimerową matrycą. Według badaczy len to „in- teligentna roślina” oszerokim zastosowaniu, jednak podatna na choro- by. Żeby zwiększyć oporność tej rośliny, wykorzystano metody inżynierii genetycznej iutworzono rośliny transgeniczne, oporne na infekcje oraz o zwiększonej zawartości związków o właściwościach antyoksydacyj- nych. Dzięki tym modyfi kacjom otrzymano len, którego parametry po- zwoliły na stworzenie opatrunków leczących owrzodzenia, zespół stopy cukrzycowej, ropne zgorzelinowe zapalenia skóry iodleżyny. Wkrótce okazało się, że restrykcyjne przepisy irozporządzenia Unii Europejskiej uniemożliwiły wykorzystanie surowców lnianych pozyska- nych zroślin modyfi kowanych genetycznie wprzemyśle. Obecnie jest możliwość tworzenia organizmów modyfi kowanych iich badania, jednak wyłącznie po to, by poznać strukturę ifunkcje danego białka, ale nie można takich organizmów wykorzystać jako źródła surowcowe. Boimy się roślin GMO?

24. Jakie osiągnięcia ma polska biotechnologia zwierząt?

Biotechnologia rozwija się niezwykle dynamicznie, apraktyczne moż- liwości związane zbiotechnologią zwierząt wykraczają daleko poza ho- dowlę iprodukcję zwierzęcą. Obejmują obszary biomedycyny ifarmacji, dostarczają narzędzi do zachowania bioróżnorodności oraz ratowania ginących gatunków. Jako przykład osiągnięcia zzakresu biotechnologii zwierząt można wskazać klonowanie itransgenezę zwierząt dla potrzeb biomedycznych. Jednym zostatnich projektów zrealizowanych zpo- wodzeniem jest uzyskanie transgenicznych świń iwykorzystanie ich skóry, zastawek serca inaczyń wmedycynie. Marszałek Województwa Wielkopolskiego przyznał nagrodę Innowacyjna Wielkopolska badaczom z Katedry Biochemii i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu. Wrealizacji badań brały udział zespoły badawcze zKatedry Biochemii iBiotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu, Instytutu Genetyki Człowieka PAN wPoznaniu pod kierunkiem prof. Ryszarda Słomskiego, Instytutu Zootechniki – Państwowego Instytutu Badawczego pod kierunkiem prof. Zdzisława Smorąga, aodbiorcami wyników były Centrum Leczenia Oparzeń wSiemianowicach Śląskich w osobach dr. Kazimierza Cieślika i dr Agnieszki Klamy-Baryły oraz

41 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi wZabrzu pod kierunkiem dr. Piotra Wilczka. Transplantacja stała się obecnie rutynowym zabiegiem chirurgicz- nym iwwielu wypadkach najlepszą lub jedyną metodą umożliwiającą ratowanie życia ludziom cierpiącym zpowodu schyłkowej niewydolno- ści narządów. Utrzymujący się od lat krytyczny niedobór potencjalnych organów itkanek do przeszczepów spowodował duże zainteresowanie badaniami ukierunkowanymi na poszukiwanie alternatywnych źródeł organów. Wykorzystanie do przeszczepów uludzi organów pochodzą- cych od innych ssaków (ksenotransplantacja) stało się oczywistą stra- tegią rozwiązania problemu iszansą na ratowanie życia tysiącom ludzi. Wcześniejsze próby skazane były na niepowodzenie, dopiero współcze- sna biotechnologia pozwoliła na wprowadzanie modyfi kacji genetycz- nych do zwierząt przewidzianych jako dawcy narządów wtaki sposób, by ich organy nie były rozpoznawane przez układ odpornościowy biorcy, aprocesy prowadzące do odrzucenia ksenoprzeszczepu ulegały zaha- mowaniu. Głównym osiągnięciem było uzyskanie drogą inżynierii genetycznej modyfi kowanych świń, których tkanki inarządy mogłyby być wykorzy- stane do przeszczepów uludzi. Zaprojektowano modyfi kacje świń iuzy- skano pięć linii transgenicznych świń, scharakteryzowano je na pozio- mie molekularnym ifunkcjonalnym iprzekazano do eksperymentalnego leczenia. Uzyskanie transgenicznych oraz podwójnie transgenicznych świń na podstawie zasobów poznańskiego iwspółpracujących ośrodków jest osiągnięciem liczącym się w skali światowej. Już obecnie skórę zwierząt wykorzystuje się do leczenia ciężkich oparzeń, zastosowano ją wczterech bardzo ciężkich przypadkach, zakończonych uratowaniem życia, w dwóch przypadkach powierzchnia oparzeń wynosiła 80-90% całkowitej powierzchni ciała. Również zastawki serca są intensywnie badane pod kątem ich wykorzystania do przeszczepów uludzi. Kolejny projekt INNOMED/I/17/NCBR/2014, akronim: MEDPIG „Opracowanie innowacyjnej technologii wykorzystania tkanek trans- genicznych świń dla celów biomedycznych”, realizowany w latach 2014-2017, stanowił kontynuację tematyki ksenotransplantacji. Kon- sorcjum obejmowało Instytut Zootechniki – PIB (IZ-PIB); Uniwer- sytet Przyrodniczy wPoznaniu – Katedrę Biochemii iBiotechnologii (lider projektu, KBiB UP); Instytut Genetyki Człowieka PAN (IGC PAN); Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego wPoznaniu (UMP); Fundację Rozwoju Kardiochirurgii im. Zbigniewa Religi wZa-

42 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia brzu (FRK); Centrum Leczenia Oparzeń wSiemianowicach Śląskich (CLO) i Laboratorium Genetyki Molekularnej (LGM). Celem pro- jektu było opracowanie technologii wykorzystania tkanek transgenicz- nych świń dla potrzeb biomedycznych. Projekt stanowił alternatywę wstosunku do badań zzastosowaniem komórek macierzystych iprac ukierunkowanych na uzyskanie sztucznych narządów. Mimo upływu czasu izaangażowania znaczących środków nie obserwuje się przełomu technologicznego wpracach na komórkach macierzystych iprototypach sztucznych narządów, natomiast konsorcjanci przekazali już do banku tkanek preparaty skóry świń, które wielokrotnie zastosowano do le- czenia oparzeń. Dla realizacji projektu zaplanowano siedem głównych zadań: 1 – opracowanie systemu hodowli oraz pozyskiwanie skóry, za- stawek i naczyń krwionośnych od transgenicznych świń do wykorzy- stania wbiomedycynie; 2 – zwiększenie potencjału uzyskiwania świń politransgenicznych metodami biotechnologii rozrodu; 3 – opracowanie i charakterystyka konstrukcji genowych zapobiegających odrzuceniu ksenoprzeszczepu; 4 – wieloparametryczną charakterystykę transge- nicznych zwierząt z uwzględnieniem genomiki, cytogenetyki, prote- omiki i testów funkcjonalnych; 5 – opracowanie możliwości leczenia chorób naczyń człowieka oparte na naczyniach transgenicznych świń; 6 – opracowanie technologii wytwarzania innowacyjnych bioprotez za- stawek serca zwykorzystaniem technik inżynierii tkankowej imetod biologii molekularnej; 7 – przygotowanie dwóch wariantów opatrunku biologicznego ze skóry transgenicznych świń przeznaczonych do wy- korzystania klinicznego uchorych zranami oparzeniowymi iprzewle- kłymi, z zastosowaniem technik inżynierii tkankowej i komórkowej; 8 – kontrolę spójności jakościowej realizowanych zadań i stabilności transgenezy. Tkanki transgenicznych zwierząt – skóra, zastawki, na- czynia – mogą być stosowane do leczenia pacjentów onkologicznych. Niedobór organów i tkanek od zmarłych dawców, niezbędnych dla celów transplantacyjnych, jest współcześnie znaczącym problemem. Wydłużająca się średnia długość życia ludzi doprowadziła do wzrostu liczby pacjentów cierpiących na choroby przewlekłe oraz schyłkową niewydolność narządów. Zapotrzebowanie na organy, tkanki ikomór- ki do transplantacji (np. serce, nerki, komórki Langerhansa) znacznie przewyższa liczbę dostępnych dawców. Rozziew pomiędzy liczbą do- stępnych organów aliczbą oczekujących na przeszczep rośnie zroku na rok. Mimo postępu wbiologii komórek macierzystych iinżynierii tkankowej kliniczne zastosowanie technik zzakresu powyższych dzie-

43 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

dzin to daleka przyszłość. Łatwo dostępne źródło narządów, tkanek ikomórek pochodzenia zwierzęcego (transplantacja między gatunkami, ksenotransplantacja) rozwiązałoby istniejący problem. Najodpowied- niejszym dawcą organów wdziedzinie ksenotransplantacji wydaje się być genetycznie modyfi kowana świnia domowa, która ze względu na fi - zjologiczne podobieństwo jest najodpowiedniejszym donorem organów.

25. Jakich korzyści dostarcza nowoczesna biotechnologia?

Biotechnologia należy do trzech – obok informatyki itelekomunika- cji – najbardziej perspektywicznych dziedzin przemysłu w XXI wie- ku. Przyjmuje się, że biotechnologia jest szeroką dyscypliną, wktórej procesy biologiczne, organizmy, komórki lub składniki komórkowe są wykorzystywane do opracowywania nowych technologii. Nowe narzę- dzia iprodukty opracowane przez biotechnologów są wykorzystywane wbadaniach naukowych, rolnictwie, przemyśle iklinikach. Biotechnologia to wykorzystanie systemów biologicznych i organi- zmów żywych do wytwarzania lub modyfi kowania produktów bądź pro- cesów do określonych celów. Rolnictwo, produkcja żywności imedycyna stanowią najpowszechniejsze obszary zastosowania biotechnologii, obok innych dziedzin interdyscyplinarnych takich jak genomika, immunologia stosowana oraz rozwój terapii farmaceutycznych itestów diagnostycz- nych. Według danych przedstawionych przez Conora Stewarta na plat- formie Statista wraporcie Biotechnology in Europe – Statistics & Facts z28 lutego 2020 r.3 sektor ten jest uważany za strategiczny dla gospodarki europejskiej, przynosi około 25 mld dolarów przychodów izatrudnia 72 tysiące pracowników. Wciągu ostatnich kilku lat sektor biotechnologicz- ny stał się jedną znajbardziej innowacyjnych gałęzi przemysłu wUnii Europejskiej, zprawie 80 tysiącami zgłoszeń patentowych zarejestrowa- nych w2014 roku. Niezwykle wysokie koszty badań irozwoju wymuszają współpracę europejskich fi rm biotechnologicznych zwiększymi fi rmami, aby zakończyć rozwój swoich produktów ipatentów. Wykorzystanie biotechnologii wrolnictwie, produkcji żywności ime- dycynie jest również szeroko dyskutowanym tematem ze względu na wpływ na środowisko izdrowie ludzi. Niektóre znajbardziej palących problemów etycznych wtej branży to na przykład wykorzystanie ludzi wbadaniach klinicznych, uprawy genetycznie modyfi kowanych roślin,

3 https://www.statista.com/topics/3399/biotechnology-in-europe/

44 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

inżynieria genetyczna, testy na zwierzętach, bioterroryzm ibadaniach nad komórkami macierzystymi. Jako przykłady zastosowań biotechnologii wżyciu codziennym wy- mienić należy między innymi: 1 – pozyskiwanie dodatków iczynników wspomagających produkcję żywności (zamiast czynników chemicznych) determinujących parametry technologiczne produktów spożywczych; 2 – obniżanie kosztów przetwórstwa; 3 – podwyższanie jakości produk- tów; 4 – dostarczanie szybkich itanich metod analitycznych zarówno wmedycynie, jak iwprocesach przemysłowych czy wochronie środo- wiska; 5 – przedłużanie trwałości produktów; 6 – obniżanie kosztów obróbki odpadów, na przykład przez stosowanie biodegradowalnych materiałów do pakowania produktów; jak również 7 – otrzymywanie cennych terapeutyków, na przykład hormonów.

26. Do czego służą nowe techniki hodowli (NBT)?

Nazwa NBT (ang. new breeding techniques) odnosi się do nadanego przez Unię Europejską Wspólnotowemu Centrum Badawczemu (ang. Joint Research Centre, JCR) obowiązku zajęcia się technikami NBT iutworze- nia Grupy Roboczej ds. Nowych Technik (ang. New Techniques Working Group). Do technik NBT zaliczana jest: mutageneza ukierunkowana nukleazami (ang. site-directed nuclease technology, SDN); mutageneza ukie- runkowana oligonukleotydami (ang. oligonucleotide directed mutagenesis, ODM); cisgeneza iintrageneza (ang. cisgenesis and intragenesis); metylacja DNA zależna od RNA (ang. RNA-dependent DNA methylation, RdDM); szczepienia na transgenicznej podkładce (ang. grafting on GM rootstock); odwrócona hodowla (ang. reverse breeding); agroinfi ltracja (ang. agro-in- fi ltration, agro-inoculation, fl oral dip); syntetyczna genomika (ang. synthetic genomics), technologia CRISPR/Cas (ang. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Technologie NBT można uznać za napędzające działanie małych iśrednich przedsiębiorstw unijnych, gdyż są stosunkowo proste iwprzy- spieszony sposób mogą dostarczać nowych odmian roślin, wtym również owocowych iwarzywnych. Zwolennicy tej technologii uważają, że kra- je unijne powinny uwzględnić je jako nie prowadzące do powstawania GMO, co wpłynie na rozwój fi rm hodowlanych, ożywienie całego sektora iwzrost ekonomiczny. Może też prowadzić do poprawy konkurencyjności. Niektórzy badacze uważają, że do tych technik należy również trans- geneza, dzięki której uzyskano szereg odmian roślin opornych na herbi-

45 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

cydy ipestycydy. Ich areał upraw ciągle wzrasta idzieli świat na kraje zezwalające na uprawy transgeniczne itakie, które upraw transgenicz- nych nie akceptują.

27. Jak można wykorzystać ukierunkowane nukleazy (ang. site-di- rected nuclease technology, SDN) wtechnologii NBT?

Wgrupie ukierunkowanych nukleaz (ang. site-directed nuclease technology, SDN) można wyróżnić trzy główne technologie określane jako SDN-1, SDN-2 iSDN-3. Terminy alternatywne to: meganukleazy, nukleazy palca cynkowego (ang. zinc fi nger nuclease, ZFN technology, ZFN-1, ZFN- 2, ZFN-3) inukleazy efektorowe podobne do aktywatora transkrypcji (ang. transcription activator like effector nucleases, TALENs). Technologie oparte są na obserwacji, że cząsteczki biologiczne zawierające dome- ny rozpoznające specyfi czne regiony DNA ijednocześnie wykazujące aktywność nukleolityczną, po dodaniu do komórek roślinnych iwnik- nięciu do ich wnętrza przecinają DNA (hydroliza DNA). Głównym celem tej technologii jest wykorzystanie mechanizmów naprawczych komórki, podczas których może dojść do wprowadzenia zmian wDNA w miejscu przerwania nici. Mogą być to zmiany o charakterze ma- łych delecji (ubytku informacji genetycznej), substytucji (zamianie informacji genetycznej) lub addycji (dodaniu informacji genetycznej). Wten sposób można uzyskać rośliny onowej charakterystyce, wtym ozmianach korzystnych dla hodowców. Technologia SDN-1 powoduje powstanie dwuniciowych przerw wgenomowym DNA rośliny, przy czym do komórek nie jest dodawa- ny obcy DNA (ryc. 3). Podczas naprawy uszkodzeń DNA może dojść do zamiany nukleotydu lub jego delecji powodujących wyciszenie bądź wyłączenie (ang. knock-out) genu wkomórce. Technologia SDN-2 różni się od SDN-1 tym, że wprocesie naprawczym można dodać niewielki komplementarny odcinek DNA, który służąc jako matryca wnaprawie genomowego DNA, wprowadzi wnim zmianę. Zmiany mogą mieć trwa- ły charakter, tzn. zmiany są przekazywane do potomstwa. Technologia SDN-3 jest zbliżona do SDN-2, przy czym podczas naprawy genomo- wego DNA wprowadzić można całe geny.

46 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Ryc. 3. Technologia ukierunkowanych nukleaz. Nukleazy rozpoznają swo- iste miejsca, anastępnie hydrolizują (przecinają) DNA. Wprocesie napra- wy można wyróżnić trzy możliwości: SDN-1, delecja lub zmiana zasady w DNA; SDN-2, zmiana z wykorzystaniem matrycy; SDN-3, włączenie nowego materiału genetycznego

Ośrodki stosujące technologię SDN-1 iSDN-2 uważają, że nie wpro- wadzają rekombinowanego DNA i stąd ich badania nie prowadzą do otrzymania nowych odmian, które można by uznać za GMO. Zkolei technologia SDN-3 wprowadzając dodatkowe fragmenty DNA, podlega pod defi nicję GMO. Jednakże ośrodki stosujące tę technologię uważają, że do GMO powinno się zaliczać wprowadzanie odcinków powyżej 20 par zasad (pz). Okazało się bowiem, że długość oligonukleotydu składa- jącego się z9 nukleotydów położonych wokół centralnego nukleotydu niosącego mutację jest optymalna dla niepełnej hybrydyzacji zhomo- logicznym odcinkiem DNA. Pełna długość tak przygotowanego oligo- nukleotydu będzie wynosiła 19 par zasad. Określenie długości wprowa- dzanego do komórek odcinka DNA na powyżej 20 par zasad umożliwi badaczom szerokie stosowanie technologii, głównie SDN. Technologia SDN może prowadzić do uzyskania nowych odmian oulepszonych ce- chach, przypomina jednak tradycyjne metody mutagenezy chemicznej lub radiacyjnej, które prowadziły do uzyskania roślin ocechach korzyst- nych lub niekorzystnych.

47 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

28. Jak można wykorzystać technikę mutagenezy ukierunkowanej zzastosowaniem oligonukleotydów (ang. oligonucleotide directed mutagenesis, ODM)?

Technika mutagenezy ukierunkowanej zzastosowaniem oligonukleoty- dów (ang. oligonucleotide directed mutagenesis, ODM) umożliwia wprowa- dzanie do organizmów mutacji punktowych. Stosuje się wniej oligonu- kleotydy (krótkie jednoniciowe odcinki DNA), które po wprowadzeniu do komórki łączą się zhomologicznym odcinkiem DNA. Syntetyczne oligonukleotydy mogą zawierać pojedynczą zmianę wsekwencji DNA ipo połączeniu zDNA gospodarza, wprocesie naprawy, zmiana która była zawarta woligonukleotydzie, może być wprowadzona na stałe do DNA gospodarza. Oligonukleotyd nie zostaje włączony do DNA ko- mórki roślinnej ipodlega degradacji, natomiast wprowadzona zmiana jest przekazywana do potomstwa (ryc. 4).

Ryc. 4. Technika mutagenezy ukierunkowanej z zastosowaniem oligonu- kleotydów. Podczas naprawy DNA może dojść do wbudowania niekom- plementarnej zasady opartej na oligonukleotydzie zawierającym celowo wprowadzoną zmianę

48 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Szeroko dyskutowana jest kwestia, czy wwyniku stosowania tech- nologii ODM powstają organizmy GMO czy też nie. Biorąc pod uwagę obowiązujące defi nicje, jest to technologia inżynierii genetycznej, którą można uznać za prowadzącą do powstania GMO. Niewątpliwą zaletą tej technologii jest przyspieszenie procesu uzyskiwania nowych odmian, jest ona stosunkowo prosta, polega na inkubacji komórek roślinnych zoligonukleotydem zawierającym zmianę, następnie prowadzona jest standardowa regeneracja roślin. Stosowanie metody ODM dotyczyć ma bardzo ważnych cech oporności na choroby, tolerancji na warunki stre- sowe, na przykład susze, ipoprawę wartości odżywczych. Metoda ODM choć zbliżona do metod konwencjonalnych, jest jednak czterokrotnie szybsza.

29. Jakie jest znaczenie cisgenezy iintragenezy wNBT?

Technologia cisgenezy jest bardzo podobna do konwencjonalnych tech- nik hodowlanych, jednak umożliwia bardziej specyfi czny transfer genów między blisko spokrewnionymi gatunkami roślin. W tej technologii można przenieść określoną cechę, na przykład oporności, na patogen z tego samego lub blisko spokrewnionego gatunku, pod warunkiem możliwości wykonania krzyżowań, jedynie nieznacznie zmieniając ge- nom. Cisgeneza umożliwia uzyskanie nowych odmian wczasie czte- rokrotnie szybszym niż metodami tradycyjnymi, przy czym określona cecha jest wprowadzana w sposób kontrolowany, bez konieczności usuwania cech niepożądanych (ryc. 5). Roślina donorowa danej cechy, jak już zaznaczono, musi krzyżować się z rośliną biorcą. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (ang. European Food Safety Authority, EFSA) uważa, że cisgeneza nie odbiega wsensie bezpieczeństwa od metod tradycyjnych. Przyjmuje się, że cisgeneza może być zastosowana do uzyskiwania oporności na patogeny u warzyw i owoców, głównie ziemniaków, jabłek ibananów, co spowoduje spadek użycia pestycydów ibędzie miało korzystny wpływ zarówno na środowisko, jak ikonsu- mentów. Cisgeneza wymieniana jest również jako bardzo ważna dla upraw winorośli iprzemysłu winiarskiego. Intrageneza (ang. intragenesis) zkolei różni się od cisgenezy wyko- rzystaniem nowych kombinacji genów utworzonych przez rearanżację funkcjonalnych fragmentów DNA. Dotyczy również wykorzystania ma- teriału genetycznego pochodzącego ztego samego gatunku lub gatun- ku blisko spokrewnionego, zdolnego do krzyżowania. Rośliny uzyskane

49 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

przez cisgenezę lub intragenezę, wprzeciwieństwie do roślin transge- nicznych, nie zawierają obcych genów takich jak geny selekcyjne czy elementy wektora. Obecnie rośliny powstałe zzastosowaniem techno- logii cisgenezy, podobnie jak transgenezy, podlegają tym samym przepi- som, awięc uznawane są za GMO. Wszeregu krajów toczy się dyskusja, aby rośliny uzyskane przez cisgenezę ze względu na wykorzystanie ta- kiej samej puli genowej jak wprzypadku roślin konwencjonalnych były wyłączone spod przepisów dotyczących GMO (Holme iin., 2013).

Ryc. 5. Technika cisgenezy. Porównanie konwencjonalnej metody hodowli icisgenezy do przeniesienia określonej cechy (zaznaczonej żółtym kolorem) między roślinami blisko spokrewnionymi. Cisgeneza umożliwia przeniesienie wjednym etapie nowej cechy do rośliny biorcy bez utraty jej właściwości. Według defi nicji GMO jest to technika, wktórej powstają organizmy gene- tycznie modyfi kowane, chociaż wprowadzone zmiany jedynie nieznacznie modyfi kują genom

Zwolennicy tej technologii uważają, że będzie ona stanowiła wartość dodaną do gospodarki Unii Europejskiej. Unijna Komisja Ekspertów (ang. EU Expert Working Group on New Breeding Techniques) powołana do zbadania nowych technologii hodowli roślin wskazuje, że cisgeneza prowadzi do powstania podobnych odmian jak odmiany uzyskane kon- wencjonalnymi metodami hodowlanymi lub przez standardowe meto-

50 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

dy reprodukcji. Usankcjonowanie tego statusu przez Unię Europejską umożliwi rozwój fi rm związanych zuzyskiwaniem iwykorzystywaniem nowych odmian roślin izwiększy konkurencyjność rynku europejskiego.

30. Dlaczego metylacja DNA zależna od RNA należy do grupy tech- nik NBT?

Wtechnice metylacji DNA zależnej od RNA (ang. RNA-dependent DNA methylation, RdDM) do komórki roślinnej wprowadza się krótkie dwuni- ciowe cząsteczki RNA (dsRNA), które są rozpoznawane przez mechani- zmy obronne rośliny zudziałem enzymu DICER. Enzym ten przecina dsRNA do mniejszych cząsteczek określanych jako drobne interferujące RNA (siRNA), które mogą oddziaływać na roślinny mechanizm obron- ny iwrezultacie prowadzić do metylacji DNA powodującej wycisze- nie genu (ryc. 6). Nie zachodzi więc zmiana sekwencji nukleotydów wDNA, lecz ich metylacja, co określa się jako zmianę epigenetyczną. Prawdopodobnie za wyciszenie genu odpowiadają bardziej komplekso- we zmiany wstrukturze chromatyny. Zmiany epigenetyczne mogą być przekazywane do potomstwa. Po wyciszeniu genu poziom jego metylacji nie zmienia się wnastępnych pokoleniach, jednak cząsteczki RNA są gubione wtrakcie podziałów komórek. Powstawanie drobnych dwuni- ciowych cząsteczek RNA działających wtechnice RdDM można uzy- skać również innymi sposobami, na przykład przez infekcje wirusowe (ang. Virus Induced Gene Silencing, VIGS) lub wprowadzanie do komórek transgenu. Wprzypadku infekcji wirusowych typu VIGS dochodzi do utraty cząstki dsRNA podczas mitozy, awprzypadku transgenu ko- nieczne jest wykonanie krzyżowania zrośliną nietransgeniczną. Zakłada się, że technologią RdDM można ulepszyć wiele cech uróż- nych gatunków roślin na zasadzie obniżenia ekspresji (ang. down-re- gulation) endogennych genów bez zmiany w materiale genetycznym. Wymieniane są tutaj tolerancja na suszę lub ciepło, oporność na choroby iowady, dłuższa przydatność do spożycia, poprawa wartości odżywczych ismakowych, jak również zmiana koloru. Technologia może być stoso- wana w różnych dziedzinach, na przykład w ogrodnictwie, produkcji roślin ozdobnych ileśnictwie. Zwolennicy RdDM uważają, że uzyskana za jej pomocą nowa od- miana rośliny nie jest rośliną genetycznie modyfi kowaną, ponieważ nie wprowadzono do niej materiału genetycznego inie ma zmian sekwencji DNA wstosunku do wyjściowej rośliny. Jedyną zmianą, która występu-

51 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Ryc. 6. Technika metylacji DNA zależnej od RNA. Dwuniciowa czą- steczka RNA (dsRNA) jest rozpoznawana przez układ obronny roślin irozcinana przez enzym DICER na drobne interferujące RNA (siRNA). siRNA mogą oddziaływać na roślinny mechanizm obronny iwrezultacie prowadzić do metylacji DNA, która powoduje wyciszenie genu

je, jest wprowadzenie metylacji DNA prowadzącej do wyciszenia genu. Dlatego też zwolennicy tej technologii uważają, że należy ją wyłączyć zDyrektywy 2001/18/WE.

31. Dlaczego szczepienie rośliny na transgenicznej podkładce (ang. grafting on GM rootstock) budzi kontrowersje?

Potomstwo uprawnych odmian drzew ikrzewów owocowych rozmnaża- nych znasion charakteryzuje się zróżnicowaniem właściwości izaledwie w niewielkim stopniu dziedziczy cenne cechy rośliny macierzystej. Wpraktyce sadowniczej stosuje się rozmnażanie wegetatywne, które wkrótkim czasie umożliwia otrzymanie dużej liczby osobników iden- tycznych zrośliną mateczną. Wten sposób otrzymuje się potomstwo jednolite pod względem genetycznym, które określa się mianem klo- nu. Szczepienie lub okulizacja są najtańszą inajszybszą ze wszystkich znanych metod produkcji drzewek istanowią podstawowy sposób roz- mnażania drzew owocowych odmian uprawnych (Hrynkiewicz-Sudnik iin., 2001; Czynczyk, 2012).

52 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Znanych jest kilkadziesiąt sposobów szczepienia. W wyniku tego procesu otrzymuje się organizm zbudowany z dwóch komponentów genetycznie różnych: zraza (odmiany uprawnej), zktórego rozwija się część nadziemna drzewa ipodkładki, zktórej rozwija się system korze- niowy (ryc. 7). Warunkiem dobrego zrastania się zraza ipodkładki jest ścisłe połączenie ich tkanki twórczej, połączenie wiązek sitowo-naczy- niowych, co umożliwia przepływ składników mineralnych zkorzeni do korony iproduktów fotosyntezy wkierunku odwrotnym.

Ryc. 7. Rozmnażanie wegetatywne drzew ikrzewów stanowi podstawowy sposób rozmnażania drzew owocowych odmian uprawnych. Wwyniku tego procesu otrzymuje się organizm zbudowany zdwóch komponentów gene- tycznie różnych: zraza (odmiany uprawnej), z którego rozwija się część nadziemna drzewa ipodkładki, zktórej rozwija się system korzeniowy. Mię- dzy obydwoma częściami rośliny dochodzi do wymiany substancji czynnych, lecz nie dochodzi do wymiany materiału genetycznego. Proponowany rodzaj szczepienia nie prowadzi zatem do tworzenia GMO. Może przyczynić się do poprawy oporności na choroby ipoprawy jakości owoców. Rozważa się również aspekty ekonomiczne oczyszczania gleby przed założeniem uprawy (dezynfekcja lub parowanie gleby)

Generalnie, dobrze zrastają się rośliny blisko ze sobą spokrewnione, trudniej różne gatunki należące do tego samego rodzaju, araczej źle zrodzajów oddalonych pod względem systematycznym. Znane są jed- nak wyjątki: niektóre odmiany gruszy dobrze zrastają się zpigwą, aren- kloda Ulena źle zrasta się zpodkładką Marianna, która stosowana jest

53 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

dla śliw. Zraz ipodkładka organizmu powstałego wwyniku szczepienia wzajemnie na siebie oddziałują, a stopień zrośnięcia ma duży wpływ na procesy fi zjologiczne, aktywność enzymatyczną iskład chemiczny związków organicznych. Zasadnicze znaczenie dla najważniejszych dla praktyki sadowniczej właściwości drzewa ma metoda otrzymania pod- kładki. Podkładki generatywne są niejednolite pod względem genetycz- nym iwróżnym stopniu wpływają na siłę wzrostu, wczesność owocowa- nia, plenność, wytrzymałość na mróz oraz oporność na choroby iszkod- niki nowego organizmu. Stąd nie można przewidzieć, jak rozwiną się te cechy szczepionych drzew. Podkładki otrzymane wwyniku rozmnażania wegetatywnego rośliny matecznej są jednolite genetycznie i dają po zaszczepieniu materiał wyrównany pod względem siły wzrostu, okresu kwitnienia, plenności iwytrzymałości na mróz. Wwyniku szczepienia rzadko może dojść do połączenia się różnicujących komórek zraza ipod- kładki, zktórych rozwijają się pędy. Organizmy roślinne rozwijające się zpędów wytworzonych przez genotypowo niejednorodne wierzchołki noszą miano chimer roślinnych. Wzależności od wzajemnego ułożenia komponentów genotypowych rozwijają się chimery roślinne peryklinal- ne, sektorialne lub meryklinalne. Komponenty chimer roślinnych mogą się różnić gatunkowo lub nawet rodzajowo, na przykład: +Laburnocyti- sus adamii, +Crataegomespilus. Potomne rośliny ocechach chimer można otrzymać wwyniku rozmnażania wegetatywnego. Wwyniku rozmnaża- nia generatywnego powstają rośliny charakteryzujące się cechami tylko jednego zgatunków wyjściowych.

32. Czy odwrócona hodowla (ang. reverse breeding) prowadzi do uzy- skania GMO?

Nowy kierunek w hodowli roślin stanowi odwrócona hodowla (ang. reverse breeding), która pozwala na produkcję nowych odmian hybry- dowych roślin wdużo krótszym okresie izwykorzystaniem mniejszej liczby krzyżowań wporównaniu do konwencjonalnych technik hodowli roślin. Wodwróconej hodowli wybiera się pojedynczą roślinę charakte- ryzującą się unikatową cechą. Przez zablokowanie prawidłowego pro- cesu rekombinacji genetycznej zrośliny uzyskuje się homozygotyczne linie rodzicielskie. Krzyżowanie tych linii doprowadza do odtworzenia oryginalnego układu genetycznego rośliny, zktórej linie zostały uzy- skane. Podczas odwróconej hodowli stosuje się genetyczną modyfi ka- cję wcelu zablokowania genetycznej rekombinacji, auzyskane wten

54 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

sposób rośliny podlegają przepisom oorganizmach GMO (Dyrektywa Europejska 2001/18/WE). Jednak linie rodzicielskie oraz uzyskane osta- teczne odmiany nie zawierają modyfi kacji genetycznych inie podlegają ograniczeniom prawnym dotyczącym GMO. Wpraktyce odwrócona hodowla może znaleźć zastosowanie do uzy- skiwania heterozygotycznych hybrydowych odmian roślin charakteryzu- jących się pełnym wigorem hybrydy, co przy użyciu klasycznych metod hodowlanych byłoby trudne iwymagało dużych nakładów czasowych. Klasycznie uzyskiwane heterozygotyczne hybrydy nie mogą być sta- bilnie utrzymywane przez hodowców zpowodu zjawiska rekombinacji genetycznej chromosomów. Do tej pory hodowcy odtwarzali wciąż na nowo hybrydy owyjątkowo korzystnych parametrach przez krzyżowa- nie homozygotycznych linii rodzicielskich (tzw. hodowla „do przodu”). Odwrócona hodowla umożliwia przygotowanie homozygotycznych linii rodzicielskich, które następnie przez wzajemnie krzyżowane odtwarzają dokładnie wybrany heterozygotyczny hybryd. Te homozygotyczne linie rodzicielskie mogą być wnieograniczony sposób rozmnażane przez ho- dowców. Ponieważ proces odwróconej hodowli nie stosuje rekombino- wanego DNA, homozygotyczne linie rodzicielskie oraz ich potomstwo nie są transgeniczne. Odmiany uzyskiwane tą metodą są podobne do tych, które mogą być tworzone przez konwencjonalne techniki hodow- lane.

33. Czy agroinfi ltracja (ang. agro-infi ltration, agro-inoculation, fl oral dip) prowadzi do powstania GMO?

Agroinfi ltracja to metoda stosowana w biotechnologii roślin w celu wywołania przejściowej lub stałej ekspresji genów w roślinie lub jej częściach wwarunkach laboratoryjnych lub polowych. Badania mogą być prowadzone zarówno in vivo, jak iin vitro wcelu wytworzenia określo- nego białka. Wmetodzie konieczne jest zastosowanie wektora, którym może być bakteria Agrobacterium tumefaciens. Metody wektorowe defi - niuje się jako transformację roślin przy użyciu gram ujemnych bakterii glebowych zrodzaju Agrobacterium. Podstawą wtym sposobie transfor- macji jest wykorzystanie bakterii będących bezpośrednią przyczyną guzowatości szyjki korzeniowej (A.tumefaciens, A.vitus), guzowatości trzciny (A.rubi) lub tworzenia korzeni włośnikowatych (A.rhizogenes). Bakterie ztego rodzaju potrafi ą przenosić do komórek roślinnych tzw. transferowy DNA (T-DNA), azlokalizowane wnim geny mogą ule-

55 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

gać ekspresji, prowadząc do transformacji rośliny. Warunkiem powo- dzenia transformacji genetycznej jest zaistnienie szeregu czynników w komórce roślinnej, a także opóźnienie bądź zahamowanie reakcji obronnych (ryc. 8). Agrobacterium to jedyny znany przykład takiego ro- dzaju transferu kwasu nukleinowego między przedstawicielami dwóch królestw. Ponadto zasięg infekcji rekombinowanymi szczepami tych bakterii pozwala na genetyczne modyfi kacje szerokiego spektrum or- ganizmów inie ogranicza się tylko do królestwa roślin. Wykazano, że Agrobacterium zdolne są do transformacji drożdży, grzybów, zarodków jeżowców, a nawet komórek człowieka. Użycie wektorowych metod transformacji stało się cennym narzędziem do najczęściej przejścio- wej czy konstytutywnej (stałej) transgenezy roślin istanowi kluczową rolę zarówno wbadaniach podstawowych (genomika funkcjonalna), jak iaplikacyjnych (agrobiotechnologia, biopharming).

Ryc. 8. Schemat transformacji komórki roślinnej przez A.rhizogenes. Badacze odwzorowali infekcję bakteryjną zachodzącą wsposób naturalny, głównie u roślin dwuliściennych. Bakteria może przekazać do komórki roślinnej swój T-DNA (transferowy DNA), który może być zmodyfi kowany przez dołączenie DNA kodującego określoną cechę. DNA może wsposób trwały integrować z genomowym DNA rośliny i dochodzić do przejściowej lub stałej ekspresji określonej cechy: 1 – związki chemotaktyczne, 2 – ściany komórkowe, 3 – A, receptory błonowe Agrobacterium kodowane przez gen A, 4 – G, białka aktywujące region vir, 5 – białko wiążące DNA, 6 – region T plazmidu, 7 – sekwencje graniczne T-DNA, 8 – nić T zintegrowana zge- nomem komórki roślinnej, 9 – produkty genów opinowych

56 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Zawiesinę Agrobacterium wprowadza się do liści roślin przez biolisty- kę lub infi ltrację próżniową, lub wprowadzane są do unieruchomionych na podłożu komórek roślinnych, przy czym bakterie przenoszą określo- ny gen do komórki roślinnej poprzez T-DNA. Główną zaletą agroinfi l- tracji wporównaniu do bardziej tradycyjnych transformacji roślin jest szybkość iwygoda, chociaż wydajność otrzymywania rekombinowanego białka jest na ogół wyższa ibardziej stabilna. Zwolennicy agroinfi ltracji uważają, że transformowane są jedynie części roślin, amateriał genetyczny nie jest włączany do genomu komó- rek rozrodczych inie jest przenoszony do komórek potomstwa, awięc nie można uważać transformowanych roślin jako roślin GMO. Zwolen- nicy uważają, ze za pomocą tej techniki można będzie szybciej uzyskać oporność na zakażenia wirusowe.

34. Jakie znaczenie ma syntetyczna genomika (ang. synthetic genomics) idlaczego zaliczana jest do NBT?

Syntetyczna genomika to interdyscyplinarna część biologii iinżynierii, która łączy obszary biotechnologii, biologii ewolucyjnej, biologii mo- lekularnej, biologii systemów, biofi zyki, inżynierii komputerowej iin- żynierii genetycznej. Syntetyczna genomika używa technik inżynierii oprogramowania, bioprzetwarzania, bioinformatyki, chemii analitycznej, fermentacji, optymalizacji komórek isyntezy DNA, aby projektować ibudować systemy biologiczne (ryc. 9). Obejmuje zagadnienia dotyczą- ce zrównoważonych biopaliw, upraw opornych na owady, narządów do przeszczepów, specjalistycznych leków, narzędzi syntezy DNA, atakże szeregu odczynników biologicznych. Wodróżnieniu od klasycznej inżynierii genetycznej genomika syn- tetyczna kładzie duży nacisk na racjonalne projektowanie nowych sys- temów oraz intensywne wykorzystanie technik modelowania matema- tycznego wcelu przewidzenia zachowania się układu oraz optymalizacji jego działania. Przykładem osiągnięć genomiki syntetycznej jest uzyskanie sztucz- nej bakterii Mycoplasma laboratorium (381 genów), która została zapro- jektowana zgenomu Mycoplasma genitalium. Wtym osiągnięciu uczest- niczył zespół 20 naukowców pod przewodnictwem laureata Nagrody Nobla, Hamiltona Smitha wInstytucie Craiga Ventera. Mycoplasma ge- nitalium była uważana za gatunek onajmniejszej liczbie genów umożli- wiających samodzielne funkcjonowanie (482 geny). Innym przykładem

57 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Ryc. 9. Technologia syntetycznej genomiki na podstawie opracowanej informatycznie sekwencji pozwala uzyskać z4 nukleotydów pełną se- kwencję tworzącą sztuczny, ale zdolny do samodzielnego funkcjonowania organizm czy strukturę

jest zsyntetyzowanie genomu bakterii Mycoplasma mycoides na podstawie komputerowej bazy danych. Syntetyczny genom przeszczepiono do ko- mórki bakterii Mycoplasma capricolum, zktórej usunięto jej DNA. Nowa bakteria okazała się wpełni funkcjonalna izachowała proces replikacji, czyli namnażania miliardy razy. Niektórzy badacze kwestionują osią- gnięcie jako nie w pełni syntetyczne, ponieważ do tworzenia nowej bakterii wykorzystali żywą komórkę. Wrozumieniu Ustawy genomikę syntetyczną należy zaliczyć do technik generujących GMO, dlatego że do komórek wprowadzany jest obcy DNA.

35. Czy technologia zgrupowanych regularnie rozproszonych krót- kich powtarzających się sekwencji palindromowych CRISPR/ Cas9 (ang. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Re- peats) dokonała rewolucji we wprowadzaniu zmian wgenomach?

Technologię CRISPR/Cas9 (ang. Clustered Regularly Interspaced Short Palin- dromic Repeats) opracowano na podstawie systemu obronnego organizmów prokariotycznych, wktórym sekwencja CRISPR obejmująca sekwencję

58 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia kierującą gRNA (ang. guide RNA) umożliwia komplementarne wiązanie się zobcym dla komórki genomem wirusowym. Jednocześnie dochodzi do uaktywnienia enzymu Cas9 zasocjowanego zCRISPR (ang. CRISPR- -associated enzymes, Cas), który wykazując aktywność nukleazy, przecina DNA wirusa, chroniąc bakterie przed infekcją. Sekwencja rozpoznająca DNA wirusa może zostać zastąpiona przez inną, określoną sekwencję. W2012 roku dwie grupy badawcze opublikowały wyniki wskazujące, że oczyszczone białko Cas9, pochodzące ze Streptococcus thermophilus lub Streptococcus pyogenes, może być kierowane przez RNA CRISPR (crRNAs), przecinając docelowy DNA wwarunkach in vitro (Gasiunas iin., 2012; Ji- nek iin., 2012). Ponadto składniki RNA systemu CRISPR/Cas9 mogą być użyte oddzielnie jako zawierające crRNA (celowana sekwencja sterująca) istałe (niezmienne) cząsteczki tracrRNA lub jako pojedyncza sterująca chimera RNA (sgRNA) składająca się zcrRNA itracrRNA, ułatwiają- ca szybkie włączenie systemu CRISPR/Cas9 do genomu. Rozpoznanie sekwencji docelowej w DNA przez Cas9 wymaga zarówno określonej sekwencji wdocelowym DNA, jak izachowania komplementarności zasad pomiędzy 20 nukleotydową sekwencją sterującą RNA akomplementarną sekwencją docelową DNA. Wygenerowane przez system Cas9 specyfi cz- ne, dwuniciowe miejsca złamań DNA (ang. double strand breaks, DSB) indukują endogenne procesy naprawcze DNA, które mogą być wykorzy- stane do inżynierii genomu. DSB są na ogół naprawiane przez jeden ze szlaków – homologicznie kierowaną naprawę (ang. homology-directed repair, HDR), jeśli dostępna jest homologiczna matryca, lub w przeciwnym przypadku przez niehomologiczne łączenie końców (ang. non-homologous ends joining, NHEJ). NHEJ jest procesem podatnym na błędy, który może szybko łączyć (ligować) złamane końce, ale często prowadzi do powstania małych insercji idelecji (ang. indels) wdocelowych miejscach, których efektem często jest zakłócenie lub zniesienie funkcji docelowego genu. Alternatywnie DSB mogą być również naprawiane przez HDR, która ma zdolność rekombinacji egzogennego DNA imoże być stosowana do wprowadzania transgenów lub do precyzyjnej edycji genomu (ryc. 10). Wcześniejsze technologie do wprowadzania pęknięć dwuniciowych wDNA, takie jak nukleazy palca cynkowego (ZFN) oraz nukleazy TA- LEN, polegały na fuzji produktu niespecyfi cznego cięcia DNA nukleazą restrykcyjną FokI zdomeną wiążącą DNA ospecyfi cznych sekwencjach pochodzącą z białek ZF i TALEN. Technologie ZFN i TALEN wy- magają zaprojektowania białek dla każdego nowego miejsca docelowe- go, co jest czasochłonne ibardzo drogie. Dla kontrastu wtechnologii

59 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Ryc. 10. Edycja genomu za pomocą technologii CRISPR/Cas9. Kierują- cy RNA (ang. guide RNA, gRNA) posiada fragment komplementarny do sekwencji docelowej oraz gen lub jego fragment, który ma być włączony wgenom. Przez wniknięcie do komórki nukleazy Cas9 igRNA dochodzi do rozcięcia nici DNA wściśle określonym regionie, dzięki czemu może dojść do usunięcia genu występującego wkomórce lub dodania nowego genu

CRISPR-Cas9 celowanie wnowe miejsce wymaga jedynie zaprojektowa- nia odpowiedniego sgRNA (ang. single guide RNA), ponieważ białko Cas9 pozostaje niezmienne we wszystkich przypadkach. Ponadto ekspresja Cas9 iwielokrotne sterujące RNA mogą być użyte wjednoczesnej edy- cji kilku miejsc docelowych wgenomie (Cong iin., 2013). Technologia CRISPR/Cas9 jest łatwa do zaprojektowania iprzeprowadzenia, wyso- kowydajna iniskonakładowa. Przykładowe protokoły do przygotowania odczynników CRISPR/Cas do stworzenia genetycznie modyfi kowanych myszy zostały opisane przez Harmsa iin. (2014).

36. Czy technologia CRISPR/Cas jest bezpieczna?

W2015 r. technologia CRISPR/Cas jako Adaptive Bacterial Immune Sys- tem on its Way to Become aGame Changer in Genetic Engineering4 stanowiła 4 Invernizzi C. CRISPR/Cas. An Adaptive Bacterial Immune System on Its Way to Become a Game Changer in Genetic Engineering. BWC Meeting of Experts Standing Agenda Item: Science & Technology Wednesday, 12 August 2015 Pa- lais des Nations, UN Geneva. http://www.unog.ch/80256EDD006B8954/(httpAs- sets)/A60F7B2106175E24C1257E9F0065DDEF/$fi le/Swiss_presentation_BWC_ MX_2015_S&T-CRISPR_INC.pdf

60 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia jeden ztematów Konwencji oZakazie Stosowania Broni Biologicznej – konferencji ekspertów ONZ wGenewie (ang. Biological Weapons Co- nvention, BWC. Meeting of Experts of United Nations Geneva). Przyczyną było pojawienie się raportów omożliwościach podwójnego (ang. dual use) wykorzystania tej technologii. Prezentacje dotyczące technologii CRISPR/Cas9 spotkały się zwielkim zainteresowaniem wśród delegacji poszczególnych krajów, ale wzbudziły też zaniepokojenie. Niepokój był spotęgowany przez artykuły wskazujące na możliwość wykorzystania tej technologii do wywołania nowotworu umyszy wcelu stworzenia modelu dla raka płuc człowieka (Maddalo iin., 2014). Dostarczenie myszom składników CRISPR/Cas przez inhalację przy zastosowaniu adenowirusów spowodowało włatwy sposób powstanie nowotworów płuc utych zwierząt już po kilku tygodniach. Większym niepokojem napawa fakt, jak łatwo iszybko można indukować nowotwory wróż- nych tkankach iorganizmach stosując tę technologię ijakiego rodzaju konsekwencje będą związane zniewłaściwym zaprojektowaniem lub wykorzystaniem systemu CRISPR/Cas9. Na początku 2016 roku naukowcy pracujący nad technologią CRI- SPR/Cas na konferencji wmiejscowości Napa wKalifornii wystosowali apel, który zamieściło pismo „Science”, aby rozważnie iszczegółowo przedyskutować tę technologię, zanim zostanie szerzej zastosowana uludzi, szczególnie do wprowadzenia zmian wkomórkach rozrodczych. Podkreślono, że konsekwencje takich działań są trudne do przewidzenia ioceny, ponieważ dotyczyłyby całych pokoleń, awięc znacząco długich okresów. Wroku 2015 takich apeli było znacznie więcej. Podobny apel w1974 r. dotyczył rekombinowanych (sztucznie połączonych) fragmen- tów DNA, gdy Paul Berg iinni badacze wystosowali apel nawołujący „naukowców na całym świecie” do zawieszenia niektórych typów badań do chwili, gdy zostanie oszacowane związane znimi ryzyko (Berg iin., 1974). Jednakże mimo wielu obaw nie udało się zatrzymać badań, które wkrótce doprowadziły do nowych, wielkich odkryć iosiągnięć wdzie- dzinie biologii, rolnictwa imedycyny. Co ciekawe, Paul Berg podpisał obydwa apele, z1974 i2015 r. (Baltimore iin., 2015). Technologia CRISPR/Cas9 jest wydajnym, tanim oraz łatwym do stosowania narzędziem edycji genomu, które zaczyna być szybko wy- korzystywane wwielu dziedzinach, włączając tworzenie modeli zwie- rzęcych, funkcjonalne przesiewanie genomowe oraz naprawę zaburzeń genetycznych. Jednak technologia ta musi być wykorzystywana ostroż- nie. Należy wziąć pod uwagę planowanie doświadczeń CRISPR/Cas,

61 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

precyzyjne zaprojektowanie gRNA (kierujący/sterujący RNA), wybranie najlepszego wariantu nukleazy Cas oraz poszukiwanie wobszarze geno- mu potencjalnych miejsc modyfi kacji. Naukowcy powinni być bardzo ostrożni w planach stosowania tej potężnej technologii. Tylko wtedy będzie można bezpiecznie stosować system CRISPR/Cas9.

37. Czym jest broń biotechnologiczna ijak się ją kontroluje?

Terminy takie jak broń chemiczna czy też broń bakteriologiczna ist- nieją od dawna. Katastrofalne przykłady zastosowań takiej broni znane są chociażby z bieżącej prasy, na przykład użycie toksycznego gazu wmetrze tokijskim w1995 roku. Powszechne są także obawy przed ewentualnym zastosowaniem broni bakteriologicznej. Obawy te są bar- dzo aktualne w związku z zamachami terrorystycznymi, jakie miały miejsce 11 września 2001 r. wStanach Zjednoczonych. Nową groźbą jest możliwość zastosowania technik inżynierii gene- tycznej wcelu wyprodukowania transgenicznych organizmów (np. bak- terii albo roślin). Należy przede wszystkim zauważyć, że obecnie znacz- nie tańsza imniej skomplikowana technologicznie jest produkcja broni chemicznej, atoksyn możliwych do syntezy jest niesłychanie wiele. Nie można jednak wykluczyć zainteresowania jakiejś grupy terrorystycznej wyrafi nowaną bronią otrzymywaną z wykorzystaniem nowoczesnych technik inżynierii genetycznej. Obawy takie są uzasadnione zarówno wodniesieniu do jednostek patologicznych opętanych jakąś manią, jak i– niestety – do rządów niektórych państw, które deklarują zaintereso- wanie „cudowną tajemniczą bronią, która rzuci ich wrogów na kolana”. Społeczność międzynarodowa stara się zapobiec takim groźbom przez odpowiednie porozumienia, które stanowią podstawę do kontroli importu/eksportu zarówno substratów, półpreparatów, jak iznajomości technologii (know-how). Polska uczestniczy wprocesach integracji euro- pejskiej ijest członkiem NATO. Jednym zwarunków przynależności do tych organizacji międzynarodowych jest kontrola towarów itechnologii uznanych przez komisje ekspertów za dobra „podwójnego zastosowa- nia” (ang. dual use), czyli takie, które mogą zostać wykorzystane do produkcji lub przenoszenia broni masowego rażenia. Polska jest jed- nocześnie stroną szeregu traktatów iporozumień międzynarodowych, zktórych wynikają zobowiązania naszego kraju wzakresie kontroli, na przykład transportu międzynarodowego pewnych towarów, technologii iusług.

62 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Wroku 1949 powstał Komitet Koordynacyjny Wielostronnej Kontroli Eksportu (COCOM), który koordynował działania 17 uprzemysłowio- nych państw zachodnich w celu ograniczenia dostępu innych, w tym Polski, do nowoczesnych technologii. Wkonsekwencji przemian społecz- no-politycznych w1989 r. nastąpiło zasadnicze złagodzenie ograniczeń wodniesieniu do Polski (oraz Węgier ibyłej Czechosłowacji). W1994 r. COCOM został rozwiązany. W wyniku dobrowolnego porozumienia państw już w1985 r. utworzona została „Grupa Australijska” (Australia Group, AG) – dobrowolne stowarzyszenie blisko 30 państw pracujących na zasadzie konsensusu opinii wzakresie ograniczeń importowo/eksporto- wych potencjalnie niebezpiecznych towarów itechnologii. Polska została przyjęta do „Grupy Australijskiej” wlistopadzie 1994 r. Członkami Grupy są: Argentyna, Australia, Austria, Belgia, Bułgaria, Kanada, Chorwacja, Cypr, Czechy, Dania, Estonia, Komisja Europejska, Finlandia, Francja, Niemcy, Grecja, Węgry, Islandia, Irlandia, Włochy, Japonia, Korea Połu- dniowa, Łotwa, Litwa, Luksemburg, Malta, Holandia, Nowa Zelandia, Norwegia, Polska, Portugalia, Rumunia, Słowacja, Słowenia, Hiszpania, Szwecja, Szwajcaria, Turcja, Ukraina, Wielka Brytania iStany Zjednoczo- ne. Skutkiem przynależności Polski do „Grupy Australijskiej” jest usta- nowienie dodatkowych wymogów wzakresie kontroli obrotu zzagranicą towarami itechnologiami. Ponadto została opracowana iopublikowana lista towarów iusług objętych stosowną kontrolą, która obejmuje związki chemiczne (tzw. prekursory do syntez chemicznych), toksyny, bakterie, wirusy iinne formy patogenne, wtym na przykład plazmidy, atakże urzą- dzenia itechnologie, które mogą mieć zastosowanie do prac badawczych iwdrożeniowych oraz do produkcji broni chemicznej ibakteriologicznej, włącznie znowoczesnymi technikami inżynierii genetycznej. Zagadnienia związane zwykorzystaniem osiągnięć nauki jako broni biologicznej poruszane są również na spotkaniach Konwencji oBroni Biologicznej (ang. Convention on the Prohibition of the Development, Produc- tion and Stockpiling of Bacteriological (Biological) and Toxin Weapons and on their Destruction, Biological Weapons Convention, BWC). Traktat zakazujący sygnatariuszom opracowywania, produkcji imagazynowania broni biolo- gicznej itoksycznej został podpisany 10 kwietnia 1972 r. wLondynie, Moskwie iWaszyngtonie izaczął obowiązywać od 26 marca 1975 r. po ratyfi kacji przez 22 państwa, wtym także Polskę. Obecnie, wpaździer- niku 2020 r. liczba państw, które ratyfi kowały Konwencję, wynosi 183, jednak brak jest formalnego systemu weryfi kacji monitorowania zgod- ności zzałożeniami Konwencji, co ogranicza jej skuteczność.

63 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

38. Czy osiągnięcia nauki można wykorzystać przeciw człowiekowi?

Przyjmuje się, że każde odkrycie czy osiągnięcie naukowe wykazuje potencjał do zastosowania jako broń biologiczna/biotechnologiczna. Do takiej sytuacji może dojść wzwiązku zpojawieniem się wsposób na- turalny epidemii, na przykład wprzypadku ptasiej grypy, wirusa Ebola czy obecnie wirusa SARS-CoV-2. Badania mogą wywołać niezamierzo- ne konsekwencje – czynniki niebezpieczne mogłyby zostać uwolnione przypadkowo zlaboratorium przez zainfekowany personel. Zakłada się też możliwość zaniedbań ze strony człowieka. Kolejny poziom związany jest zwandalizmem iświadomym sabotażem oraz zamierzonym, prze- myślanym zastosowaniem broni biologicznej. Powszechna dostępność wiedzy może pomóc wtworzeniu „nowych” patogenów ounikalnych właściwościach lub wtworzeniu zupełnie nowych klas czynników zagro- żeń, aniebezpieczne czynniki można ukraść lub zastosować wcelach innych niż pokojowe. Już w 2009 r. w „Biological Weapons Reader” przewidywano, że wXXI wieku nastąpi epoka biologiczna, która bę- dzie rywalizowała zrewolucjami wtechnologii informacyjnej, chemii przemysłowej iprocesach produkcyjnych. Takie osiągnięcia, zapowia- dane jako przynoszące niezrównane korzyści dla ludzkości, ostatecznie zostały wykorzystane do wrogich celów. Wiemy, że niektóre organiza- cje już używały biologii przeciwko ludziom czy środowisku. Musimy usilnie pracować, by „stulecie biologii” nie doprowadziło do nowego biologicznego wyścigu zbrojeń. Spośród bakterii mających potencjał do wykorzystania jako broń biologiczna należą: bakterie wąglika Bacillus anthracis, bakterie wywołujące brucellozę Brucella spp., nosaciznę Bur- kholderia mallei, Burkholderia pseudomallei, ornitozę Chlamydophila psittaci, gorączkę Q Coxiella burnetii, sepsę Francisella tularensis, tyfus Rickettsia prowazekii, czerwonkę Shigella spp., cholerę Vibrio cholerae, dżumę Yersi- nia pesti. Wśród wirusów, które można zastosować jako broń, wymienia się: wirusa gorączki doliny Rift (Bunyaviridae), wirusa Ebola, wirusa japońskiego zapalenia mózgu (Flaviviridae), wirusa Machupo, Marburg, atakże wirusa żółtej febry oraz wirusa ospy (wirus Variola). Spośród toksyn wymieniane są rycyna, enterotoksyna B gronkowcowa, toksyna botulinowa, saksytoksyna iwiele mykotoksyn.

64 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

39. Jak spotkania ekspertów ONZ w ramach konwencji o zakazie stosowania broni biologicznej chronią przed rozpowszechnieniem broni biologicznej?

Program „Sprzymierzone owady” (Insect Allies) ogłoszony przez Amery- kańską Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych (U.S. Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) wlistopadzie 2016 r., uzyskał dotację wwysokości 27 mln dolarów na kontrakty badawcze. Wlipcu 2017 r. pierwsze ztrzech konsorcjów ogłosiło, że otrzymało od DARPA zamówienie na opracowanie systemów rozprzestrzeniania genetycznie zmodyfi kowanych wirusów przez owady. Są to kontrakty na ukończenie czteroletniego programu, którego efektem będzie wykazanie na dużą skalę, w warunkach szklarniowych, działania poziomych czynników zmiany genetycznej wśrodowisku, HEGAA (ang. horizontal environ- mental genetic alteration agents). Wprowadzonych badaniach wykorzystuje się rośliny kukurydzy ipomidora, aowadami rozprzestrzeniającymi są skoczki liściowe, mączliki imszyce. Ostatnie spotkania ekspertów konwencji ozakazie stosowania broni biologicznej (ang. Biological Weapon Convention, BWC) odbyły się wPała- cu Narodów wGenewie od 29 lipca do 8 sierpnia 2019 r. Towarzystwo Maxa Plancka przygotowało nowe informacje pt. „Wirusy. Celowe uwal- nianie wirusów GM do środowiska”, wsparte animacjami idyskusją pa- nelową pod przewodnictwem Filippy Lentzos (King’s College London). Guy Reeves, współautor ibiolog zInstytutu Biologii Ewolucyjnej Maxa Plancka wNiemczech, uważa, że nowa technologia jest bardziej realna jako broń – do niszczenia roślin – niż jako narzędzie rolnicze. Wrezulta- cie DARPA (U.S. Defense Advanced Research Projects Agency) może wysyłać alarmującą wiadomość niezależnie od swoich zamiarów. Program Insect Allies jest pierwszym, wktórym zaproponowano isfi - nansowano uzyskanie wirusów zzastosowaniem poziomych czynników zmiany genetycznej wśrodowisku (HEGAA), które zostały genetycznie zmodyfi kowane wcelu uzyskania zdolności do edycji chromosomów ga- tunku docelowego (np. rośliny lub zwierzęcia) po celowym uwolnieniu do środowiska. Słowo „poziome” pochodzi od zdolności wirusów do przenoszenia się wśrodowisku przez infekcję, asłowo „środowiskowy” dotyczy zamiaru rozprzestrzeniania się tych genetycznie zmodyfi kowa- nych wirusów wśrodowisku. Określenie „czynniki zmiany genetycznej” odnosi się do zdolności do zmiany wchromosomach gatunku docelowe- go. Może to być spowodowane przypadkową mutacją lub wprowadze-

65 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

niem nowej sekwencji DNA. Specyfi czność HEGAA zależy od dwóch czynników: występowania gatunków, które mogą zakażać genetycznie zmodyfi kowanym wirusem, oraz obecności odpowiednich sekwencji DNA wchromosomach zakażonych komórkach roślinnych. Niedawne postępy wedycji genów, wtym stosunkowo tani iprosty system CRISPR (dla zgrupowanych, regularnie rozproszonych, krót- kich, powtarzających się sekwencji palindromowych), mogą potencjal- nie pozwolić badaczom na dostosowanie wirusów do konkretnego celu wzakażonej roślinie. Skonstruowany wirus może włączać lub wyłączać określone geny, które na przykład regulują tempo wzrostu rośliny, co staje się przydatne podczas nieoczekiwanej ciężkiej suszy. Projekt Insect Allies budzi obawy związane z możliwością wykorzystania bioterrory- stycznego. Naukowcy i prawnicy kwestionują uzasadnienie wykorzy- stania owadów do rozprzestrzeniania zakaźnych wirusów genetycznie zmodyfi kowanych wcelu edycji chromosomów wroślinach, ostrzegając, że technologię można bardzo łatwo wykorzystać jako broń biologiczną. Dlaczego twierdzimy, że prawie zawsze łatwiej jest opracować sys- tem broni biologicznej HEGAA niż system rolniczy? Aby wyobrazić sobie rutynowe zastosowanie HEGAA wrolnictwie, konieczne będzie zbudowanie wielu mechanizmów kontrolujących przestrzenne itakso- nomiczne rozprzestrzenianie się wirusów, co będzie skomplikowane. Natomiast opracowując broń biologiczną, można pominąć większość „zabezpieczeń” lub „niezależnych wyłączników awaryjnych”, jeśli nie wszystkie. Przydatne ukierunkowanie edycji genów na uprawy wro- gów zapewnia specyfi czność sekwencji DNA przewodnich RNA (guide RNA) używanych przez CRISPR. Chociaż zniszczenie lub sterylizację rośliny można prawdopodobnie osiągnąć, wyłączając pojedynczy gen, to bardziej złożone cechy będą prawdopodobnie wymagały wstawienia nowych genów do chromosomów roślin (przykłady wielokrotnie prezen- towane obejmują oporność na suszę, mróz, powódź, zasolenie, herbicy- dy ichoroby roślin). Wwiększości przypadków niszczenie genów jest ponad 1000 razy bardziej skuteczne niż insercje genów. Dlaczego zastosowania wirusów wymagają funkcjonalnej kontroli ponadnarodowej? Jeśli weźmiemy przykład uwolnienia wirusów wcelu kontrolowania populacji królików (nie były to wirusy modyfi kowane ge- netycznie), wówczas liczba zatwierdzonych uwolnień wirusów jest ogra- niczona przez inne rodzaje przemieszczeń międzynarodowych (zktó- rych niektóre są międzykontynentalne). Jeśli wirus zakaźny postrzega się jako skuteczny iużyteczny, wwielu okolicznościach rozsądne jest

66 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia założenie, że zostanie on przeniesiony bez zgody (Angulo i Cooke, 2002). Użycie horyzontalnych czynników środowiskowych zmiany gene- tycznej (HEGAA) prawdopodobnie nie będzie ostatecznie ograniczone do rolnictwa, dlatego tak ważna jest otwarta dyskusja na temat tech- nologii, jej potencjalnych zastosowań, nadużyć ikonsekwencji – wtym niezamierzonych. W 2018 r. w trzech publikacjach naukowych omó- wiono rozwój „samoprzenoszących się szczepionek”, tj. szczepionek, które byłyby przenoszone między ludźmi i dlatego nie wymagałyby już szczepień indywidualnych. Takie produkty eliminowałyby również możliwość świadomej zgody, co stwarza naprawdę ogromny dylemat etyczny. W ostatnim dziesięcioleciu co najmniej siedem prac nauko- wych dotyczyło szczepionek zakaźnych. Badacze zwracają również uwagę na oczywistą kwestię, że owady nie będą w stanie odróżnić upraw tradycyjnych od upraw ekologicznych zcertyfi katem, które nie pozwalają na stosowanie inżynierii genetycz- nej. Tylko wjaki sposób rolnicy ekologiczni mają powstrzymać te owa- dy (wektory) przed modyfi kowaniem ich upraw? Nie mogą, ato może skutecznie zniszczyć przemysł organiczny, jaki znamy. Inżynieria gene- tyczna umożliwia teraz projektowanie żywych szczepionek wirusowych, które są potencjalnie przenoszone. Niektóre projekty modyfi kują tylko pojedynczy genom wirusa, aby ulepszyć odwieczną metodę atenuacji, podczas gdy inne projekty tworzą chimery genomów wirusa. Przenie- sienie ma tę zaletę, że zwiększa odporność ponad tę, którą uzyskuje się przez bezpośrednie szczepienie, ale także zwiększa możliwość ewolucji szczepionki, co zwykle osłabia jej użyteczność. Podejścia które integrują inżynierię szczepionek ze zrozumieniem ewolucji iepidemiologii, przy- niosą największe korzyści zprzenoszenia szczepionek. Inżynieria genomu wirusów otworzyła nowe możliwości dla żywych szczepionek – przenoszenia między żywicielami. Szczepionka może być przeznaczona dla ludzi lub dzikich zwierząt, aprzeniesienie może być celowe lub przypadkowe. Oprócz obiekcji społecznych co do przenosze- nia szczepionek uludzi, istnieje kilka problemów biologicznych, które mogą prowadzić do niezamierzonych konsekwencji lub nieskuteczności szczepionki. Wykorzystanie możliwych korzyści szczepionek przeno- śnych będzie wymagało współpracy między epidemiologami, biologami ewolucyjnymi iinżynierami genomu. HEGAA może uwzględniać zastosowanie edycji genów somatycz- nych. Genomy roślin uprawnych podatne na infekcje mogą być mo-

67 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

dyfi kowane, gdy obecny jest określony cel w chromosomie. Nawet uwzględniając przyszły rozwój technologiczny wedycji genów, jest mało prawdopodobne, aby wszystkie rośliny na polu otrzymały taką samą mo- dyfi kację wzamierzonym miejscu docelowym chromosomów. Różni się to od specyfi cznych modyfi kacji genetycznych generowanych wlabora- torium izwiązanych znimi opisów ich właściwości. HEGAA zmożliwością edycji genów linii germinalnej polega na wpro- wadzeniu zmian wplazmie zarodkowej upraw imoże znacznie skompli- kować wysiłki na rzecz ochrony globalnie krytycznego zasobu, który od czasów starożytnych odgrywał fundamentalną rolę wzabezpieczaniu na przyszłość. Nie zawsze będzie można zcałą pewnością stwierdzić, które rośliny lub pola zostały zainfekowane genetycznie zmodyfi kowanym wi- rusem (zpowodu nieuniknionej niepewności co do przemieszczania się owadów ipodatności upraw na infekcję wirusową). Byłby to szczególnie krytyczny problem na obszarach, na których produkuje się nasiona do ponownego siewu (ryc. 11).

Ryc. 11. Relatywnie łagodny hipotetyczny scenariusz ukierunkowanej broni polegający na dostarczaniu HEGAA przez owady. Wirusowa HEGAA ataku- je geny chromosomalne istotne dla płodności nasion wokreślonej odmianie roślin uprawnych, przy czym gatunki upraw są ogólnie podatne na zakażenie genetycznie zmodyfi kowanym wirusem. Zakłada się, że genetycznie zmody- fi kowany wirus może infekować nasiona lub merystemy. Wtym przykładzie wypuszczone owady zakażone wirusem mogą przeżyć dłużej niż ustalone przez DARPA 2 tygodnie lub ponownie nabyć infekcję wirusową zroślin

68 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

Niedawne postępy technologii CRISPR umożliwiają naukowcom wprowadzanie zmian w genomach różnych organizmów. Na przykład doświadczenia w Chinach doprowadziły do powstania hipermięśnio- wych psów dzięki zastosowaniu inżynierii genetycznej CRISPR. WChi- nach rozpoczęły się już próby na ludziach z zastosowaniem techno- logii CRISPR, afi rmy wUSA również starają się rozpocząć próby na ludziach. Co więcej, wraz z pojawieniem się ruchu biohacking, ludzie posiadający podstawową wiedzę idostęp do technologii CRISPR będą mogli pozornie edytować swoje własne genomy. Wmiarę usprawniania technologii iprocedur możemy spodziewać się wzrostu liczby tego ro- dzaju eksperymentów. Wprzypadku terapii CRISPR, których celem są komórki odpornościowe wcelu zwalczania raka, można sobie wyobrazić, że będzie można uzyskać komórki odpornościowe zzamiarem wywoła- nia białaczek, autoimmunizacji lub osłabienia funkcji odpornościowej osoby docelowej wpołączeniu zzakaźnym patogenem.

40. Jak działa napęd genowy (ang. gene drive)?

Zasadnicza koncepcja oparta jest na teorii George’aC. Williamsa sfor- mułowanej wpochodzącej z1966 r. książce Adaptation and natural selec- tion. Zkolei Richard Dawkins wwydanej 10 lat później publikacji The selfi sh gene stworzył określenie „samolubny gen” dla wyrażenia hipotezy przyjmującej jednostkę doboru naturalnego jako gen, wprzeciwieństwie do osobnika, gatunku czy populacji. Według tej koncepcji jest to wła- ściwy sposób analizowania ewolucji, jako że proces doboru naturalnego obserwowany na poziomie organizmów lub populacji nigdy nie wykracza poza dobór na poziomie genów. Tendencja do maksymalizacji zdolności przetrwania ireprodukcji, co zapewnia większą liczbę istniejących ko- pii genów, prowadzi do stabilnej strategii ewolucyjnej. Wprzełomowej książce Richarda Dawkinsa selekcję naturalną można postrzegać jako działanie na poziomie genu, anie na poziomie organizmu czy populacji. Zgodnie ztym allele organizmów rozmnażających się płciowo „konku- rują”, aby przejść do następnego pokolenia. Wtradycyjnym darwinow- skim sensie konkurencja jest uczciwa – każdy allel ma 50% szans na przekazanie potomstwu (dziedziczenie mendlowskie). Allele, które przynoszą pożytek ich gospodarzom, stopniowo roz- mnażają się wpopulacji, podczas gdy te, które nie przynoszą pożytku, są ostatecznie eliminowane. Niektóre geny nie działają zgodnie zza- sadami. Sekwencje DNA, zwane napędami genowymi, zapewniają ich

69 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

przetrwanie, promując ich własną transmisję do potomstwa organizmu. Napęd genowy jest mechanizmem samoregenerującym się, dzięki któ- remu pożądany wariant genetyczny może rozprzestrzeniać się wpopu- lacji szybciej niż tradycyjne dziedziczenie mendlowskie. Ta strategia może być na tyle skuteczna, że allele mogą się rozprzestrzeniać, nawet jeśli nadają organizmowi niekorzystną cechę, taką jak na przykład bez- płodność lub nawet prowadzą do śmierci. Napędy genowe stanowią po- tencjalne nowe rozwiązania dla problemów, przed którymi stoi globalna populacja, wtym eliminacji lub zmiany wektorów chorobowych (takich jak komary), kontrolowania inwazyjnych gatunków roślin, owadów lub ssaków oraz zwalczania oporności na pestycydy. Dzięki najnowszym osiągnięciom i udoskonaleniom technologii CRISPR potencjał napędów genów został znacznie zwiększony. Kon- cepcja wykorzystania napędów genowych do genetycznej kontroli roz- przestrzeniania się szkodników została pierwotnie opracowana już wla- tach sześćdziesiątych. Wczesne pomysły oparte były na naturalnych napędach genowych (zwanych także samolubnymi elementami gene- tycznymi), przekazywanych częściej do potomstwa. Ostatnie postępy wmetodach biotechnologii ibiologii molekularnej sprawiły, że pomysł ten znalazł się na czele badań wdziedzinie ekologii, aobecnie zmienia się zpotencjalnej idei waktywną strategię. Naturalne napędy genowe występują w różnych organizmach. Na przykład transpozony to ruchome fragmenty DNA, które „włączają się” wróżne części genomu, potencjalnie inaktywując elementy genetyczne wmiejscach ich wstawienia. Wrzeczywistości wiele fragmentów tzw. „śmieciowego DNA” (ang. junk DNA) wgenomach eukariotycznych po- chodzi ztego rodzaju samolubnego DNA. Tak zwane „bazujące” geny endonukleaz (ang. homing endonuclease genes, HEG) są innym rodzajem naturalnego napędu genowego występującego wniektórych rodzajach roślin, grzybów ibakterii. Rozprzestrzeniają się, odcinając homologiczny fragment chromosomu typu dzikiego i kopiując się w miejscu cięcia przez ukierunkowaną naprawę homologiczną wprocesie zwanym „ba- zowaniem” (ang. homing). Dzięki temu procesowi osobnicy heterozygo- tyczni pod względem allelu napędowego stają się homozygotami. Allel napędowy ma prawdopodobieństwo odziedziczenia, które jest większe niż 50% iszybko rozprzestrzenia się wpopulacji. Chociaż naukowcy od dawna dostrzegali potencjał wykorzystania napędów genowych do zmian populacji, wcześniej byli ograniczeni bra- kiem możliwości kontroli lokalizacji genomowych, wktóre napędy ge-

70 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia nowe celowały ikopiowały się. Kiedy jednak wlatach dziewięćdziesią- tych dokonano postępu winżynierii genetycznej, stworzenie napędów genowych opartych na endonukleazach, które mogłyby być ukierunko- wane na określone lokalizacje, stało się realne. Wczesne próby inżynie- rii syntetycznych napędów genowych opartych na endonukleazach wy- korzystywały nukleazy palca cynkowego (ZFN) inukleazy efektorowe podobne do aktywatora transkrypcji (TALENS). Korzystając ztych na- rzędzi, naukowcy mogą celować wokreślone miejsca genomowe, które należy zmienić. Chociaż metody te umożliwiają specyfi czne dla miejsca wstawienie napędów genowych, to nadal napotykają na znaczące ogra- niczenia, ponieważ sekwencje tych nukleaz mają powtarzalne elementy iszybko mutują. Mutacje często inaktywują napęd genowy, zanim zdąży się on rozprzestrzenić wcałej populacji. W2012 r. opracowano nowe narzędzie do edycji onazwie CRISPR (ang. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Wykorzy- stuje się w nim programowalny kierujący RNA (ang. guide RNA), by doprowadzić endonukleazę (często Cas9) do określonego celu genomo- wego zniespotykaną łatwością iprecyzją. Endonukleaza rozcina DNA wdocelowym miejscu, pobudzając komórkę do naprawy dwuniciowego pęknięcia. Proces naprawy można wykorzystać do wprowadzenia zmian genomowych wmiejscu docelowym. Technologia CRISPR otworzyła nowe możliwości opracowywania na- pędów genowych opartych na endonukleazach. Składniki CRISPR moż- na włączyć do „allelu napędowego”, który przecina określone miejsce na homologicznym chromosomie typu dzikiego. Wtych typach napędów genowych allel napędowy składa się zarówno zpożądanego wariantu do propagacji, jak izRNA prowadzącego CRISPR iCas9. Aby naprawić przerwę wDNA, komórka używa chromosomu zawierającego wariant jako matrycy wprocesie zwanym naprawą ukierunkowaną na homologię (HDR). Po naprawie allel napędowy jest z powodzeniem kopiowany do chromosomu typu dzikiego, całkowicie zastępując sekwencję DNA typu dzikiego wtej pozycji genomu. Gen oparty na technologii CRISPR napędza wybiórczość dziedziczenia określonych alleli. W przypadku wprowadzenia zmienionego allelu wlinii zarodkowej organizmu, przy standardowym dziedziczeniu mendlowskim, zmieniony gen ma 50% szans na przekazanie danemu potomstwu. Po odziedziczeniu wten spo- sób allel może nie rozprzestrzeniać się na wielu osobników wpopulacji (część A ryciny 12).

71 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

A

B

Ryc. 12. Schemat przedstawiający dziedziczenie cechy w sposób natu- ralny, zgodnie z prawami Mendla (A) oraz przy wykorzystaniu napędu genowego, w którym dzięki technologii CRISPR-Cas9 zmieniona cecha wprowadzana jest do każdego organizmu potomnego (B). Na czerwono zaznaczono owada ze zmienioną cechą, na niebiesko osobniki w formie „dzikiej”, niezmienionej

Jeśli zmieniony allel jest połączony z napędem genowym (razem zwanym „allelem napędowym”), zostanie skopiowany do homologicz- nego chromosomu typu dzikiego wkomórce. CRISPR gRNA najpierw prowadzi Cas9 do miejsca docelowego na chromosomie typu dzikiego

72 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia i przerywa dwuniciowy DNA. Komórka następnie naprawia przerwę przez naprawę homologiczną (HDR), wykorzystując chromosom zawie- rający napęd jako matrycę. Wwyniku tego gRNA iCas9 kierują allelem, azmieniony gen jest kopiowany do homologicznego chromosomu. Gdy komórki linii zarodkowej przechodzą mejozę, allele napędowe są prze- kazywane do wszystkich gamet. Tak więc praktycznie całe potomstwo dziedziczy allel napędowy, który rozprzestrzenia się wpopulacji (część B ryciny 12). Wcelu przygotowania systemu napędu genowego do uwolnienia do dzikiej populacji, przygotowuje się w laboratorium jeden lub więcej transgenicznych organizmów. Sekwencję DNA typu dzikiego na jednym chromosomie zastępuje allel napędowy, zawierający składniki CRISPR (geny kierujące RNA iCas9) izmieniony allel. Organizm transgeniczny jest następnie uwalniany do środowiska, aby mógł rozmnażać się zosob- nikami typu dzikiego. Można zaprojektować dwa typy napędów: napęd modyfi kujący (ang. modifi cation drive) lub napęd hamujący (ang. suppres- sive drive). Wnapędzie modyfi kującym zmieniony allel rozprzestrzenia się przez przypadkowe włączenie się wchromosomy typu dzikiego na zasadzie „autostopu” (ang. hitchhiking). Kopiowanie allelu napędowe- go może wystąpić upotomstwa na wczesnym etapie zygoty. Jeśli tak się stanie, wszystkie komórki potomstwa będą homozygotyczne pod względem zmienionego genu. Alternatywnie, napęd może być aktywny tylko wlinii zarodkowej potomstwa. Wtym przypadku wszystkie ga- mety będą zawierały allel napędowy, ale komórki tworzące inne tkanki pozostaną heterozygotyczne. Wnapędach hamujących rozprzestrzenia się genetyczna zmiana, która powoduje zmniejszenie liczebności po- pulacji. Aby to osiągnąć, rozprzestrzenia się zmieniony allel, który jest szkodliwy dla organizmu (np. powoduje śmierć lub bezpłodność), gdy obecne są dwie kopie (układ homozygotyczny recesywny). Dzięki kopiowaniu napędu wlinii zarodkowej całe potomstwo jest heterozygotyczne, azatem modyfi kacja genetyczna ma na nie minimal- ny wpływ. Dzięki temu zmiany genetyczne mogą szybko rozprzestrze- niać się wpopulacji. Jednak gdy zmiana stanie się bardziej powszechna, powstanie homozygotyczne potomstwo ipopulacja ulegnie zaburzeniu. Zmieniony allel prowadzi do wyniku pożądanego przez naukowców, którzy zaprojektowali napęd, ale niekoniecznie jest korzystny dla or- ganizmu. Najczęściej napędy genowe stosuje się do eliminacji chorób przeno- szonych przez wektory (choroby zakaźne rozprzestrzeniane przez owa-

73 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

dy lub inne stawonogi). Istnieje duże zainteresowanie opracowaniem napędu, który mógłby wyeliminować malarię, chorobę wywoływaną przez pasożyta Plasmodium iprzenoszoną przez komary Anopheles. Opra- cowano iprzetestowano kilka napędów genowych opartych na techno- logii CRISPR wzamkniętych populacjach komarów. Grupa naukowców opracowała gen modyfi kujący, który rozprzestrzenia gen oporności na malarię. Inna grupa opracowała gen supresyjny, który powoduje bez- płodność usamic homozygotycznych recesywnych wprzypadku zmian genetycznych. Bill Gates dodał swój głos, by poprzeć wykorzystanie genów wwalce zmalarią wostatnim przemówieniu na konferencji „Ma- laria Summit London” w2018 r.: „Jestem bardzo podekscytowany po- tencjałem napędów genowych, metodą samopodtrzymującej się zmiany genetycznej, która może uczynić komary niepłodnymi lub uniemożliwić im przenoszenie pasożyta malarii”. Podobnie jak wcelu wyeliminowania niepożądanych chorób, CRISPR może być wykorzystany do uzyskania napędu genów wcelu kontroli lub pozbycia się gatunków inwazyjnych. Gatunki wprowadzane na obszary, na których nie występują naturalnie, mogą wyrządzić znaczne szkody ekologiczne iekonomiczne. Mogą konkurować zrodzimymi gatunkami lub niszczyć je, czasami doprowadzając do ich wyginięcia. Geny supre- syjne lub modyfi kujące można wykorzystać do wyeliminowania gatun- ków na obszarach, na których nie są one rodzime. W jednym z badań zastosowano modele komputerowe do oceny napędów genowych opartych na CRISPR, które potencjalnie mogłyby wyeliminować inwazyjne kręgowce (myszy, szczury ikróliki) zwysp, powodując śmierć lub bezpłodność u homozygotycznych samic, lub zmieniając samice wsterylne samce. Napędy genowe można również wykorzystać do zmniejszenia liczebności populacji szkodników rolnych. Obecnie gospodarstwa często używają pestycydów, aby powstrzymać szkodniki niszczące rośliny. Jednak populacje szkodników często ewo- luują zczasem ioporność na pestycydy się zmniejsza. Napęd oparty na CRISPR może być wykorzystany do rozprzestrzeniania zmian genetycz- nych, które ponownie uczulają szkodniki na toksyny lub sprawiają, że są wrażliwe na inne nieszkodliwe dla człowieka związki. Chociaż napędy genowe są najczęściej używane do kontrolowania lub zmniejszania populacji organizmów docelowych, mogą być również wy- korzystywane do ratowania gatunków zagrożonych wyginięciem. Przez modyfi kację napędu genów gen ochronny może się rozprzestrzeniać. Na przykład populacja żab iinnych płazów dramatycznie spada na ca-

74 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

łym świecie wdużej mierze zpowodu grzybów Chytrium powodujących często śmiertelną chorobę skóry – chytridiomikozę. Gen zapobiegający zakażeniom grzybiczym może potencjalnie uratować wiele gatunków żab iinnych gatunków płazów przed wyginięciem. Znanych jest kilka czynników, które mogą wpływać na skuteczność napędów genowych opartych na technologii CRISPR. Allele napędowe, które są stabilne wczasie, rozprzestrzenią się na większą liczbę osobni- ków, ate, które akumulują mutacje, mogą stać się oporne na mechanizm napędowy. Koszt sprawności allelu napędowego może również wpływać na jego rozprzestrzenianie się. Na przykład allel, który znacznie obniża sprawność uosobników heterozygotycznych, nie rozprzestrzeni się tak skutecznie jak allele, które mają jedynie minimalny koszt sprawności. Kopiowanie allelu napędowego do chromosomów typu dzikiego nastąpi tylko wtedy, gdy komórka zastosuje ukierunkowaną naprawę homologiczną (HDR), aby naprawić pęknięcie dwuniciowe. Komórka może zamiast tego naprawić przerwę przez niehomologiczne łączenie końców (NHEJ). Ten szlak wkleja razem końce bez użycia szablonu naprawy, azatem nie kopiuje genu napędu do chromosomu typu dzi- kiego. Częstotliwość homologicznej naprawy genów HDR wstosunku do NHEJ wpłynie na wydajność napędu genowego. Kilka cech organizmu docelowego może również wpływać na napę- dy genowe, wtym na czas potrzebny do wytworzenia nowej generacji iczęstotliwości kojarzenia. Ponadto napędy genowe są skuteczne tylko wpopulacjach organizmów rozmnażających się płciowo iorganizmy roz- mnażające się bezpłciowo, na przykład bakterie iwirusy, nie mogą być skutecznie atakowane. Wostatnich latach nastąpił znaczny postęp wopracowywaniu napę- dów genowych opartych na CRISPR. Kilka projektów koncentrowało się na rozwijaniu napędów genowych u komarów i innych wektorów owadów wcelu zwalczania chorób. Latem 2018 r. zespół naukowców pod kierunkiem Kim Cooper zUniversity of California wSan Diego po raz pierwszy zpowodzeniem przetestował napęd genowy ussaków. Naukowcy opracowali napęd genowy, który zaburzył gen koloru sierści wgrupie myszy laboratoryjnych. Ich zdaniem odkrycia mogą pewnego dnia przyczynić się do napędu genów zaprojektowanego wcelu wyeli- minowania inwazyjnych myszy i potencjalnie mogą być również wy- korzystane do produkcji złożonych fenotypów ssaków wlaboratorium. Napędy genowe wywierają pozytywny wpływ, jeśli są stosowane wsposób odpowiedzialny. Chociaż napędy genowe oparte na CRISPR

75 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

mogą potencjalnie rozwiązać wiele problemów, to wśród znaczącej liczby badaczy budzą również zaniepokojenie ich wykorzystaniem. Uwalnia- nie dowolnego organizmu genetycznie zmodyfi kowanego do środowiska musi odbywać się wsposób odpowiedzialny iostrożny, zuwzględnie- niem potencjalnego wpływu na środowisko. Na przykład napęd genowy, który wyeliminowałby całą populację komarów na danym obszarze, może zakłócić ekosystem wnieprzewidziany sposób. Niektórzy mają również obawy etyczne dotyczące tego, czy ludzie powinni w ogóle zmieniać naturalne ekosystemy. Biorąc pod uwagę potencjalne ryzyko związane znapędami genowymi, prowadzone są liczne badania wcelu opracowa- nia zabezpieczeń, które ograniczyłyby czas trwania napędu genowego lub całkowicie je odwróciły. Na przykład napędy genowe „łańcuchowe” zaprojektowano tak, aby z czasem znikały, aby nie kierowały allelem wnieskończoność. Podczas korzystania z napędów genowych do zmiany środowiska ważną kwestią jest to, kto bierze udział wpodejmowaniu decyzji. Ke- vin Esvelt zMIT przyjął innowacyjne podejście do swoich badań nad wykorzystaniem edycji genów do zmiany populacji. Wprojekcie zatytu- łowanym „Myszy przeciw kleszczom” Esvelt ijego zespół współpracują ze społecznościami Martha’s Vineyard i Nantucket, aby wykorzystać CRISPR do wyeliminowania boreliozy (choroby kleszczowej). Projekt „Myszy przeciw kleszczom” nie obejmuje napędu genowego, lecz natu- ralną propagację edytowanych alleli przez populację. Naukowcy zapro- ponowali użycie CRISPR do wprowadzenia allelu niektórym myszom, które uodpornią je na tę chorobę. Następnie zmodyfi kowane genetycz- nie myszy zostaną uwolnione, aby mogły krzyżować się zdzikimi mysza- mi. Wten sposób allel może naturalnie rozmnażać się przez populacje dzikich myszy na wyspach. Potencjalne uwolnienie zmodyfi kowanych genetycznie myszy musi zostać zatwierdzone przez stanowe ifederalne organy regulacyjne, komitet sterujący kierowany przez każdą wyspę, niezależną grupę naukowców iostatecznie przy urnie wyborczej. Wprzyszłości ważne będzie, aby wszyscy badacze korzystali zna- pędów genowych z podobnym poczuciem świadomości i ostrożności. Napędy genowe mogą stać się jednym znajbardziej wpływowych osią- gnięć whistorii ludzkości, ale tylko pod warunkiem starannego iodpo- wiedzialnego wykorzystania.

76 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

41. Czy zastosowanie broni biologicznej/biotechnologicznej to wyna- lazek ostatnich lat?

Nie. Najwcześniejsze udokumentowane incydenty znaleziono wtek- stach hetyckich zlat 1500-1200 p.n.e., kiedy ofi ary zarazy wprowadzano na ziemie wrogów. Epickie wiersze Homera owojnie trojańskiej infor- mują ozatrutych włóczniach istrzałach. WIV wieku p.n.e. scytyjscy łucznicy pokrywali groty strzał jadem węża, ludzką krwią izwierzęcymi odchodami. Wstarożytnej Grecji iczasach rzymskich zatruwano zbior- niki wody, rzucano we wrogów dzbanami wypełnionymi jadowitymi wężami czy skorpionami. W bliższych nam czasach podczas I wojny światowej niemieccy agenci próbowali zarazić zwierzęta wąglikiem iuważano, że są odpowiedzialni za wybuchy nosacizny ukoni imu- łów. Wczasie wojny wietnamskiej niszczono uprawy lub prowadzono defoliację roślin. Chociaż herbicydy są substancjami chemicznymi, czę- sto zalicza się je do broni biologicznej jako bioregulatory wpodobny sposób jak biotoksyny (wojna w Wietnamie, czynnik pomarańczowy i Wojna Węgorza na Sri Lance). Czynnik pomarańczowy (ang. agent orange) był zanieczyszczony dioksyną (2,3,7,8-tetrachlorodibenzodiok- syna, TCDD) prowadzącą do niekorzystnych zmian udzieci. Również wlatach osiemdziesiątych XX wieku Ministerstwo Rolnictwa Związku Radzieckiego opracowało warianty pryszczycy iksięgosuszu przeciwko krowom, afrykański pomór świń iornitozę atakującą kurczaki.

42. Czy epidemia COVID-19 zmieniła podejście do konwencji oza- kazie stosowania broni biologicznej?

Tak. W dniach od 6 października do 4 listopada 2020 r. odbyło się posiedzenie Pierwszego Komitetu ds. Rozbrojenia i Bezpieczeństwa Międzynarodowego Zgromadzenia Ogólnego ONZ (United Nations Ge- neral Assembly First Committee on Disarmament and International Security). Posiedzenie naznaczone było przez międzynarodową pandemię zdrowia, ale także pandemię prawa międzynarodowego, polegającą na celowym usuwaniu przepisów inorm dotyczących broni iprzemocy; oraz pan- demii militaryzmu, polegającej na masowych inwestycjach wbomby ikule. Wiele państw wskazywało, że nasze zbiorowe bezpieczeństwo nie zależy od tego, ile państw posiada broń lub ile ma broni jądrowej, ale raczej od tego, jak przygotowały społeczność na przezwyciężenie zagrożenia takie jak COVID-19 iprzyszłe wirusy. Podkreślono, że jeśli

77 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

pandemia czegoś nas nauczyła, to tego, że rozwój, anie uzbrojenie może zapewnić pokój ibezpieczeństwo na świecie. Pandemia wysunęła na pierwszy plan błędną logikę ogromnych wydatków na cele wojskowe ograniczających nasze zasoby (zmniejszone przez COVID-19), które muszą zostać wydane na globalne zdrowie publiczne iłagodzenie zmian klimatycznych. Jednocześnie wskazano, że globalna pandemia ujawniła, jak współzależne są państwa. Uznano również za bezcelowe kierowanie zasobów na wyścigi zbrojeń, które nie zwiększają bezpieczeństwa żad- nego narodu, ale ogólnie podważają bezpieczeństwo międzynarodowe. Wzwiązku zwirusem SARS-CoV-2 podczas posiedzenia wsiedzibie Organizacji Narodów Zjednoczonych pięć grup państw i55 państw in- dywidualnie podkreślało znaczenie Konwencji ozakazie broni biologicz- nej itoksycznej (BWC) iwyraziło poparcie dla Traktatu. Powszechnie podkreślano potrzebę uniwersalizacji i skutecznego wdrażania BWC. Niszczycielskie skutki COVID-19 zostały wymienione przez kilka państw jako wyraźny przykład potencjalnych konsekwencji izakłóceń, jakie moglibyśmy zobaczyć, gdyby kiedykolwiek została użyta broń biologiczna. Między innymi Australia, Kanada, Grecja, Finlandia, Fran- cja, Indie, Irlandia, Nepal, Holandia i Stowarzyszenie Narodów Azji Południowo-Wschodniej (Association of Southeast Asian Nations, ASEAN) uznało, że pandemia podkreśliła potrzebę wzmocnienia BWC. Zdaniem Chin: „COVID-19 ogłosił alarm dotyczący bezpieczeństwa biologiczne- go ipodkreślił znaczenie ipilność wzmocnienia globalnego zarządzania bezpieczeństwem biologicznym”. Wszczególności dla Federacji Rosyjskiej iRuchu Państw Niezaanga- żowanych (Non-Aligned Movement, NAM), lecz także dla innych krajów, takich jak Brazylia, Chiny, Hiszpania i Holandia wzmocnienie BWC oznacza negocjowanie prawnie wiążącego mechanizmu weryfi kacji. Wiele państw sygnalizowało, że jest to dla nich główny priorytet na zbliżającej się konferencji przeglądowej w2021 r. Dla innych państw wzmocnienie BWC oznacza kolejne problemy. Działania wyrażone w oświadczeniach z debaty ogólnej obejmowały: większą współpracę międzynarodową, pomoc igotowość; właściwe itrwałe wsparcie fi nan- sowe traktatu; większy potencjał instytucjonalny iwspieranie synergii między odpowiednimi organizacjami międzynarodowymi; powołanie naukowego organu doradczego; usprawnienie wdrażania środków bu- dowy zaufania zawartych wtraktacie iprzyjęcie dodatkowych środków przejrzystości, takich jak wzajemna weryfi kacja; traktowanie mobilnych jednostek biomedycznych wcelu pomocy wreagowaniu na celowe dzia-

78 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

łania oraz opracowanie dobrowolnego kodeksu postępowania dla przy- rodników. Kazachstan powtórzył swoją propozycję powołania specjalnego wie- lostronnego organu – Międzynarodowej Agencji Bezpieczeństwa Biolo- gicznego (International Agency for Biological Safety) wcelu wzmoc- nienia BWC, którą po raz pierwszy przedstawił prezydent Kazachstanu podczas 75 Generalnej Debaty Zgromadzenia Ogólnego. Na posiedze- niu podkreślano konieczność utrzymania Protokołu genewskiego z1925 roku ozakazie używania na wojnie gazów bojowych, trujących lub po- dobnych oraz wszelkich cieczy, materiałów lub analogicznych środków, atakże środków bakteriologicznych.

43. Jakie dotychczasowe osiągnięcia biotechnologii uzasadniają po- zytywną opinię otej dziedzinie?

Zpewnością największą uwagę zwraca produkcja wielu leków, zwłaszcza hormonów, na przykład insuliny, hormonu wzrostu, leków przeciwno- wotworowych czy szczepionek oraz nowoczesne metody diagnostyczne, których nie można by uzyskać bez stosowania inżynierii genetycznej. Należy wymienić tu leki uzyskiwane wzwierzętach transgenicznych. Biotechnologia i jej osiągnięcia są szeroko stosowane w przemyśle, wprzetwórstwie żywności, hodowli zwierząt czy uprawie roślin. Wpraw- dzie wPolsce ilicznych krajach europejskich nie można uprawiać roślin transgenicznych, to jednak wiele roślin iproduktów znich uzyskiwa- nych jest dopuszczonych do obrotu istosowania jako żywność ipasze. Należy zwrócić również uwagę na szeroko pojętą ochronę środowiska. Dzięki stosowaniu mniejszej ilości odczynników chemicznych mamy czystsze środowisko, tańsze izdrowsze produkty oraz obniżone kosz- ty ponoszone przez rolnika. Oczyszczanie środowiska (bioremediacja) iodzyskiwanie metali zzastosowaniem modyfi kowanych bakterii – to są fakty idokonania już dające realne korzyści, bez zagrożeń dla ludzi iśrodowiska. Coraz częściej wskazuje się również na metody związane zmedycyną regeneracyjną opartą na technikach biotechnologicznych czy stosowaniu terapii genowej wsposób coraz bardziej świadomy.

44. Czy dzięki nowoczesnej biotechnologii poprawiamy przyrodę?

Pytanie to zadaje sobie większość znas. Człowiek wcałej swojej dzia- łalności stara się poprawić przyrodę, aby uzyskać lepsze efekty, aniżeli

79 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

oferuje natura. Nie zawsze się to udaje, do rozwiązania są zarówno poważne, jak imniej poważne problemy, ale gdybyśmy ztego zrezy- gnowali, to nadal bylibyśmy na niższym poziomie rozwoju (Australo- pithecinae). Szczególne możliwości stwarza nam inżynieria genetyczna, jednak błędem będzie stwierdzenie, że ludzie, aszczególnie uczeni, próbują poprawiać dzieła Pana Boga i„stwarzają” coś nowego. Inżynierowie genetyczni, czy mówiąc poprawniej: mikrobiolodzy, ge- netycy ibiolodzy molekularni robią dokładnie to samo co hodowcy roślin izwierząt od wielu pokoleń. Mianowicie starają się pozyskać pożądane przez człowieka cechy roślin izwierząt czy też mikroorganizmów jak najszybciej. Różnica leży jednak wstosowanych „narzędziach”. Dawniej hodowca na podstawie swej wiedzy iwieloletniej praktyki krzyżował zwierzęta lub rośliny o wybranych cechach, aby otrzymać pokolenie potomne, które te wybrane właściwości miało mocniej zaznaczone ibyło zdolne do ich przekazania następnym pokoleniom. Wkolejnych uzyskiwano dalsze wzmocnienie istabilizację tych wybranych właści- wości. Proces trwał zawsze wiele generacji. Od tysiącleci wykonywano wiele krzyżówek, z których ogromna większość kończyła się … nie- powodzeniem. W ten właśnie sposób otrzymano szlachetne odmiany drzew owocowych, miniaturowe sznaucery, jak również dokonano krzy- żówek międzygatunkowych: wyhodowano muły, osłomuły, żubronie, pszenżyto. Wszyscy znamy te „produkty modyfi kacji genetycznych”, korzystamy znich i… nikt nie zgłasza protestów. Wspólną cechą tych wszystkich procesów iproduktów była stosowana metoda – hodowcy wykorzystywali „techniki mendlowskie”. Cechą charakterystyczną jest ich niepowtarzalność. Hodowca zasadniczo nie jest naukowcem – rze- mieślnikiem; jest raczej artystą, który kieruje się wrównym stopniu swą wiedzą co iintuicją, wyczuciem właściwości icech charakterystycznych, które będą przekazane na następne pokolenia. Współcześnie dostępne stały się dla nas „metody niemendlowskie”, czyli techniki oparte na znajomości biologii molekularnej, awszcze- gólności struktury genu. Polegają one na tym, że właściwości icechy organizmów są identyfi kowane nie na poziomie cech morfologicznych, lecz molekularnym. Oznacza to, że współcześni hodowcy potrafi ą po- łączyć takie cechy jak na przykład szybkość wzrostu czy też oporność na insekty z konkretnym genem, białkiem, hormonem i innymi czą- steczkami chemicznymi. Białko czy też hormon są „produktami” genu, który stanowi fragment genomu, czyli kompleksowej informacji gene- tycznej charakteryzującej na poziomie molekularnym każdy żywy orga-

80 Biotechnologia wogólnym zarysie ijej historia

nizm. Określony gen odpowiedzialny za zdefi niowaną funkcję (bądź też uczestniczący wzłożonym procesie multienzymatycznym), na przykład syntezę określonego enzymu, może być nie tylko zidentyfi kowany, lecz także wydzielony, anastępnie przeniesiony do innego układu, czyli in- nej rośliny lub zwierzęcia, w którym będzie pełnił tę samą funkcję. Możliwe jest zatem kontrolowanie hodowli na poziomie molekular- nym, anie wyłącznie przez cechy morfologiczne, jak było to realizo- wane wminionych tysiącleciach. Oczywiście, także wtym przypadku ma miejsce wiele ograniczeń iuwarunkowań. Postęp wiedzy itechniki wtej dziedzinie stwarza wspaniałe możliwości idosłownie otwiera nowe horyzonty przed hodowlą. Wprodukcji rolniczej ma to szczególne zna- czenie. Przecież końcowym celem wszelkiej hodowli jest pozyskanie żywności. Procedury, które trwały wiele generacji, mogą być obecnie realizowane wciągu kilku lat. Krzyżowanie odległych gatunków, będące marzeniem icelem prac hodowców, stało się realne nie tylko wwybra- nych iszczęśliwych przypadkach (pszenżyto, żubroń, muł), ale może być realizowane wsposób celowy iplanowy. Należy również zwrócić uwagę na silny rozwój technik edycji ge- nomów, które umożliwiają wprowadzanie zmian wsposób ściśle kon- trolowany, wktórych kierunku zwraca się coraz więcej prac. Powstają pierwsze komercyjnie dostępne rośliny uzyskane tymi metodami, mówi się wręcz oroślinach drugiej generacji. Nowe technologie wykorzystuje się też do szybkiego przygotowywania leków iszczepionek przy uży- ciu modyfi kowanych zwierząt. Już w2016 r. na zjeździe „International Society for Transgenic Technologies”5 wPradze ponad 95% doniesień dotyczących transgenicznych myszy ograniczało się do zastosowania technologii CRISPR/Cas9 i jej modyfi kacji. Tego typu metody mają przysłużyć się do uzyskiwania ianalizy transgenicznych modeli zwierzę- cych do badań biomedycznych izastosowań biotechnologicznych. Nie należy zapominać owkraczaniu edycji genomu do leczenia człowieka iprzyspieszaniu prac związanych zterapiami genowymi.

5 International Society for Transgenic Technologies (ISTT, Inc.) https://www. transtechsociety.org/index.php 3. Biotechnologia aopinia publiczna

45. Co obiotechnologii sądzą Polacy?

W ostatnich kilku latach nie prowadzono dokładnych badań opinii publicznej wodniesieniu do biotechnologii. Nastawienie Polaków do GMO pozostaje nieodmiennie negatywne. Wynika to z braku odpo- wiedniej edukacji, sposobu przedstawiania informacji, jak również negatywnego nastawienia polityków. Wprzeprowadzonych badaniach opinii publicznej przez Centrum Nauki Kopernik w2012 r. iCentrum Badania Opinii Społecznej (CBOS) w2013 r. respondenci obawiali się stosowania wrolnictwie iprzemyśle organizmów modyfi kowanych gene- tycznie, wskazując na zagrożenia dla zdrowia wynikające ze stosowania żywności GMO. Natomiast leki inowe terapie wykorzystujące GMO nie budziły ich niechęci. Polacy wskazywali na konieczność zakazu upraw GMO (ok. 65%), ajednocześnie uznawali GMO za osiągnięcie nauki iludzkiego rozumu (ok. 66%). Ponadto uważali, że GMO może prowadzić do pojawienia się nowych chorób i alergii (76%), nasilać występowanie innych chorób (71%) czy powodować niekontrolowane zmiany genetyczne uczłowieka (67%). Stosowanie GMO będzie pro- wadziło do dominacji międzynarodowych fi rm (71%). Podobny odsetek respondentów nastawiony był na zakup produktów nie zawierających GMO, wprzypadku możliwości wyboru produktu zawierającego GMO lub produktu tradycyjnego (71%). Sugeruje się również, że niechęć Polaków do GMO może wynikać raczej znegatywnego nastawienia niż braku dostępu do informacji. Wyniki wodniesieniu do żywności GMO zostały potwierdzone wbadaniach konsumenckich przeprowadzonych na Uniwersytecie Medycznym im. Karola Marcinkowskiego wPozna- niu w2016 r. (Rzymski iKrólczyk, 2018), wktórych 61% badanych stwierdziło, że GMO jest niebezpieczne dla zdrowia. Polacy często mają niewielką wiedzę ożywności GMO, uważają ją za szkodliwą, źle oznaczoną, ale zdrugiej strony nie są świadomi, że wyso- ko przetworzona żywność może też zawierać GMO. Polski konsument

82 Biotechnologia aopinia publiczna uważa, że GMO nie zostało należycie przebadane iryzyko jej stosowa- nia może być większe niż korzyści. Informacje oGMO pochodzą zIn- ternetu, prasy, radia itelewizji (Krzysztofi k, 2018). Polacy najczęściej zdają sobie sprawę, że biotechnologia jest potrzebna, chociaż nie do końca rozumieją, oco wniej chodzi. Wynika to zbraku ogólnodostęp- nych, przedstawiających wsposób bardzo prosty osiągnięć imożliwości biotechnologii. Świadczyć o tym może również usunięcie dyscypliny biotechnologia zwykazu dziedzin idyscyplin naukowych. Zgodnie zno- wym wykazem biotechnologia mieści się wdziedzinach nauk inżynieryj- no-technicznych, nauk medycznych inauk ozdrowiu, nauk rolniczych oraz nauk ścisłych i przyrodniczych (od. 1.10.2018). Według raportu Polskiego Instytutu Ekonomicznego opublikowanego 3 czerwca 2020 r. Polska potrzebuje ambitnej strategii rozwoju biotechnologii, za którą pójdzie skoordynowana inwestycja środków publicznych iprywatnych wwybrane obszary biotechnologii medycznej, przemysłowej irolniczej, abranża powinna podjąć próbę rozwoju opartego na koncepcji skoku technologicznego (ang. leapfrogging). WPolsce mamy bardzo silne nastawienie negujące możliwość korzy- stania zosiągnięć biotechnologii opartych na GMO ze względu na nega- tywne nastawienie do GMO. Wiele fi rm polskich oparło nawet strategie marketingowe na sprzedaży produktów nie zawierających GMO, wyko- rzystując niewiedzę istrasząc konsumentów organizmami genetycznie zmodyfi kowanymi. Przeciętny konsument boi się nawet genów i nie chce spożywać żywności zawierającej geny, atym bardziej zmodyfi ko- wane. Badania wykazują, że tylko 23% konsumentów wie, że modyfi ka- cje genetyczne nie przenoszą się zroślin na zwierzęta iich produkty. Tę niewiedzę wykorzystuje handel oraz niektórzy przetwórcy, atakże politycy. Zdrugiej strony, wprowadzenie w2020 r. możliwości dobro- wolnego znakowania produktów „bez GMO” – wprzypadku żywności pochodzenia roślinnego oraz pasz, „wyprodukowane bez stosowania GMO” – wprzypadku żywności pochodzenia zwierzęcego iżywności wieloskładnikowej, w której znajdą się składniki pochodzenia zwie- rzęcego daje możliwość świadomego wyboru produktów, chociaż może wprowadzać wbłąd. Izba Handlowców, Przetwórców Zbóż i Producentów Pasz apeluje oniewprowadzanie limitów na wykorzystywanie krajowych roślin strącz- kowych kosztem sektora pasz iszeroko rozumianej branży drobiarskiej. Proponuje również całkowite zniesienie zakazu stosowania pasz gene- tycznie modyfi kowanych. Jak uzasadniają przedstawiciele Izby, obecnie

83 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

dzięki nowej ustawie z2019 r., konsumenci mają możliwość wyboru, czy kupować towary wyprodukowane na bazie pasz transgenicznych czy konwencjonalnych. Jednocześnie producenci rolni będą mogli konkuro- wać na równych zasadach zrolnikami zinnych krajów UE. Stanowisko to zostało poparte przez Polskie Zrzeszenie Producentów Bydła Mię- snego czy Federację Branżowych Związków Producentów Rolnych.

46. Czy fi rmy biotechnologiczne wPolsce dobrze się rozwijają?

Polski Instytut Ekonomiczny (Andrzejewska-Górecka iin., 2020) wska- zał, że polskie fi rmy wydały w2017 r. na badania irozwój związane zbiotechnologią 240 mln USD – 200 razy mniej niż fi rmy amerykańskie isześciokrotnie mniej niż niemieckie. Polskie nakłady na badania iroz- wój biotechnologii są dużo niższe niż winnych państwach Organizacji Współpracy Gospodarczej iRozwoju OECD. Polska ponadto nie opra- cowała strategii rozwoju biotechnologii ibiogospodarki. Pewną szansę lepszego rozwoju może stanowić wychodzenie polskiej iświatowej go- spodarki zkryzysu wywołanego pandemią. Autorzy raportu Polskiego Instytutu Ekonomicznego sugerują wykorzystanie wcześniej wymie- nionej strategii skoku technologicznego, aby móc wpisać się wwarto- ści medycyny, przemysłu irolnictwa przyszłości. Sugeruje się rozwój w zakresie biotechnologii medycznej, farmaceutykach obejmujących wybrane terapie lecznicze wchorobach genetycznych, terapii stabili- zujących lub odwracających proces starzenia czy też terapii odwraca- jących skutki zmian chorobowych wodniesieniu do naszego regionu. Zaawansowany cel to status światowego lidera wanalizie danych na potrzeby ochrony zdrowia. Wskazywany jest również kierunek dotyczący biotechnologii prze- mysłowej w celu tworzenia i rozwijania procesów, produktów i usług owysokiej wartości dodanej dla osiągnięcia statusu lidera regionalne- go. Autorzy opracowania sugerują wykorzystanie enzymów, mikroorga- nizmów i hodowli komórkowych do przetwarzania odpadów, biomasy lub wytwarzania produktów użytecznych takich jak: energia, surowce, materiały ichemikalia, atakże wykorzystanie idoskonalenie technik biotechnologii stosowanych do oczyszczania ścieków, gazów, unieszko- dliwiania odpadów, uzdatniania wody iremediacji gruntów. Nie można także zapomnieć odążeniu do umocnienia pozycji regio- nalnego lidera wobszarze biotechnologii rolniczej iprodukcji żywności. Osiągnięcie tych celów trzeba jednak rozłożyć na co najmniej 10 do 15

84 Biotechnologia aopinia publiczna

lat, ze szczególnym zwróceniem uwagi na rozwiązania prawne, organi- zacyjne ifi nansowe. Sugerowane jest również wsparcie rozwoju istnieją- cych już fi rm biotechnologicznych od strony fi nansowej oraz włączenie olbrzymiego kapitału ludzkiego do budowy nowych produktów iusług bioinformatycznych ibiostatystycznych. Wskazano na niski udział środ- ków publicznych wbadaniach rozwojowych przedsiębiorstw. Sektor fi - nansujący wczesne działania translacyjne ikomercjalizacyjne (venture ca- pital) na tle świata iEuropy jest wPolsce niemal nieobecny, mimo wielu prób od strony legislacyjnej iorganizacyjnej ze strony Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości PARP, Krajowego Funduszu Kapitałowego KFK, awostatnich latach również od strony fi nansowej przez Polski Fundusz Rozwoju PFR. Ponadto Polski Instytut Ekonomiczny uznaje za poważny problem tworzenie powyższych funduszy zograniczeniem ich działalności do terytorium Polski, co powoduje jednocześnie samo- czynne „zamknięcie” możliwości rozwoju gospodarki.

47. Czy społeczeństwa innych krajów europejskich popierają bio- technologię?

W2010 r. Eurobarometer6 opublikował wyniki badań opoglądach opinii europejskiej obiotechnologii. Wspecjalnym wydaniu, na podstawie ba- dań ze stycznia ilutego 2010 r. wskazano, że Europejczycy są podzieleni woptymizmie co do biotechnologii iinżynierii genetycznej. Nie widzą korzyści związanych zżywnością modyfi kowaną genetycznie, uważa- jąc ją za prawdopodobnie niebezpieczną lub nawet szkodliwą inie są zwolennikami rozwoju takiej żywności. Podobne zastrzeżenia wyrażają wkwestii klonowania zwierząt wprodukcji żywności iuważają, że nie należy do tego zachęcać. Nie widzą korzyści z poziomego transferu genów, wyrażają obawy co do bezpieczeństwa iuważają, że konieczne jest specjalne oznakowanie produktów spożywczych. Akceptują zko- lei potencjalne korzyści z pionowego transferu genów, ale i tu mają zastrzeżenia dotyczące bezpieczeństwa ipotencjalnego wpływu na śro- dowisko iwymagają specjalnego oznakowania produktów spożywczych. Uważają, że medycyna regeneracyjna powinna mieć możliwość rozwoju, ale obawy budzą kwestie etyczne, takie jak na przykład wykorzystanie zarodków człowieka.

6 Instytucja europejska zajmująca się przeprowadzaniem badań opinii publicznej.

85 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Europejczycy aprobują badania nad komórkami macierzystymi, zwie- rzętami transgenicznymi iterapią genową ludzi, chociaż ich zdaniem potrzebne są surowe przepisy, aby zmniejszyć obawy dotyczące kwestii etycznych. Nie są świadomi istnienia biologii syntetycznej, tylko 17% respondentów słyszało o tej nauce. Europejczycy uważają, że należy zachęcać do stosowania biopaliw, a rozwój zrównoważonych biopaliw jest wprzeważającej mierze wspierany. Słyszeli obiobankach, ale mają zastrzeżenia co do przechowywania wnich danych osobowych imateria- łów, nawet jeśli sprzyjają wymianie informacji między krajami członkow- skimi. Uważają, że lekarze ipracownicy akademiccy są najlepszymi do- radcami wkwestiach dotyczących biotechnologii. Ich zdaniem decyzje dotyczące biologii syntetycznej najlepiej pozostawić ekspertom nauko- wym, ale jednocześnie konieczne są prawne regulacje rządowe. Kwestie moralne ietyczne powinny wpływać na decyzje dotyczące klonowania zwierząt, ale itu należy zadbać ouregulowania prawne. Wierzą, że rządy powinny wziąć odpowiedzialność za zapewnienie korzyści wszystkim, ale nie są przekonani, że rządy będą odpowiednio działać. Zakładają, że ochrona praw człowieka jest bardziej preferowana niż walka zprzestęp- czością iterroryzmem. Wierzą, że zmniejszanie nierówności ekonomicz- nych jest ważniejsze niż posiadanie silnych globalnych fi rm. Wskazują na konieczność przemyślenia sposobu życia, aby powstrzymać zmiany klimatyczne izapobiec globalnemu ociepleniu. Badanie Eurobarometru prowadzone było w27 państwach członkow- skich UE, dwóch krajach kandydujących ipaństwach EFTA wzakresie biotechnologii, wtym inżynierii genetycznej. Badanie wykazało, że opi- nia publiczna wkwestii biotechnologii jest podzielona. W2010 r. nieco ponad połowa respondentów uważała, że biotechnologia będzie miała pozytywny wpływ na nasz styl życia wciągu najbliższych 20 lat7. Potwierdzają to późniejsze badania zlecone przez Unię Europejską (UE), które wskazują, że Europejczycy są teraz mniej zaniepokojeni obecnością organizmów zmodyfi kowanych genetycznie (GMO) wżyw- ności iśrodowisku, wbrew powszechnemu przekonaniu, że Europej- czycy są przeciwko GMO. Badania przeprowadzone przez Narodowy Instytut Badań iRozwoju Nauk Biologicznych wRumunii pokazały, jak bardzo zmieniło się nastawienie Europejczyków do GMO wbadaniach Eurobarometru (Ichim, 2021). Obawy dotyczące GMO wśrodowisku spadły z30% w2005 r. do 19% w2011 r. Zkolei obawy dotyczące sto- 7 Na podstawie Eurobarometer 73.1 Biotechnology. Pełen tekst raportu zob.: https://ec.europa.eu/commfrontoffi ce/publicopinion/archives/ebs/ebs_341_en.pdf

86 Biotechnologia aopinia publiczna sowania składników GMO wżywności spadły z63% w2005 r. do 27% w2019 r. Rosnąca akceptacja GMO przez Europejczyków może sprzyjać pozytywnej zmianie przepisów dotyczących testowania ikomercyjnej uprawy GMO wkrajach Unii Europejskiej. Wielu naukowców europejskich dostrzega potrzebę dopuszczenia edycji genomów w zrównoważonym rolnictwie i produkcji żywności w UE, co sprzyjać będzie realizacji wyznaczonych przez ONZ celów zrównoważonego rozwoju. Aktualna interpretacja prawodawstwa euro- pejskiego (TSUE, sprawa C-528/16) uniemożliwia stosowanie edycji genomów wzrównoważonym rolnictwie iprodukcji żywności wUE. Po- prawa prawodawstwa europejskiego zharmonizuje je znormami prawny- mi winnych krajach iumożliwi europejskim naukowcom, hodowcom, rolnikom iproducentom wykorzystanie edycji genomów jako jednego z narzędzi rozwiązywania problemów zagrażających naszej planecie. Niemożność wprowadzenia na europejski rynek odmian powstałych wwyniku edycji genomu spowoduje zahamowanie inwestycji wbada- nia irozwój weuropejskim sektorze hodowlanym. Wrezultacie dalszy rozwój udoskonalonych odmian w szybszy i bardziej ukierunkowany sposób zostanie wEuropie zatrzymany, podczas gdy reszta świata bę- dzie technologię edycji genomu zpowodzeniem wykorzystywać. Różni- ca wpodejściu legislacyjnym doprowadzi prawdopodobnie do zakłóceń whandlu międzynarodowym iwpłynie na bezpieczeństwo żywnościowe wEuropie. Niewielka zmiana prawodawstwa europejskiego przez har- monizację ram prawnych zinnymi krajami świata ma kluczowe znacze- nie dla umożliwienia europejskim naukowcom ihodowcom stosowania precyzyjnych metod hodowli, takich jak CRISPR, jako jednego zna- rzędzi do sprostania globalnym wyzwaniom zrównoważonego rozwoju. Pozwoli to, dzięki postępowi nauki, rozwiązywać obecne problemy cy- wilizacyjne. Apel europejskiej społeczności naukowej wzywający insty- tucje europejskie, wtym Radę Europejską, nowy Parlament Europejski i nową Komisję Europejską, do podjęcia odpowiednich działań praw- nych, aby umożliwić europejskim naukowcom ihodowcom zastosowa- nie edycji genomów dla zrównoważonego rolnictwa, nie został jednak uwzględniony.

87 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

48. Jaki jest status nowych technik modyfi kacji genomu wUnii Eu- ropejskiej?

Wlistopadzie 2019 r. Unia Europejska (Decyzja Rady (UE) 2019/1904) poprosiła o przygotowanie raportu o nowych technikach genomo- wych wodniesieniu do wyroku Trybunału Sprawiedliwości wsprawie C-528/16 wskazującym, że nowe techniki mutagenezy podlegają pod przepisy dotyczące GMO. Związane jest to zpojawieniem się nowych technik, które nie były znane wmomencie przygotowania dyrektywy Parlamentu Europejskiego iRady 2001/18/WE dotyczącej GMO. Opra- cowanie ma wyjaśnić, czy nowe techniki hodowli są objęte zakresem defi nicji GMO izakresem dyrektywy 2001/18/WE, awkonsekwencji czy uzyskane wich wyniku produkty powinny podlegać obowiązkom określonym wtej dyrektywie. Raport ma powstać do 30 kwietnia 2021 r. Rozwiązanie tej kwestii będzie istotne dla hodowli roślin czy badań na- ukowych, ponieważ nie są dostępne metody umożliwiające rozróżnienie produktów powstałych zzastosowaniem nowych technik mutagenezy od produktów powstałych wwyniku naturalnej mutacji, co jest wyma- gane wprzypadku GMO. Rośliny uzyskane metodami nowych technik genomowych nie są jeszcze dostępne na rynku europejskim.

49. Czy konsumenci mają wpływ na rozwój biotechnologii?

Zdecydowanie tak. Produkty otrzymane za pomocą technik inżynierii genetycznej są przedmiotem obrotu handlowego, podobnie jak proszki do prania, artykuły spożywcze. Jeżeli produkty takie będą się cieszyły powodzeniem, to zpewnością przez większy zbyt iprodukcję będzie stymulowany ogólny rozwój biotechnologii. Wyniki badań opinii pu- blicznej są przede wszystkim wskaźnikiem dla tych, którzy biotech- nologię skomercjalizowali. Pokazują im, jak ico należałoby zrobić, by uatrakcyjnić rynek biotechnologiczny. Dane te są również wskaźnikiem dla naukowców, czy prowadzone przez nich badania zostały zaakcepto- wane wspołeczeństwach iczy należy kroczyć dalej tą drogą. Wyniki badań stanowią informację także dla odpowiednich władz, czy konsumenci czują się bezpieczni wobec postępu biotechnologicz- nego. Zastosowanie odpowiedniego znakowania produktów, umożli- wiającego konsumentom prawo ich wyboru może być bardzo dobrym sposobem na regulację rynku. Duże znaczenie ma jednak odpowiednie informowanie społeczeństwa. Biotechnologia auregulowania 4. prawne

50. Dlaczego konieczne są uregulowania prawne dotyczące nauki?

Genetycznie zmodyfi kowane organizmy stwarzają jakościowo nowe możliwości poprawy naszego poziomu życia. Udoskonalone techni- kami inżynierii genetycznej rośliny, zwierzęta imikroorganizmy oraz otrzymane z nich produkty żywnościowe, lekarstwa, nowe techniki diagnostyki, ochrona środowiska itańsza energia – to wszystko otwiera szansę rozwoju. Uwarunkowania rozwoju nowych dziedzin są złożone, można je określić jako wielokierunkowe. Zpewnością na pierwszym planie należy ująć kwestie bezpieczeństwa zarówno bezpośrednich wykonawców – ludzi, jak icałego środowiska biologicznego, które nas otacza, zuwzględnieniem przyszłych pokoleń. Nie wolno nam nisz- czyć otaczającego nas świata, ani spowodować jakichkolwiek nieod- wracalnych zmian. Równie ważne jak bezpieczeństwo biologiczne jest poczucie spokoju: społeczeństwo musi żywić przekonanie, że reali- zowane programy badawcze nie stanowią zagrożenia dla nich samych idla otaczającego ich środowiska. Konieczne jest również pełne uhono- rowanie poglądów fi lozofi cznych czy też religijnych, także obcych nam kulturowo, niezrozumiałych lub odbieranych jako błędne. Na ostatnim miejscu należy wymienić czynnik najbardziej wymierny, amianowicie względy ekonomiczne. Oczywiście, wszelka współpraca gospodarcza zależy od zapewnienia gwarancji prawnych regulujących na przykład wprowadzanie nowych środków spożywczych czy farmaceutycznych na rynek, transport potencjalnie niebezpiecznych preparatów biologicz- nych iochronę praw własności intelektualnej. Równie niezbędna jest gwarancja stabilności uregulowań prawnych. Zcałości tych złożonych uwarunkowań jednoznacznie wynika konieczność kompleksowej regu- lacji prawnej zagadnień dotyczących biotechnologii.

89 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

51. Jaką rolę odgrywają uregulowania prawne wbiotechnologii?

Podstawową rolę jaką powinno odgrywać prawo wsferze biotechnologii, jest ochrona życia i zdrowia ludzi oraz ochrona środowiska. Dlatego też zarówno na szczeblu międzynarodowym, jak ikrajowym powołano do życia wiele organizacji iinstytucji współpracujących zpodmiotami zajmującymi się biotechnologią. Organizacje te iinstytucje przyczyniły się do opracowania międzynarodowych standardów postępowania wbio- technologii. Do najważniejszych znich należy określenie: warunków zamkniętego (laboratoryjnego) użycia genetycznie modyfi kowanych or- ganizmów, zamierzonego wprowadzenia genetycznie modyfi kowanych organizmów do środowiska wcelach eksperymentalnych ikomercyj- nych, wprowadzenia do obrotu produktów zawierających genetycznie zmodyfi kowane organizmy, warunków bezpieczeństwa ihigieny osób bezpośrednio zaangażowanych w te działania, jak również osób po- stronnych. W Polsce postępowanie z genetycznie modyfi kowanymi mikroorganizmami iorganizmami jest regulowane przez Ustawę omi- kroorganizmach iorganizmach genetycznie zmodyfi kowanych8, Ustawę o nasiennictwie9 z dnia 9 listopada 2012 r. oraz wydane na podsta- wie art. 104 ust. 9 tej ustawy dwa rozporządzenia Rady Ministrów: wsprawie zakazu stosowania materiału siewnego odmian kukurydzy MON810 oraz wsprawie zakazu stosowania materiału siewnego ziem- niaka Amfl ora. Określane są zasady: zamkniętego użycia mikroorgani- zmów genetycznie modyfi kowanych, zamkniętego użycia organizmów genetycznie modyfi kowanych, zamierzonego uwalniania organizmów genetycznie modyfi kowanych do środowiska, wprowadzania do obrotu produktów genetycznie modyfi kowanych oraz prowadzenia upraw roślin genetycznie zmodyfi kowanych.

8 Ustawa zdnia 22 czerwca 2001 r. omikroorganizmach iorganizmach genetycz- nie zmodyfi kowanych (Dz.U. 2001 Nr 76 poz. 811, zpóźniejszymi zmianami, Dz.U. 2019 poz. 706, 2020 poz. 322.1). 9 Ustawa z dnia 9 listopada 2012 r. o nasiennictwie (Dz.U. 2012 poz. 1512, zpóźniejszymi zmianami Dz.U. 2019 poz. 568, 2020 poz. 425, 875).

90 Biotechnologia auregulowania prawne

52. Kiedy pojawiły się pierwsze regulacje prawne dotyczące biotech- nologii?

Pierwsze kroki wstronę uregulowań prawnych podjęto w1974 r., krót- ko po wstępnych badaniach z zastosowaniem możliwości inżynierii genetycznej wcelu modyfi kowania właściwości organizmów żywych. Dotyczyły one tylko prac laboratoryjnych izastosowań wnaukach bio- medycznych. Dla międzynarodowej społeczności naukowców nie ulegało nigdy wątpliwości, że nadzór nad realizacją prac badawczych może być tylko iwyłącznie regulowany wdrodze dobrowolnego porozumienia się śro- dowiska naukowego iwwyniku samokontroli. Idea dobra społecznego ipostępu nauki nie zagrażającej bytowi ludzkiemu przyświecała grupie 140 wybitnych uczonych, którzy wlutym 1975 r. zwołali konferencję na temat zastosowań rekombinowanego DNA wCentrum Konferencyjnym w Asilomar, w małej miejscowości Pacifi c Grove w Kalifornii (USA). Wśród uczestników konferencji było kilku laureatów Nagrody Nobla, wzięli wniej udział dziennikarze iprawnicy oraz przedstawiciele róż- nych dyscyplin naukowych (referaty wygłosili między innymi A. Rich, P. Handler, W.J. Gartland, R.J. Mahoney, G.M. Karny, T.O. McGarity, Z. Harsanyi, J.A. Moore, O.G. Bentley, H.M. Meyer, R.P. Nicholas). Przedmiotem obrad tej unikatowej w historii nauki konferencji była dyskusja nad konsekwencjami prac badawczych realizowanych wostat- nich latach, związanych zmożliwością ekspresji rekombinowanego DNA. Wintencji organizatorów prace otak dużym potencjalnym znaczeniu praktycznym, ajednocześnie omożliwym ogromnym ryzyku dla całej społeczności, powinny być dobrowolnie ograniczone (w USA) przez uzgodnienia regulujące zasady bezpieczeństwa. Pod patronatem Naro- dowego Instytutu Zdrowia (NIH) powołany został Komitet Doradczy ds. Rekombinowanego DNA (rDNA Advisory Committee, RAC), którego zadaniem było opracowanie zaleceń pracy zrDNA. Wczerwcu 1976 r. zostały wydane pierwsze: „Zalecenia dla badań związanych zzastoso- waniem rDNA” (ang. Guidelines for Research Involving Recombinant DNA Molecules), określające kategorie ryzyka dla różnych eksperymentów re- alizowanych wzakresie inżynierii genetycznej. Na ówczesnym pozio- mie wiedzy za niedopuszczalne do wykonywania zostały uznane pewne grupy eksperymentów, inne zaś wymagały specjalnie przystosowanych laboratoriów (podzielonych na odpowiednie klasy bezpieczeństwa, po- dobnie jak wprzypadku prac zmateriałami radioaktywnymi). Zalecono

91 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

również stosowanie określonych „gospodarzy”, głównie szczepów wy- wodzących się od bakterii Escherichia coli (K-12). Konferencja w Asilomar dała początek powszechnemu zaintereso- waniu nie tyle inżynierią genetyczną, ile jej potencjalnym skutkom – ekonomicznym oraz społecznym. Można obecnie sądzić, że kulminacyj- nym momentem dyskusji społecznej była konferencja zwołana w1977 r. przez Akademię Nauk USA. Powszechnie podnoszono wówczas obawy dotyczące ewentualnego nadużycia nauki do celów sprzecznych zogól- nie przyjętymi zasadami etycznymi, a w szczególności wyrażano za- niepokojenie przypuszczalnym zastosowaniem technik genetycznych w odniesieniu do człowieka. Opracowane przepisy pracy w zakresie technik inżynieryjnych stanowiły jednak jedynie zalecenia, anie miały charakteru regulacji prawnych. Sami uczeni byli wowym czasie przeciw- ni procesowi legislacyjnemu, nie mając jeszcze wówczas jednoznacznej oceny stopnia zagrożenia isłuszności podnoszonych ewentualnych nie- bezpieczeństw związanych zrealizacją prac zrekombinowanym DNA. Słuszność tego stanowiska w pełni potwierdziła kolejna konferencja w Asilomar zorganizowana w dziesięciolecie pierwszego posiedzenia (1985). Stwierdzono wtedy jednoznacznie, że nie zaistniało ani jedno z przewidywanych zagrożeń oraz, że wprowadzone obostrzenia przy- czyniły się do zwolnienia tempa prac badawczych, spowodowały także bardzo znaczny wzrost kosztów prac eksperymentalnych. Podkreślić należy, że do proponowanych zaleceń zastosowało się całe środowisko naukowe. Wprzypadku USA pełne honorowanie zasad opracowanych wAsilomar stwierdzono zarówno wlaboratoriach placówek rządowych, jak iwprywatnych laboratoriach przemysłowych. Już od 1983 r. rozpoczęły się międzynarodowe konsultacje wcelu opracowania przepisów regulujących doświadczenia iuprawę transge- nicznych roślin w otwartym środowisku. Po rozpoczęciu pierwszych takich doświadczeń polowych wStanach Zjednoczonych, Wielkiej Bry- tanii iwe Francji zostały utworzone odpowiednie urzędy zajmujące się egzekwowaniem stosownych przepisów.

53. Czy podobne apele naukowców miały miejsce później?

Tak. W1974 r. apel naukowców dotyczył rekombinowanych (sztucznie połączonych) fragmentów DNA, kiedy to Paul Berg i inni badacze wystosowali apel nawołujący „naukowców na całym świecie” do za- wieszenia niektórych typów badań do chwili, gdy zostanie oszacowane

92 Biotechnologia auregulowania prawne

związane znimi ryzyko. Jednak mimo wielu obaw nie udało się zatrzy- mać badań, które wkrótce doprowadziły do nowych, wielkich odkryć iosiągnięć wdziedzinie biologii, rolnictwa imedycyny. Zperspektywy czasu bardzo niewielu zuczestników konferencji Asilomar przewidzia- ło wszechobecne, złożone, solidne ibogate konsekwencje technologii rekombinacji DNA. Większość ludzi nie była też wstanie przewidzieć tempa, wjakim pogłębia się fundamentalne rozumienie biologii. Jak wprzypadku wszystkich zmian wrozwoju technologicznym powstają nowe i nieoczekiwane problemy. I jak to często bywa, nauka, która sama wsobie jest przedsięwzięciem wyłącznie ludzkim, rzuca wyzwa- nie tradycyjnym ideom iwartościom. Co ciekawe, Paul Berg podpisał również apel z2015 r. Na początku 2016 r. naukowcy pracujący nad technologią CRISPR/Cas9, na konferencji wmiejscowości Napa wKa- lifornii wystosowali apel (Baltimore iin., 2015), aby rozważnie iszcze- gółowo przedyskutować tę technologię, zanim zostanie ona szerzej zastosowana uludzi, szczególnie do wprowadzenia zmian wkomórkach rozrodczych. Podkreślono, że konsekwencje takich działań są trudne do przewidzenia ioceny, ponieważ dotyczyłyby całych pokoleń, awięc znacząco długich okresów. Wtym okresie apeli dotyczących technologii edycji genomu było znacznie więcej. Wmoratorium z2019 r. odnie- siono do klinicznego zastosowania edycji linii zarodkowych człowieka wcelu stworzenia genetycznie zmodyfi kowanych dzieci. Sugerowano ustanowienie odpowiednich przepisów nie tyle zakazujących stosowania edycji, ile zapewniających swobodę wyboru iświadome kontrolowanie procesu. Proponowane moratorium nie ma zastosowania do edycji linii germinalnej do celów badawczych, pod warunkiem, że badania te nie obejmują przeniesienia zarodka do macicy danej osoby. Nie dotyczy również edycji genomu wsomatycznych komórkach człowieka (nie re- produkcyjnych) wcelu leczenia chorób, wprzypadku których pacjenci mogą wyrazić świadomą zgodę, amodyfi kacje DNA nie są dziedziczne (Lander iin., 2019).

54. Dlaczego konieczne są rejestracja iregulaminy prac zGMO?

Genetycznie zmodyfi kowane organizmy są przedmiotem zarówno wielu uzasadnionych nadziei, jak i obaw. Organizmy żywe, modyfi kowane iniemodyfi kowane, charakteryzuje duża mobilność, rozmnażanie się irozprzestrzenianie wśrodowisku. Te charakterystyczne cechy są nie- zależne od typu realizowanych prac. Wpracach badawczych kontroluje

93 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

się stosowane preparaty, a ich dystrybucja jest bardzo ograniczona. Podkreślić należy, że rozprzestrzenianie się organizmów żywych prze- biega w sposób naturalny i nie jest ograniczane żadnymi granicami państwowymi. Jednocześnie kontrolowanie zagrożenia wymaga pełnej koordynacji iwspółpracy wszystkich zainteresowanych stron. Podejmowanie działań o charakterze restrykcyjnym, a do takich zpewnością należy zaliczyć konieczność rejestracji oraz formułowanie obowiązkowych regulaminów pracy, nie może stanowić nadmiernego ob- ciążenia dodatkową pracą czy też kosztami, aby nie hamować postępu prac naukowych. Środowisko naukowe uznało jednak, że konieczna jest rejestracja wszystkich GMO oraz opracowanie zasad bezpiecznej pracy znimi, na wszystkich etapach wdrażania nowych rozwiązań naukowych do produkcji. Stanowisko takie zyskało pełne poparcie organizacji mię- dzynarodowych (UNIDO, UNEP, OECD i in.), znalazło się również wuregulowaniach prawnych Unii Europejskiej.

55. Które umowy międzynarodowe i członkostwo Polski w organi- zacjach międzynarodowych mają istotne znaczenie dla rozwoju biotechnologii wPolsce?

Do najważniejszych umów należy Konwencja oróżnorodności biologicz- nej – uchwalona podczas „Szczytu Ziemi” wRio de Janeiro 5 czerwca 1992 r. Polska ją ratyfi kowała wlistopadzie 1995 r. (Dz.U. 2002 nr 184 poz. 1532). Konwencja była kompromisem uwzględniającym sprzeczne interesy państw. Kraje rozwijające się chciały, by Konwencja zapewniła im udział w korzyściach, jakie czerpie świat z materiału genowego pozyskiwanego najczęściej zekosystemów „Południa”, apoddawanego procesom biotechnologicznym iprodukowanego na „Północy”. Państwa przodujące w biotechnologii stały na stanowisku, że zasoby genowe występujące w dzikiej przyrodzie są dobrem ogólnoludzkim i na tej podstawie chciały uzyskać liberalny zapis wsprawie dostępu do nich. Innym przykładem jest Układ Europejski ustanawiający stowarzy- szenie między Rzecząpospolitą Polską zjednej strony aWspólnotami Europejskimi iich państwami członkowskimi zdrugiej strony10 – cho- ciaż w treści Układu nie znajdziemy przepisów wprost odnoszących się do biotechnologii, to jednak ma on istotne znaczenie dla rozwoju tej dziedziny. Artykuły 68 i69 Układu nakładają na Polskę obowiązek

10 Dz.U. 1994, nr 11, poz. 38.

94 Biotechnologia auregulowania prawne dostosowania naszego prawa do wymogów Unii Europejskiej. Wprak- tyce oznacza to wdrożenie do polskiego porządku prawnego przepisów dotyczących biotechnologii, obowiązujących kraje członkowskie Unii Europejskiej. Polska jako państwo wchodzące wskład Unii Europejskiej dostoso- wuje swoje prawodawstwo zgodnie zdyrektywami. Oaktywności zza- kresu biotechnologii, szczególnie wzakresie żywności, decydują opinie przedstawiane przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności, EFSA. Pośrednio na rozwój biotechnologii będzie wpływać strategia Eu- ropejskiego Zielonego Ładu. Członkostwo wOECD (Wajcen, 2000) – do tej pory organizacja ta przyjęła jeden dokument, który może wywołać skutki prawne. Są to zalecenia OECD dotyczące zasad bezpieczeństwa przy wykorzystaniu organizmów zawierających zrekombinowany DNA wprzemyśle, rolnic- twie iekologii. Wmyśl tych zaleceń państwa członkowskie powinny: 1) zapewnić dokonywanie oceny potencjalnego ryzyka stwarzanego przez organizmy ozrekombinowanym DNA jeszcze przed ich zastosowaniem; 2) analizować krajowe mechanizmy nadzoru i przeglądów wdrażania technik stosowania rekombinowanego DNA, przy jednoczesnym unika- niu niepotrzebnych uciążliwości, które mogą hamować rozwój techno- logii wtej dziedzinie; 3) wykorzystywać do oceny zagrożenia istniejące obszerne dane na temat wpływu żywych organizmów na środowisko izdrowie ludzkie; 4) podejmować szczególne wysiłki na rzecz lepsze- go społecznego zrozumienia różnych aspektów technik rekombinacji DNA; 5) zagwarantować ochronę praw własności intelektualnej wza- stosowaniach rekombinowanego DNA przy procedurach oceny iprze- glądu oraz zagwarantować dostępność do informacji niezbędnych do oceny bezpieczeństwa. Członkostwo w Organizacji Narodów Zjednoczonych zobowiązuje Polskę do stosowania podjętych zobowiązań również w zakresie bio- technologii. W2000 r. ONZ zajęła się bezpiecznym dla środowiska za- rządzaniem biotechnologią pojmowaną jako integrację nowych technik wyłaniających się z nowoczesnej biotechnologii z ugruntowanym po- dejściem do tradycyjnej biotechnologii. Biotechnologia obiecuje wnieść znaczący wkład w umożliwienie rozwoju, na przykład lepszej opieki zdrowotnej, zwiększonego bezpieczeństwa żywnościowego, ulepszo- nych dostaw wody pitnej, bardziej wydajnych procesów rozwoju prze- mysłowego wzakresie przetwarzania surowców, wsparcia dla zrówno- ważonych metod zalesiania iponownego zalesiania oraz inaktywowania

95 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

niebezpiecznych odpadów. Oferuje nowe możliwości dla globalnych partnerstw. Celem wskazanych obszarów jest wspieranie uzgodnio- nych na szczeblu międzynarodowym zasad, by zapewnić przyjazne dla środowiska zarządzanie biotechnologią, wzbudzić zaufanie publiczne, promować rozwój zrównoważonych zastosowań biotechnologii oraz usta- nowić odpowiednie mechanizmy, zwłaszcza wkrajach rozwijających się. Biotechnologia jest również ujmowana w kontekście zintegrowanego planowania izarządzania zasobami ziemi. Rozważana jest również rola nowoczesnej biotechnologii wzrównoważonym rozwoju wkontekście rozwiązywania sporów społeczno-politycznych dotyczących GMO, które mają wpływ na podejmowanie decyzji wkrajach rozwijających się.

56. Co reguluje Konwencja oróżnorodności biologicznej?

Konwencja wniosła kilka istotnych nowych elementów do teorii iprak- tyki ochrony przyrody. Określa najważniejsze poziomy ochrony przyrody, na których różnorodność musi być zachowana, tj. genetyczny, gatun- kowy ikrajobrazowy. Zobowiązuje do działań wkierunku zachowania różnorodności nie tylko na terenach chronionych, lecz także poza nimi, tj. na terenach użytkowanych gospodarczo. Konwencja nakazuje objąć ochroną całą różnorodność ras i gatunków roślin i zwierząt udomo- wionych jako szczególnie cennych dla przyszłości rolnictwa ihodowli. Polska została włączona do grupy państw: „znajdujących się wtrakcie procesu przechodzenia do gospodarki rynkowej” izostała czasowo zwol- niona zobowiązku fi nansowania ochrony różnorodności biologicznej. Ponadto Konwencja określa znaczenie niektórych pojęć, które są obowiązujące dla państw sygnatariuszy, na przykład: • biotechnologia – każde rozwiązanie technologiczne, wktórym wyko- rzystuje się systemy biologiczne, żywe organizmy lub ich pochodne do wytwarzania lub zmodyfi kowania specyfi cznych produktów albo proce- sów czy też wcelu świadczenia dóbr iusług • materiał genowy – każdy materiał roślinny, zwierzęcy, mikrobiologiczny lub innego pochodzenia, zawierający funkcjonalne jednostki dziedziczno- ści • zasoby biologiczne – zasoby genowe, organizmy iich części, populacje ijakiekolwiek inne żywe elementy ekosystemu, które obecnie lub wprzy- szłości mogą być wykorzystywane lub stanowić jakąś wartość dla ludzkości • zasoby genowe – materiał genetyczny orzeczywistej lub potencjalnej wartości.

96 Biotechnologia auregulowania prawne

Konwencja oróżnorodności biologicznej została włączona do porząd- ku prawnego Unii Europejskiej.

57. Co to jest „Protokół biobezpieczeństwa”?

Protokół obezpieczeństwie biologicznym (potocznie określany termi- nem Biosafety Protocol – „Protokół biobezpieczeństwa”) jest integralną częścią omówionej Konwencji oróżnorodności biologicznej. Protokół ten określa zasady międzynarodowego handlu żywymi genetycznie zmodyfi kowanymi organizmami (ang. living modifi ed organisms – LMO), czyli takimi, które mają zdolność do reprodukcji (np. nasiona iowoce: soi, kukurydzy, pomidora). Ponadto reguluje następujące zagadnienia: międzynarodową wymianę informacji oLMO, handel międzynarodowy produktami zawierającymi LMO, znakowanie produktów zawierających LMO, zasady biobezpieczeństwa, ochronę bioróżnorodności. Przy okazji warto odnotować, że wmyśl tego międzynarodowego po- rozumienia zostanie powołane Centrum wymiany informacji ds. biobez- pieczeństwa (ang. Biosafety Clearing House). Głównym jego zadaniem bę- dzie zbieranie iwymiana informacji oLMO. Informacje te będą dostęp- ne bezpłatnie dla wszystkich sygnatariuszy Protokołu. Państwa, które podpisały Protokół, mają obowiązek promowania irozwijania świadomo- ści publicznej, edukowania społeczeństwa iuczestnictwa wbezpiecz- nym użyciu LMO. Wmyśl ustaleń produkty zawierające LMO powinny być specjalnie oznakowane. Na obszarze celnym państw sygnatariuszy takie produkty będą opatrzone napisem: „może zawierać LMO, nie jest przeznaczony do hodowli”. Dzięki umieszczeniu takiej informacji na produkcie nie będzie konieczna segregacja, na przykład nasion na te, które zostały ulepszone, wykorzystując zdobycze nowoczesnej biotech- nologii ite wyhodowane wsposób tradycyjny. Protokół podpisały obecnie 173 państwa, przy czym Polska ratyfi - kowała Protokół 26 listopada 2003 r. Wpaństwach gdzie nie ma dotąd żadnych regulacji prawnych dotyczących LMO, Protokół ten stanowi podstawę do ich opracowania. Niewątpliwie to istotny krok ku ujednoli- ceniu międzynarodowych przepisów, które wprzyszłości będą ułatwiały komercjalizację zdobyczy nowoczesnej biotechnologii.

97 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

58. Czego dotyczy Protokół zNagoi do Konwencji oróżnorodności biologicznej?

Protokół zNagoi do Konwencji oróżnorodności biologicznej dotyczy dostępu do zasobów genetycznych oraz uczciwego i sprawiedliwego podziału korzyści wynikających z ich wykorzystania. Został przyjęty w 2010 r. podczas Dziesiątego Posiedzenia Konferencji Stron Kon- wencji oróżnorodności biologicznej (CBD COP10). Jego celem jest uczciwy isprawiedliwy podział korzyści wynikających zwykorzystania zasobów genetycznych, wtym przez odpowiedni dostęp do zasobów genetycznych oraz przez odpowiedni transfer właściwych technolo- gii, zuwzględnieniem wszystkich praw do tych zasobów itechnolo- gii, a także odpowiednie fi nansowanie, tym samym wnosząc wkład wochronę różnorodności biologicznej izrównoważone wykorzystanie jej elementów. Protokół wszedł wżycie 12 października 2014 r., ado 15 czerwca 2020 r. został ratyfi kowany przez 123 państwa oraz Unię Europejską. Polska podpisała Protokół zNagoi 20 września 2011 r. Protokół zNagoi zakłada sprawiedliwy podział korzyści płynących zwykorzystania zasobów genetycznych między tzw. „dawcami” i„bior- cami” zasobów genetycznych. Oznacza to, że na przykład kraje roz- wijające się, udostępniające największe zasoby genetyczne, takie jak lasy tropikalne czy tundry itajgi, mają prawo do udziału wkorzyściach, które przynoszą wytworzone zwykorzystaniem tych zasobów produk- ty – nawet jeśli te przebywają drogę do odległych zakątków świata. Wpraktyce, jeśli podmiot sprzedaje rzadkie nasiona, które posłużą do produkcji kosmetyków, to ma prawo do udziału wprzyszłych zyskach zich sprzedaży lub innego wynagrodzenia uzgodnionego wcześniej iza- wartego wkontrakcie. Protokół reguluje współpracę transgraniczną, monitoring wykorzy- stania zasobów genetycznych, transfer technologii, mechanizmy iza- soby fi nansowe. Dotyczy zasobów genetycznych zarówno organizmów dziko występujących, jak iużytkowanych wgospodarce (zwyjątkiem zasobów genetycznych człowieka) oraz tradycyjnej wiedzy związanej ztymi zasobami. Nie narusza praw iobowiązków wynikających zinnych porozumień międzynarodowych, na przykład nie dotyczy tych gatunków roślin uprawnych, które są objęte Międzynarodowym Traktatem oZa- sobach Genetycznych Roślin dla Wyżywienia iRolnictwa. Polska nie podjęła decyzji o regulacji dostępu do swoich zasobów genetycznych. Jest natomiast związana przepisami wynikającymi zRoz-

98 Biotechnologia auregulowania prawne

porządzenia Parlamentu Europejskiego iRady (UE) nr 511/2014 z16 kwietnia 2014 r. wsprawie środków zapewniających zgodność użytkow- ników wUnii zwymogami wynikającymi zProtokołu zNagoi dotyczą- cego dostępu do zasobów genetycznych oraz uczciwego i sprawiedli- wego podziału korzyści wynikających z wykorzystania tych zasobów. Rozporządzenie to reguluje obowiązki użytkowników zasobów gene- tycznych prowadzących działalność na terenie państw członkowskich Unii Europejskiej, akorzystających zzasobów genetycznych zkrajów będących stronami Protokołu zNagoi iregulujących dostęp do nich. Po- stępowanie uszczegóławia Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2015/1866 z13 października 2015 r. ustanawiające szczegółowe zasady wykonania rozporządzenia Parlamentu Europejskiego iRady (UE) nr 511/2014 wodniesieniu do rejestru kolekcji, monitorowania zgodności użytkowników inajlepszych praktyk.

59. Czego dotyczy Europejski Zielony Ład?

Europejski Zielony Ład dla Unii Europejskiej (UE) i jej obywateli dotyczy rozwiązania problemów związanych zklimatem iśrodowiskiem naturalnym, które uważane są za najważniejszego zadania obecnego pokolenia. Atmosfera ulega ociepleniu, aklimat zmienia się zkażdym rokiem. Spośród ośmiu milionów gatunków żyjących obecnie na naszej planecie jeden milion jest zagrożony zagładą. Lasy ioceany są zanie- czyszczane idewastowane. Europejski Zielony Ład stanowi strategię na rzecz wzrostu, której celem jest przekształcenie UE wsprawiedliwe iprosperujące społeczeństwo żyjące wnowoczesnej, zasobooszczędnej ikonkurencyjnej gospodarce, która w2050 r. osiągnie zerowy poziom emisji gazów cieplarnianych netto iwktórej wzrost gospodarczy zo- stanie oddzielony od wykorzystania zasobów naturalnych. Celem jest również ochrona, zachowanie ipoprawa kapitału natural- nego UE oraz ochrona zdrowia idobrostanu obywateli przed zagrożenia- mi inegatywnymi skutkami związanymi ze środowiskiem. Transforma- cja ta musi przebiegać zarazem wsprawiedliwy isprzyjający włączeniu społecznemu sposób – na pierwszym miejscu należy stawiać ludzi inie wolno tracić zoczu regionów, sektorów przemysłu ipracowników, któ- rzy będą borykać się znajwiększymi trudnościami. Proces ten pociągnie za sobą głębokie zmiany, dlatego kluczowe znaczenie dla skuteczności nowych polityk i ich akceptacji będzie miało czynne zaangażowanie izaufanie społeczeństwa. Potrzebny jest nowy pakt, który zjednoczy

99 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

obywateli wich różnorodności, awładze krajowe, regionalne ilokalne, społeczeństwo obywatelskie isektor przemysłowy będą ściśle współpra- cować zinstytucjami iorganami doradczymi UE.

60. Jakie przepisy Unii Europejskiej regulują problematykę genetycz- nie modyfi kowanych organizmów?

Unia Europejska ustanowiła ramy prawne, aby zapewnić bezpieczne warunki rozwoju nowoczesnej biotechnologii, adokładniej GMO. Ko- misja proponuje zmiany dające krajom UE swobodę ograniczania lub zakazywania stosowania zatwierdzonych GMO. Przepisy mają na celu: 1) ochronę zdrowia ludzi i zwierząt oraz środowiska, wprowadzając ocenę bezpieczeństwa najwyższych możliwych standardów na pozio- mie UE, zanim jakiekolwiek GMO zostaną wprowadzone na rynek; 2) wdrożenie zharmonizowanych procedur oceny ryzyka izatwierdza- nia GMO, które są skuteczne, ograniczone wczasie iprzejrzyste; 3) zapewnienie jasnego oznakowania GMO wprowadzanych do obrotu, aby umożliwić konsumentom, atakże profesjonalistom (np. rolnikom ioperatorom łańcucha żywnościowego) dokonanie świadomego wyboru; 4) zapewnienie identyfi kowalności wprowadzonych do obrotu GMO. Przepisy dotyczące GMO: • Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2001/18/WE z dnia 12 marca 2001 r. wsprawie zamierzonego uwalniania do środowiska or- ganizmów zmodyfi kowanych genetycznie iuchylająca dyrektywę Rady 90/220/EWG • Rozporządzenie (WE) nr 1829/2003 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 22 września 2003 r. wsprawie genetycznie zmodyfi kowanej żyw- ności ipaszy • Rozporządzenie (WE) nr 1830/2003 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 22 września 2003 r. dotyczące możliwości śledzenia ietykietowa- nia organizmów zmodyfi kowanych genetycznie oraz możliwości śledze- nia żywności iproduktów paszowych wyprodukowanych zorganizmów zmodyfi kowanych genetycznie izmieniające dyrektywę 2001/18/WE • Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2015/412 z dnia 11 marca 2015 r. wsprawie zmiany dyrektywy 2001/18/WE wzakresie umożliwienia państwom członkowskim ograniczenia lub zakazu uprawy organizmów zmodyfi kowanych genetycznie (GMO) na swoim terytorium • Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/27/WE z dnia 11 marca 2008 r. zmieniająca dyrektywę 2001/18/WE w sprawie zamie-

100 Biotechnologia auregulowania prawne

rzonego uwalniania do środowiska organizmów zmodyfi kowanych ge- netycznie w odniesieniu do uprawnień wykonawczych przyznanych Komisji • Dyrektywa Parlamentu Europejskiego iRady 2009/41/WE zdnia 6 maja 2009 r. wsprawie ograniczonego stosowania mikroorganizmów zmody- fi kowanych genetycznie • Rozporządzenie (WE) nr 1946/2003 Parlamentu Europejskiego iRady z dnia 15 lipca 2003 r. w sprawie transgranicznego przemieszczania organizmów genetycznie zmodyfi kowanych • Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2015/412 z dnia 11 marca 2015 r. wsprawie zmiany dyrektywy 2001/18/WE wzakresie umożliwienia państwom członkowskim ograniczenia lub zakazu uprawy organizmów zmodyfi kowanych genetycznie (GMO) na swoim teryto- rium • Dyrektywa Komisji (UE) 2018/350 zdnia 8 marca 2018 r. zmieniająca dyrektywę Parlamentu Europejskiego iRady 2001/18/WE wodniesie- niu do oceny ryzyka organizmów zmodyfi kowanych genetycznie dla środowiska naturalnego • Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2019/1243 zdnia 20 czerwca 2019 r. dostosowujące niektóre akty prawne przewi- dujące stosowanie procedury regulacyjnej połączonej zkontrolą do art. 290 i291 Traktatu ofunkcjonowaniu Unii Europejskiej • Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2019/1381 zdnia 20 czerwca 2019 r. w sprawie przejrzystości i zrównoważone- go charakteru unijnej oceny ryzyka włańcuchu żywnościowym oraz zmieniające rozporządzenia (WE) nr 178/2002, (WE) nr 1829/2003, (WE) nr 1831/2003, (WE) nr 2065/2003, (WE) nr 1935/2004, (WE) nr 1331/2008, (WE) nr 1107/2009, (UE) 2015/2283 oraz dyrektywę 2001/18/WE.

Uzupełnieniem tych głównych aktów prawnych są przepisy wyko- nawcze lub zalecenia i wytyczne dotyczące bardziej szczegółowych aspektów. Unijne prawodawstwo dotyczące GMO zostało uchwalone w2001 r. inie wpełni odzwierciedla obecny stan wiedzy, szczególnie wodniesie- niu do roślin poddanych edycji genomu, które według naukowców nie różnią się od uzyskanych metodami konwencjonalnymi. Rośliny, które przeszły proste iukierunkowane edycje genomu za pomocą precyzyj- nej hodowli i nie zawierają obcych genów, są przynajmniej tak samo

101 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

bezpieczne jak odmiany powstałe przy użyciu konwencjonalnych tech- nik hodowlanych. Aktualna interpretacja prawodawstwa europejskiego (TSUE, sprawa C-528/16) uniemożliwia jednak stosowanie edycji geno- mów wzrównoważonym rolnictwie iprodukcji żywności wUE. Wdniu 25 lipca 2018 r. Trybunał Sprawiedliwości Unii Europejskiej (TSUE) orzekł, że rośliny uzyskane za pomocą precyzyjnych technik hodowla- nych, takich jak CRISPR, są organizmami zmodyfi kowanymi genetycz- nie (GMO), które wprzeciwieństwie do odmian otrzymanych znacznie mniej precyzyjnymi metodami mutagenezy nie są wyłączone zprawo- dawstwa dotyczącego GMO. Wkonsekwencji nawet rośliny onajmniej- szych zmianach, wktórych pośredniczyła technologia CRISPR iktóre wperspektywie bardzo długiego czasu mogłyby również powstać spon- tanicznie wnaturze, podlegają tym przepisom. Zastosowanie europej- skiego prawodawstwa dotyczącego GMO stanowi nieuzasadniony próg regulacyjny i jest szczególnie problematyczne dla instytutów badaw- czych imałych fi rm hodowlanych. Spełnienie takich samych wymogów jak dla konwencjonalnych GMO jest bezzasadnie skomplikowane izbyt drogie, aby je spełniły mniejsze, ale naukowo doskonałe instytucje. Po- dejście przyjęte wUE wzakresie GMO jest bardzo ostrożne. Zakłada wymóg wydawania zezwoleń dotyczących GMO, które mają być wpro- wadzone do obrotu, oraz monitorowanie środowiska po wprowadzeniu do obrotu wodniesieniu do wszystkich zatwierdzonych GMO. Takie rozwiązanie zapewnia wysoki poziom ochrony zdrowia ludzi izwierząt oraz środowiska. Dyrektywa (UE) 2015/412 daje państwom członkowskim większą elastyczność wdecydowaniu ouprawie organizmów zmodyfi kowanych genetycznie. Wtrakcie procedury zatwierdzania państwo członkowskie może wystąpić o dostosowanie zakresu geografi cznego wniosku, aby zagwarantować, że jego terytorium nie będzie objęte unijnym zezwole- niem. Natomiast po zatwierdzeniu GMO państwo członkowskie może zakazać upraw lub je ograniczyć, powołując się na podstawy związane zcelami polityki ochrony środowiska lub polityki rolnej, lub inne istot- ne podstawy, takie jak zagospodarowanie przestrzenne wmiastach ina obszarach wiejskich, użytkowanie gruntów, wpływ na sytuację społecz- no-gospodarczą, współistnienie upraw ipolityka publiczna. Przed przy- jęciem tej dyrektywy państwa członkowskie mogły tymczasowo ograni- czyć lub zakazać stosowania GMO na swoim terytorium tylko wtedy, gdy posiadały nowe dowody na to, że organizm stanowi zagrożenie dla zdrowia człowieka lub środowiska naturalnego bądź wprzypadku wy-

102 Biotechnologia auregulowania prawne

stąpienia sytuacji nadzwyczajnej. Żadne zpaństw członkowskich, które przyjęły tzw. „klauzulę ochronną”, nie było jednak wstanie przedstawić nowych dowodów.

61. Jakie przepisy UE regulują wprowadzenie do obrotu produktów zawierających GMO?

Przy wprowadzaniu żywności GM do obrotu na terenie UE, tym samym wPolsce, obowiązują restrykcyjne przepisy prawne. Regulacje przyjęte wUE zorientowane są na ochronę zdrowia iśrodowiska, arównocze- śnie wywierają istotny wpływ na zabezpieczenie funkcjonowania rynku wewnętrznego, wtym swobodnego przepływu towarów: • Dyrektywa 2001/18/WE wsprawie zamierzonego uwalniania do środo- wiska naturalnego organizmów zmodyfi kowanych genetycznie • Rozporządzenie (WE) nr 1829/2003 wsprawie genetycznie zmodyfi - kowanej żywności ipaszy • Rozporządzenie (WE) nr 1830/2003, na podstawie którego wprowadzo- no system umożliwiający śledzenie (ang. traceability) przepływu pro- duktów GM włańcuchu produkcji idystrybucji.

Wymienione przepisy stanowią podstawę prawnego modelu bezpie- czeństwa wprowadzania na rynek żywności GM wUE. Zezwolenie na wprowadzenie do obrotu żywności GM wymaga udo- wodnienia wwystarczający sposób, że spełnia ona wymagania dotyczą- ce bezpieczeństwa. Wniosek składa się do właściwych organów danego państwa członkowskiego, wktórym dany produkt GM ma być po raz pierwszy wprowadzony do obrotu; wPolsce do Głównego Inspektora Sanitarnego. We wniosku należy jasno określić zakres stosowania, za- wrzeć analizy oraz dane wykazujące bezpieczeństwo produktu, wskazać, które części są poufne, oraz załączyć plan monitorowania, propozycję etykietowania imetodę wykrywania. Następnie streszczenie zawartości akt złożonych przez wnioskodawcę (fi rmę) jest bezzwłocznie przekazy- wane do Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA), który informuje owniosku Komisję ipozostałe państwa członkowskie, udostępniając im wniosek oraz wszelkie uzupełniające informacje prze- kazane przez wnioskodawcę. Ponadto EFSA sporządza streszczenie dokumentacji iudostępnia opinii publicznej, co ma zapewnić większą przejrzystość iprzewidywalność omawianych regulacji. Naukowe opi- nie EFSA to jeden z fi larów, na których podstawie opracowywane są

103 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

regulacje wUE. Opinia naukowa EFSA jest również dostępna dla spo- łeczeństwa. Komisja bezzwłocznie informuje wnioskodawcę opodjętej decyzji ipublikuje jej szczegóły wDzienniku Urzędowym WE. Decyzja wydawana jest na 10 lat. Prawodawstwo przewiduje również monitoro- wanie środowiska po wprowadzeniu do obrotu zatwierdzonych GMO, co pozwoli Komisji ipaństwom członkowskim na podjęcie odpowiednich działań wprzypadku zidentyfi kowania nieoczekiwanych negatywnych skutków.

62. Czy wszystkie zatwierdzone wUnii Europejskiej GMO są bez- pieczne dla zdrowia iśrodowiska?

Jeszcze przed wprowadzeniem GMO na rynek unijny wykazano, że wszystkie zatwierdzone wUE GMO są bezpieczne. Takie wnioski wy- ciągnął Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA), we współpracy zpaństwami członkowskimi, wodniesieniu do poszczegól- nych GMO dostępnych na rynku. Wrocznych sprawozdaniach zmonito- rowania środowiska, które prowadzone są wodniesieniu do wszystkich zatwierdzonych GMO, nie stwierdzono żadnych szkodliwych skutków dla środowiska. EFSA monitoruje wszystkie nowe publikacje naukowe, które dotyczą bezpieczeństwa zatwierdzonych GMO, ijak dotąd żadna znich nie wpłynęła na zmianę przyjętych opinii. Żywność genetycznie zmodyfi kowana, zgodnie zart. 4 rozporządze- nia (WE) nr 1829/2003, nie może: wywierać szkodliwych skutków dla zdrowia ludzi, zwierząt lub środowiska naturalnego oraz wprowadzać konsumenta wbłąd; zostać wprowadzona do obrotu do użytku spożyw- czego bez uzyskania zezwolenia Komisji Europejskiej; różnić się pod względem wartości odżywczej od swojego konwencjonalnego odpowied- nika, tzn. niezmodyfi kowanego genetycznie produktu spożywczego. Zalecenia EFSA obejmują ocenę: ryzyka żywności ipasz otrzyma- nych zroślin genetycznie modyfi kowanych, ryzyka środowiskowego ge- netycznie zmodyfi kowanych roślin, ryzyka obecności na niskim pozio- mie genetycznie zmodyfi kowanego materiału roślinnego wprzywożonej żywności ipaszach oraz alergenności (reakcja niezależna od przeciwciał IgE – głównie dzieci, celiakia; test trawienia in vitro, wewnętrzna aler- genność – zwiększenie poziomu naturalnej alergenności rośliny GM wstosunku do rośliny dzikiej).

104 Biotechnologia auregulowania prawne

63. Jaka jest obecnie procedura oceny ryzyka stosowania GMO (we- dług norm europejskich)?

Ocenę możliwych zagrożeń ze strony GMO dla zdrowia ludzi izwierząt oraz dla środowiska w Europie przeprowadza Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA). Rolą EFSA jest udzielanie porad naukowych na temat bezpieczeństwa GMO europejskim zarządzają- cym ryzykiem, tj. Komisji Europejskiej ipaństwom członkowskim UE. EFSA stosuje surowe kryteria określone wramach regulacyjnych Unii Europejskiej podczas oceny bezpieczeństwa GMO, zanim będą mogły zostać dopuszczone do stosowania jako żywność, pasza lub do uprawy wkrajach Unii. Duża część prac EFSA obejmuje oceny bezpieczeństwa GMO przed ich dopuszczeniem do obrotu, przy czym większość ocen dotyczy roślin GM. EFSA odpowiada również na pilne wnioski Komisji Europejskiej lub Parlamentu Europejskiego wkwestiach związanych zGMO iich bezpieczeństwem. EFSA ocenia bezpieczeństwo nowych produktów GMO przed pod- jęciem decyzji o dopuszczeniu do obrotu przez ośrodki zarządzające ryzykiem poprzez ocenę potencjalnego wpływu GMO na zdrowie ludzi, zdrowie zwierząt iśrodowisko. Przeprowadzana jest charakterystyka molekularna poprzez ocenę struktury molekularnej nowo powstałych białek, ich funkcjonowania ipotencjalnych interakcji. Analiza porów- nawcza obejmuje porównanie rośliny GM zjej tradycyjnym odpowiedni- kiem wcelu wykrycia różnic wobserwowalnym wyglądzie rośliny, takim jak wysokość ikolor – cechy fenotypowe oraz jej cech agronomicznych, takich jak plon. Analizie poddawane są również wartości odżywcze rośliny GM i jej tradycyjnego odpowiednika. Prowadzona jest ocena potencjalnej toksyczności i alergenności oraz potencjalnego wpływu na środowisko. Po zatwierdzeniu GMO przez organizacje zarządzające ryzykiem produkt GMO otrzymuje zwykle 10-letnią licencję na rynek UE. Po 10 latach musi zostać ponownie oceniony przez EFSA przed podjęciem decyzji oponownym zezwoleniu. EFSA przygotowała kilka dokumentów zawierających wytyczne do- tyczące oceny ryzyka związanego z GMO i pochodną żywności i pa- szy. Dokumenty te szczegółowo opisują, jak sporządzać dokumentację wniosków dotyczących GMO oraz rodzaj danych naukowych iinnych informacji, które należy uwzględnić. Wszystkie wytyczne są publicznie dostępne na stronie internetowej EFSA. Zgodnie zprawodawstwem UE wnioski oprzywóz iprzetwarzanie, atakże uprawę roślin GM muszą

105 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

zawierać plan szczegółowego monitoringu środowiskowego po wprowa- dzeniu do obrotu. Na podstawie ich analizy EFSA wydaje zalecenia Komisji Europejskiej. Wniektórych przypadkach EFSA zaleca monito- rowanie roślin GM po wprowadzeniu do obrotu pod kątem możliwych niekorzystnych skutków dla zdrowia zwierząt lub ludzi. Ma to zwykle miejsce, gdy zmodyfi kowana genetycznie żywność lub pasza ma zmie- niony skład odżywczy, gdy wartość odżywcza zmodyfi kowanej gene- tycznie żywności lub paszy różni się od konwencjonalnych odmian lub gdy istnieje prawdopodobieństwo zwiększonej alergenności wwyniku modyfi kacji genetycznej. Celem monitorowania po wprowadzeniu do obrotu jest zapewnienie dalszego bezpieczeństwa nowego GMO.

64. Jakie są przepisy wUnii Europejskiej dotyczące genetycznie zmo- dyfi kowanych pasz?

Genetycznie modyfi kowane pasze lub genetycznie modyfi kowane składniki pasz muszą uzyskać zezwolenie na wprowadzenie do obro- tu lub uprawy wUE zgodnie zrozporządzeniem (WE) nr 1829/2003 wsprawie zmodyfi kowanej genetycznie żywności ipasz dla zwierząt. Wymóg uzyskania zezwolenia dotyczy żywych GMO, na przykład ku- kurydzy isoi, jak również pasz iskładników żywności pochodzących zprzetwarzania upraw genetycznie modyfi kowanych (GM). Autoryzację przeprowadza Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA), biorąc pod uwagę bezpieczeństwo GMO oraz pochodzącej znich żyw- ności lub paszy. Zatwierdzona pasza zmodyfi kowana genetycznie nie powinna stanowić większego ryzyka dla zwierząt gospodarskich niż pasza konwencjonalna. Pasza dla zwierząt zmodyfi kowana genetycznie, która prawdopodobnie nie zawiera żywych GMO, jest trawiona przez zwierzęta wtaki sam sposób jak pasza konwencjonalna. Żywność po- chodząca od zwierząt karmionych zatwierdzonymi paszami GM jest uważana za równie bezpieczną jak żywność pochodząca od zwierząt karmionych paszami niezmodyfi kowanymi genetycznie. Materiały paszowe dla zwierząt i mieszanki paszowe zawierające GM lub materiał pochodzący zGM muszą być wskazane na etykiecie paszy. Znakowanie nie jest wymagane wprzypadku pasz dla zwierząt zawierających nieoczekiwane lub technicznie niemożliwe do uniknię- cia ślady materiału zmodyfi kowanego genetycznie ozawartości poniżej 0,9% odmian zmodyfi kowanych genetycznie, które zostały zatwierdzo- ne wUE. Należy pamiętać, że według Europejskiego Stowarzyszenia

106 Biotechnologia auregulowania prawne

Producentów Pasz (FEFAC) co najmniej 85% produkcji mieszanek pa- szowych wUE jest oznakowanych etykietami wskazującymi, że zawiera materiał zmodyfi kowany genetycznie lub materiał pochodzący zGMO, aprzemysł paszowy UE każdego roku importuje ponad 70% zapotrzebo- wania na kukurydzę, soję irzepak. Aby zaradzić ewentualnej obecności niedozwolonych odmian wprzywozie roślin przeznaczonych na paszę UE przyjęła rozporządzenie 619/2011, które określa poziom tolerancji na poziomie 0,1% dla niektórych odmian, dla których złożono wniosek ozezwolenie UE. WPolsce w2006 r. uchwalono zakaz stosowania pasz genetycznie modyfi kowanych zdwuletnim vacatio legis, aby hodowcy bydła itrzo- dy chlewnej mieli czas na przestawienie się na skarmianie zwierząt paszami niemodyfi kowanymi. Wprowadzenie zakazu przesuwane jest co dwa lata, a obecne memorandum obowiązuje tylko do końca tego roku. Wynika to z braku samowystarczalności pod względem zapew- nienia krajowego białka do żywienia zwierząt oraz doskonałej wartości odżywczej iprzyswajalności trudnej do zastąpienia soi. Nie jest możliwe rozszerzenie upraw roślin bobowatych iprzetwórstwa nasion rzepaku, aby zastąpić import około 2 mln ton genetycznie modyfi kowanej śruty sojowej zArgentyny, Brazylii iUSA na potrzeby żywienia prosiąt idro- biu. Według szacunków Instytutu Ekonomiki Rolnictwa iGospodarki Żywnościowej obecnie udział śruty sojowej wpokryciu zapotrzebowa- nia na białko paszowe wPolsce wynosi prawie 2/3 całego zapotrzebo- wania. Przyjmuje się, że zakaz stosowania wżywieniu zwierząt paszy GMO byłby poważnym problemem dla polskich producentów mięsa, zwłaszcza że wprowadzenie wwiększym stopniu śruty rzepakowej po- drożyłoby koszty produkcji. Wzwiązku zpowyższym hodowcy zwierząt apelują do ministra rolnictwa oostateczne wykreślenie zakazu stosowa- nia pasz GMO zpolskiego prawa, wskazując, że dzięki dobrowolnemu znakowaniu „bez GMO” konsumenci mogą wybrać czy kupować towary wyprodukowane na bazie pasz transgenicznych czy konwencjonalnych.

65. Czy materiał zmodyfi kowany genetycznie przenika zpaszy dla zwierząt?

Przeprowadzono szereg badań, wktórych rozważano możliwość włą- czenia funkcjonalnych transgenów zmateriałów paszowych zmodyfi - kowanych genetycznie do produktów zwierzęcych przeznaczonych do spożycia przez ludzi, na przykład mleka, mięsa ijaj. Biologicznie aktyw-

107 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

ne geny ibiałka są powszechnymi składnikami pożywienia ipaszy, ale trawienie zarówno uzwierząt, jak iuludzi powoduje szybką degradację ich DNA. Przenikanie fragmentów DNA zprzewodu pokarmowego do organizmu jest normalnym procesem fi zjologicznym. W2007 r. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) poinformował, że duża liczba badań eksperymentalnych na zwierzętach hodowlanych wykazała, iż rekombinowane fragmenty DNA lub białka pochodzące zroślin GM nie zostały wykryte wtkankach, płynach ani produktach jadalnych zwierząt hodowlanych – wtym brojlerów, bydła, świń lub przepiórek. Jest możliwe, że fragmenty DNA pochodzące zmateriałów roślinnych zmodyfi kowanych genetycznie mogą czasami zostać wykryte wtkankach zwierzęcych wtaki sam sposób, wjaki frag- menty DNA pochodzące zmateriałów roślinnych niezmodyfi kowanych genetycznie można wykryć wtych samych tkankach. EFSA zauważyła, że obecnie nie jest dostępna żadna technika umożliwiająca prawidło- we iwiarygodne śledzenie produktów pochodzenia zwierzęcego, wtym mięsa, mleka ijaj, gdy zwierzęta hodowlane były karmione dietą zawie- rającą GMO. Podobne badania prowadzono również wPolsce, wramach progra- mu wieloletniego „Wpływ pasz GMO na produkcyjność izdrowotność zwierząt, transfer transgenicznego DNA w przewodzie pokarmowym oraz jego retencję wtkankach iproduktach żywnościowych pochodze- nia zwierzęcego” (aneks do programu wieloletniego – uchwała Rady Ministrów nr 306/2007 zdnia 20 grudnia 2007). Instytut Zootechniki- -Państwowy Instytut Badawczy wKrakowie oraz Państwowy Instytut Weterynaryjny-Państwowy Instytut Badawczy w Puławach w latach 2008-2011 oceniały wpływ stosowania genetycznie modyfi kowanych materiałów paszowych (poekstrakcyjnej śruty sojowej iśruty kukury- dzianej) wżywieniu zwierząt gospodarskich (drobiu, świń ibydła). Po- dobne badania prowadził Instytut Genetyki iBiotechnologii Zwierząt Polskiej Akademii Nauk wramach projektu „Biożywność – innowacyj- ne, funkcjonalne produkty pochodzenia zwierzęcego” wlatach 2009- 2016. Wwyniku przeprowadzonych badań nie wykazano negatywnego wpływu skarmiania pasz GMO na jakość ibezpieczeństwo produktów zwierzęcych, zdrowie ludzi izwierząt oraz na środowisko. Nie wykryto również obecności transgenicznego DNA wdalszych częściach przewo- du pokarmowego, narządach wewnętrznych, krwi, tkance mięśniowej, mleku ijajach.

108 Biotechnologia auregulowania prawne

66. Jakie produkty genetycznie zmodyfi kowane zostały dopuszczone do obrotu?

Produkty genetycznie modyfi kowane, które uzyskały pozwolenie wEu- ropie na wykorzystanie ich jako pasza iżywność to przede wszystkim: kukurydza, soja oraz rzepak. Produkcja roślin transgenicznych odbywa się głównie poza Europą. Obecnie na terenie UE wobrocie może znaj- dować się wyłącznie genetycznie zmodyfi kowana bawełna, kukurydza, rzepak, soja i buraki cukrowe oraz pyłek z kukurydzy MON810. Są one również dopuszczone do produkcji żywności. Inne genetycznie zmodyfi kowane produkty są wUnii niedozwolone. Modyfi kacje genetyczne, którym mogą podlegać wymienione pro- dukty, znajdują się wUnijnym Rejestrze Genetycznie Zmodyfi kowanej Żywności iPaszy prowadzonym przez Komisję Europejską11. Wupra- wach na terenie UE można stosować tylko genetycznie zmodyfi kowaną kukurydzę MON810 (międzynarodowego koncernu Monsanto). Ge- netycznie modyfi kowane organizmy znajdujące się we Wspólnotowym Rejestrze Genetycznie Zmodyfi kowanej Żywności i Paszy podlegają rozporządzeniu (WE) nr 1829/2003. Można również znaleźć produkty podlegające decyzjom WE owycofaniu zrynku, jak również materiał zmodyfi kowany genetycznie, który obecnie spełnia wymagania rozpo- rządzenia (WE) nr 619/2011 ustanawiającego metody pobierania próbek ianaliz do celów urzędowej kontroli pasz pod kątem obecności mate- riału genetycznie zmodyfi kowanego, dla którego toczy się procedura autoryzacyjna lub którego upoważnienie wygasło. Wprowadzanie do obrotu organizmów zmodyfi kowanych genetycz- nie oraz informacje dotyczące zamierzonych prac polowych podlegają kontroli zgodnie zdyrektywą 2001/18/WE Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 12 marca 2001 r., aodpowiednie rejestry dostępne są na stronie https://gmoinfo.jrc.ec.europa.eu/.

67. Czy wPolsce można uprawiać rośliny genetycznie modyfi kowane?

Polska, zgodnie zzaleceniami Unii Europejskiej, opracowała przepisy umożliwiające prowadzenie upraw roślin genetycznie modyfi kowanych izgłaszania do odpowiednich organów. Uwzględnione jest zachowanie bezpieczeństwa, wprowadzenie specjalnej strefy, zgody gminy, rolników

11 https://ec.europa.eu/food/plant/gmo/eu_register_en

109 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

ipszczelarzy wodległości do 30 km od planowanych upraw czy zgody odpowiednich ministerstw. Uprawy takie nie są jednak prowadzone, dzięki dyrektywie Parlamentu Europejskiego iRady (UE) 2015/412 zdnia 11 marca 2015 r., która zmieniała pierwotną dyrektywę 2001/18/ WE wzakresie umożliwienia państwom członkowskim ograniczania lub zakazu uprawy organizmów zmodyfi kowanych genetycznie na swoim terytorium bez konieczności uzasadniania swojego stanowiska. WPolsce obowiązuje zakaz uprawy modyfi kowanej kukurydzy wydany Rozporzą- dzeniem Rady Ministrów z2 stycznia 2013 r. wsprawie zakazu stoso- wania materiału siewnego odmian kukurydzy MON810 (Dz.U. 2013 poz. 39). Podobny zakaz wydano wstosunku do upraw ziemniaków. Polska zgłosiła wyłączenie swego terytorium spod możliwości uprawy modyfi kowanej kukurydzy, która dopuszczona jest obecnie do obrotu iuprawy wUnii Europejskiej. Przepisy ozakazie stosowania materiału siewnego kontroluje Główny Inspektor Ochrony Roślin i Nasiennictwa. W celu uniknięcia niepo- rozumień podczas działań kontrolnych apeluje on o przechowywanie dokumentów zakupu materiału siewnego kukurydzy oraz etykiet urzę- dowych, którymi oznakowane są wszystkie opakowania tego materiału. Dokumenty te będą sprawdzane podczas kontroli przestrzegania zakazu stosowania materiału siewnego, wtym odmian modyfi kowanych gene- tycznie. Brak etykiety na opakowaniu świadczy onielegalnym pocho- dzeniu materiału siewnego. Zgodnie z art. 2 pkt. 4 Ustawy z dnia 13 lutego 2020 r. (Dz.U. z2020 r. poz. 425) oPaństwowej Inspekcji Ochrony Roślin iNasiennic- twa Inspekcja realizuje zadanie związane zkontrolą upraw wzakresie organizmów genetycznie zmodyfi kowanych na zasadach określonych wustawie zdnia 22 czerwca 2001 r. omikroorganizmach iorganizmach genetycznie zmodyfi kowanych (Dz.U. z2019 r. poz. 706 oraz z2020 r. poz. 322). Kontrolę wykonuje wojewódzki inspektor ochrony roślin inasiennictwa, właściwy ze względu na miejsce prowadzenia uprawy, na podstawie programu kontroli upraw GMO określanego corocznie przez ministra właściwego do spraw środowiska wporozumieniu zmi- nistrem właściwym do spraw rolnictwa. Realizacja zadania polega na kontroli materiału siewnego, plantacji nasiennych oraz plantacji pro- dukcyjnych: kukurydzy, rzepaku jarego iozimego oraz soi. Badania la- boratoryjne przeprowadzane są przez Głównego Inspektora Ochrony Roślin iNasiennictwa wCentralnym Laboratorium wToruniu lub in- nych laboratoriach wskazanych przez Głównego Inspektora. Pracownia

110 Biotechnologia auregulowania prawne

Wykrywania iIdentyfi kacji GMO wCentralnym Laboratorium działa na podstawie decyzji Ministra Środowiska nr 111/2019 dotyczącej ze- zwolenia na utworzenie zakładu inżynierii genetycznej oraz decyzji nr 118/2019 zezwalającej na zamknięte użycie organizmów genetycznie zmodyfi kowanych wCentralnym Laboratorium. W poprzednich latach Inspekcja prowadziła monitorowanie badań materiału siewnego w obrocie (od 2005 r.) oraz kontrolę stosowania materiału siewnego kukurydzy MON810 (od 2013 r.).

68. Jakie są przepisy dotyczące leków itransportu GMO?

Komisja Europejska 15 października 2020 r. przedstawiła komunikat dotyczący „Gotowości wobszarze strategii szczepień iwprowadzania szczepionek przeciwko COVID-19” (COM(2020) 680 fi nal), wktórej uruchomiła czasową „szybką ścieżkę” dotyczącą uzyskania bezpiecznych szczepionek przeciwko COVID-19, zakładając rezygnację wfazie badań klinicznych z uprzedniej oceny ryzyka środowiskowego dotyczącego organizmów genetycznie modyfi kowanych (GMO), wymaganej prawem UE. Ułatwiono również pakowanie, etykietowanie, przechowywanie, transport, zniszczenie, usuwanie, dystrybucję, dostawę, podawanie lub stosowanie badanych produktów leczniczych uludzi. Rozporządzenie będzie obowiązywało do czasu, gdy COVID-19 będzie uznawany przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) za pandemię, bądź gdy Komisja Europejska uzna, że istnieje zagrożenie zdrowia publicznego zpowo- du COVID-19. Rozporządzenie przewiduje odstępstwo od niektórych przepisów dyrektywy 2001/18/WE wsprawie zamierzonego uwalniania do środowiska organizmów zmodyfi kowanych genetycznie oraz dyrek- tywy 2009/41/WE w sprawie zamkniętego użycia mikroorganizmów zmodyfi kowanych genetycznie. Zakładane jest uproszczenie procedur rejestracyjnych, administracyjnych izłagodzenie wymogów regulacyj- nych; otwarcie regulacji europejskich na nowe technologie (mHealth, sztuczna inteligencja AI, terapie genowe). Polskie Prawo farmaceutyczne określa wszystkie aspekty oceny ryzy- ka, które należy uwzględnić przy składaniu wniosku owyrażenie zgody na wprowadzenie na rynek dla produktu leczniczego zawierającego lub składającego się zorganizmu genetycznie zmodyfi kowanego12,13.

12 Ustawa zdnia 22 czerwca 2001 r. omikroorganizmach iorganizmach genetycz- nie zmodyfi kowanych (Dz.U. 2019 poz. 706 oraz 2020 poz. 322). 13 Ustawa zdnia 6 września 2001 r. Prawo farmaceutyczne. (Dz.U. 2020 poz. 944).

111 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Transgraniczne przemieszczanie GMO reguluje przede wszystkim Rozporządzenie (WE) 1946/2003, które wdraża Protokół kartageński o bezpieczeństwie biologicznym do prawa UE. Protokół ustanawia wspólne zasady dotyczące transgranicznego przemieszczania żywych modyfi kowanych organizmów wcelu zapewnienia ochrony różnorodno- ści biologicznej izdrowia ludzkiego na całym świecie. Rozporządzenie, które dotyczy wszczególności eksportu GMO, zobowiązuje kraje UE do podjęcia środków prawnych, administracyjnych iinnych wcelu wy- pełnienia zobowiązań wynikających zProtokołu. Ustanawia procedury transgranicznego przemieszczania GMO, wtym: powiadomienie stron importujących, poinformowanie Biosafety Clearing-House (BCH); speł- nienie wymagań dotyczących identyfi kacji itowarzyszącej dokumenta- cji. Minister do spraw środowiska jest właściwy wsprawach, októrych mowa wRozporządzeniu (WE) nr 1946/2003 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 15 lipca 2003 r. wsprawie transgranicznego przemiesz- czania organizmów genetycznie zmodyfi kowanych (Dz. Urz. UE L 287 z05.11.2003, str. 1; Dz. Urz. UE Polskie wydanie specjalne, rozdz. 15, t. 7, str. 650), zwanym dalej „Rozporządzeniem nr 1946/2003”, zwy- łączeniem spraw, wktórych jest właściwy. Obowiązuje ponadto Rozpo- rządzenie (WE) nr 882/2004 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 29 kwietnia 2004 r. wsprawie kontroli urzędowych przeprowadzanych w celu sprawdzenia zgodności z prawem paszowym iżywnościowym oraz regułami dotyczącymi zdrowia zwierząt i dobrostanu zwierząt. Od 14 grudnia 2019 r. obowiązuje Rozporządzenie Parlamentu Euro- pejskiego i Rady (UE) 2017/625 z dnia 15 marca 2017 r. w sprawie kontroli urzędowych i innych czynności urzędowych wykonywanych wcelu zapewnienia stosowania prawa żywnościowego ipaszowego oraz przepisów dotyczących zdrowia idobrostanu zwierząt, zdrowia roślin iśrodków ochrony roślin („Rozporządzenie wsprawie kontroli urzędo- wych”). Należy również wymienić Dyrektywę 2008/68/WE Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 24 września 2008 r. wsprawie transportu lądowego towarów niebezpiecznych.

69. Czy wUnii Europejskiej są specjalne wymagania dotyczące śle- dzenia iznakowania produktów zawierających GMO?

Rozporządzenie (WE) nr 1830/2003 nakłada na państwa członkow- skie obowiązek śledzenia ietykietowania organizmów modyfi kowanych genetycznie (GMO) oraz możliwości śledzenia żywności iproduktów

112 Biotechnologia auregulowania prawne

paszowych wyprodukowanych zGMO na wszystkich etapach dystry- bucji iprodukcji. Przepisy obejmują etykietowanie oraz monitorowa- nie szkodliwych skutków dla zdrowia iśrodowiska, atakże możliwość ewentualnego wycofania produktów14,15,16. Identyfi kowalność umożliwia śledzenie GMM i GMO oraz pro- duktów żywnościowych/paszowych zmodyfi kowanych genetycznie na wszystkich etapach łańcucha dostaw. Pozwala również na etykietowanie wszystkich GMO iproduktów żywnościowych/paszowych modyfi kowa- nych genetycznie oraz na ścisłe monitorowanie potencjalnych skutków dla środowiska izdrowia. Wrazie potrzeby umożliwia wycofanie pro- duktów wprzypadku wykrycia nieoczekiwanego zagrożenia dla zdrowia ludzkiego lub środowiska. Należy wskazać, że produkt może składać się z GMO lub został znich uzyskany. Obowiązkowo należy informować oniepowtarzalnych identyfi katorach przydzielonych do każdego GMO na mocy Rozpo- rządzenia (WE) nr 1830/2003. Należy również zidentyfi kować każdy składnik wytworzony zGMO. Wzwiązku zpowyższym opakowanie dla konsumenta końcowego lub produkty opakowane zawierające GMO no- szą oznaczenie: „Ten produkt zawiera organizmy zmodyfi kowane gene- tycznie [nazwa organizmu(-ów)]”. Podaje się również imię inazwisko lub nazwę producenta bądź importera iadres oraz przewidywany obszar stosowania produktu GMO. Wskazuje się zastosowanie produktu GMO idokładne warunki użytkowania obejmujące rodzaj środowiska iszcze- gólne wymagania dotyczące magazynowania itransportu. Podaje się in- formacje oróżnicy wartości użytkowej, między produktem GMO ajego tradycyjnym odpowiednikiem. Oznakowanie produktu GMO powinno

14 Rozporządzenie (WE) nr 1830/2003 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 22 września 2003 r. dotyczące możliwości śledzenia i etykietowania organizmów zmodyfi kowanych genetycznie oraz możliwości śledzenia żywności iproduktów pa- szowych wyprodukowanych zorganizmów zmodyfi kowanych genetycznie izmienia- jące dyrektywę 2001/18/WE (Dz.U. L 268 z18.10.2003, s. 24-28). 15 Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2001/18/WE z dnia 12 marca 2001 r. wsprawie zamierzonego uwalniania do środowiska organizmów zmodyfi ko- wanych genetycznie iuchylająca dyrektywę Rady 90/220/EWEDŁUG (Dz.U. L 106 z17.4.2001, s. 139). 16 Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów: w sprawie przeglądu procesu decyzyjnego dotyczącego organizmów zmodyfi kowanych genetycznie (COM(2015) 176 fi nal z22.4.2015).

113 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

zawierać także informacje ośrodkach, które należy podjąć wprzypadku niezamierzonego uwolnienia GMO. Kraje UE przeprowadzają inspekcje, kontrole wyrywkowe ibadania, czy spełniane są przepisy dotyczące etykietowania GMO. Każdy kraj wprowadza także skuteczne kary za naruszenia. Produkty mogą być wycofane, jeśli wykazują nieprzewidziane szkodliwe skutki dla zdro- wia iśrodowiska. Władze krajowe otrzymują wytyczne techniczne od Komisji Europejskiej, która prowadzi główny rejestr materiału referen- cyjnego stosowanego do wykrywania GMO dopuszczonych do obrotu wUE, atakże zapewnia informacje na temat GMO niedopuszczonych do obrotu. Przez pięć lat po transakcji każdy podmiot gospodarczy musi przechowywać te informacje ibyć wstanie zidentyfi kować podmiot, od którego kupił produkty ikomu je dostarczył. Wymagania dotyczące etykietowania nie mają zastosowania do mo- dyfi kowanej genetycznie żywności iproduktów paszowych wproporcji nie większej niż 0,9% składników żywności lub paszy rozpatrywanych indywidualnie, jeśli ich obecność jest przypadkowa lub nieunikniona technicznie.

70. Czy możemy znakować produkty jako wolne od GMO?

Znakowanie produktów jako „wolne od GMO” jest dobrowolne, wska- zuje, że podjęto dobrowolne szczególne środki w celu całkowitego wykluczenia obecności lub stosowania GMO w niektórych produk- tach spożywczych lub paszach. Etykiety jednak nie mogą wprowadzać konsumenta wbłąd. WPolsce reguluje to Ustawa ooznakowaniu pro- duktów wytworzonych bez wykorzystania organizmów genetycznie zmodyfi kowanych jako wolnych od tych organizmów17. Jako wolną od GMO można oznakować żywność pochodzenia roślinnego, dla której dostępne są odpowiedniki wpostaci modyfi kowanych genetycznie ro- ślin dopuszczonych do obrotu na rynku UE (kukurydza, rzepak, soja, burak cukrowy). Znakować można również żywność pochodzenia zwie- rzęcego uzyskaną ze zwierząt lub od zwierząt karmionych paszami „bez GMO” oraz żywność wieloskładnikowa zawierająca co najmniej 50% składników kwalifi kujących się do oznakowania. Ustawa wprowadza identyczne wformie znaki grafi czne zawierające oznaczenia słowne:

17 Ustawa zdnia 13 czerwca 2019 r. ooznakowaniu produktów wytworzonych bez wykorzystania organizmów genetycznie zmodyfi kowanych jako wolnych od tych organizmów (Dz.U. 2019 poz. 1401).

114 Biotechnologia auregulowania prawne

„bez GMO” – wprzypadku żywności pochodzenia roślinnego oraz pasz, „wyprodukowane bez stosowania GMO” – wprzypadku żywności po- chodzenia zwierzęcego iżywności wieloskładnikowej, wktórej znajdą się składniki pochodzenia zwierzęcego. Za znakowanie odpowiada In- spekcja Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych iInspekcja Handlowa wzakresie kontroli żywności oraz Inspekcja Weterynaryjna – wzakresie kontroli pasz. Opis produktu jako wolnego od GMO nie oznacza, że nie miał on żadnej styczności zorganizmami genetycznie modyfi kowanymi. Sytu- acja ta jest związana ze stosowaniem pasz GMO. Mleko, mięso czy jaja mogą być oznaczone jako „wyprodukowane bez stosowania GMO” także wtedy, gdy zwierzę było karmione paszą GMO. Wystarczy, że producent nie użyje takiej paszy wokreślonym czasie poprzedzającym pozyskanie produktu (karencja). Okres karencji, czyli karmienie zwierząt pasza- mi bez GMO wprzypadku mięsa zbydła, koniowatych ijeleniowatych utrzymywanych wwarunkach fermowych wynosi 12 miesięcy. Dla mięsa zkóz, owiec, alpak istrusi 6 miesięcy, dla świń domowych 4 miesią- ce, drobiu 10 tygodni lub cały okres chowu zwyłączeniem pierwszych trzech dni od dnia wyklucia. Mięso zwierząt futerkowych utrzymywa- nych w gospodarstwach, gdzie pozyskuje się mięso przeznaczone do spożycia przez ludzi, wymaga 10 tygodni karencji. Dla produktów ry- bołówstwa karencją objęty jest cały okres chowu. Wprzypadku mleka okres karencji wynosi 3 miesiące, wprzypadku jaj 6 tygodni. Na liście produktów pochodzenia zwierzęcego nie uwzględniono miodu, ponie- waż proces żywienia pszczół nie jest możliwy do udokumentowania, co jest obowiązkiem wynikającym zart. 3 ust. 1 pkt 1 lit. austawy. Producent, który zdecyduje się takie znakowanie, ma obowiązek przeprowadzania badań laboratoryjnych na nieobecność GMO wżyw- ności lub paszach oraz przechowywania przez 2 lata dokumentów po- zwalających na weryfi kację, czy produkt spełnia określone ustawą wa- runki. Wprzypadku produktów spożywczych składających się zwięcej niż jednego składnika kwalifi kujących się do oznaczenia jako wolnych od GMO, oprócz umieszczenia odpowiedniego symbolu na etykiecie, należy takie symbole umieścić również w wykazie składników przy poszczególnych składnikach. Jeżeli jedynie część składników spełnia wymagania do oznaczenia ich jako wolnych od GMO, taką informację można umieścić jedynie wwykazie składników. Wprzypadku sprzedaży żywności lub paszy pakowanej na życzenie klienta, które kwalifi kują się do oznakowania jako wolnej od GMO, informację otym można umieścić

115 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

na wywieszce, aoznakowanie żywności ipaszy nie może sugerować, że odnosi się do wszystkich produktów znajdujących się wdanym miejscu sprzedaży. Zamieszczenie oznakowania jako produktu wolnego od GMO bę- dzie możliwe także wprzypadku użycia genetycznie modyfi kowanych materiałów paszowych, o ile materiały paszowe wolne od GMO nie były dostępne. Wykluczenie obejmuje ponadto dodatki do żywności, substancje pomagające wprzetwarzaniu, aromaty ienzymy wytworzone zGMO lub za ich pomocą, aniedostępne winnej formie. Przepisów ustawy nie stosuje się do żywności ipasz wyprodukowa- nych lub wprowadzonych do obrotu winnym państwie członkowskim Unii Europejskiej zgodnie zprawem tego państwa, wyprodukowanych wpaństwie członkowskim Europejskiego Porozumienia oWolnym Han- dlu, będącym stroną umowy oEuropejskim Obszarze Gospodarczym, albo wyprodukowanych lub wprowadzonych do obrotu w Republice Turcji, zgodnie zprawem tych państw wzakresie, wjakim korzystają ze swobody przepływu towarów na podstawie umów zawartych zUnią Europejską.

71. Dlaczego wprowadzono jednoprocentowy próg do określenia przypadkowych zanieczyszczeń DNA lub białka w artykułach spożywczych ipaszach?

Komisja Europejska doszła do wniosku, że nie można wykluczyć przy- padkowego zanieczyszczenia żywności produktami powstałymi wwyni- ku modyfi kacji genetycznych. Przypadkowe zanieczyszczenie możliwe jest podczas uprawy, hodowli, zbiorów, transportu, przechowywania iprzetwarzania. Jeżeli już doszło do przypadkowego zmieszania iobec- ność takiego materiału stanowi jedynie niewielki udział danego skład- nika wżywności, składnik taki nie powinien podlegać wymaganiom dodatkowego oznakowania. Wartość progowa wynosząca 1% odzwier- ciedla aktualne możliwości analityczne. Ustalone metody analityczne umożliwiają kontrolę zawartości GMO wproduktach. Wartość taka po- winna być uznawana przez zainteresowane podmioty jako maksymalna, azatem wpraktyce należy dołożyć wszelkich starań, by nie doszło do przypadkowej zawartości genetycznie zmodyfi kowanych składników. Wprowadzenie progu jednoprocentowego uzyskało pozytywną opinię stałego Komitetu ds. Artykułów Spożywczych – ciała doradczego Ko- misji Europejskiej.

116 Biotechnologia auregulowania prawne

Polskie przepisy są bardziej rygorystyczne niż przepisy UE. Wsto- sunku do żywności dopuszczalny limit GMO ma wynieść 0,1%, awsto- sunku do pasz 0,9%, oile ilości te będą przypadkowe lub nieuniknione technologicznie. Tymczasem przepisy unijne przewidują idla żywności, i dla pasz próg 0,9%. Oznacza to, że producent środka spożywczego zawierającego pomiędzy 0,1 a0,9% GMO nie mógłby wPolsce ozna- czyć go jako wolnego od GMO. Równocześnie nie podlegałby obowiąz- kowemu oznakowaniu obecności GMO wynikającemu bezpośrednio zprzepisów UE. Zatem etykieta takiego produktu zapewne milczałaby oGMO. Wprzypadku pasz granica ma być jedna iwynosić 0,9%. Jeżeli więc GMO wpaszy jest mniej, to będzie można ją oznakować jako wol- ną od GMO, ajeżeli więcej, to trzeba będzie wskazać to na etykiecie. Porównywalne z polskimi progami są progi ustanowione w Niem- czech, Austrii iBelgii, zkolei Wielka Brytania iDania mają znacznie większy próg wynoszący 0,9%. Wykrywanie DNA oparte jest głównie na metodzie PCR, awykrywanie białek na metodzie immunochemicz- nej ELISA (ang. enzyme linked immunosorbent assay). Teoretycznie do prac zGMO można zaproponować wiele metod dotyczących DNA, jednak zdecydowana ich większość nie będzie spełniała warunków wiarygod- ności, powtarzalności iczułości wykrywania, ponadto wymaganej odpo- wiedniej analizy statystycznej GMO. Limit wykrywania przyjęto na 0,1% GMO do nie GMO co odpowiada 596 kopiom haploidalnego genomu soi Roundup Ready lub 185 kopiom haploidalnego genomu kukurydzy. Test ELISA zastosowano do wykrywania produktów transgenów wroślinach. Najczęściej wykrywana jest fosfotransferaza II neomycyny nptII, synta- za 5-enolopirogroniano-szikimowo-3-fosforanowa (EPSPS), insektycyd Cry1Ab z Bacillus thuringiensis (Bt) i białko warunkujące oporność na herbicyd. Za pomocą testu ELISA można wykryć wnieprzetworzonej soi obecność GMO opoziomie 0,3-5%. Różnice mogą wynikać również zpoziomu ekspresji tych samych białek wróżnych roślinach.

72. W jaki sposób są chronione interesy pracowników mających bez- pośrednio do czynienia zgenetycznie zmodyfi kowanymi organi- zmami lub zagrożeniami biologicznymi?

Regulacje prawne dotyczące bezpieczeństwa biologicznego związane są zochroną pracowników, działaniami zorganizmami zmodyfi kowany- mi genetycznie (GMO), działaniami zpatogenami (ludzie, zwierzęta, rośliny, kwarantanna), odpadami lub bezpieczeństwem biologicznym.

117 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Podstawą jest Dyrektywa 2000/54/WE Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 18 września 2000 r. wsprawie ochrony pracowników przed ryzy- kiem związanym znarażeniem na działanie czynników biologicznych wmiejscu pracy (siódma dyrektywa szczegółowa wrozumieniu art. 16 ust. 1 dyrektywy 89/391/EWG). Ma ona na celu ochronę pracowników przed ryzykiem dla ich zdrowia ibezpieczeństwa, łącznie zzapobie- ganiem takiemu ryzyku, powstającym lub mogącym powstać wwyni- ku narażenia na działanie czynników biologicznych wmiejscu pracy. Ustanawia również poszczególne wymogi minimalne wtej dziedzinie. Wprowadza się klasyfi kację czynników biologicznych wzależności od ryzyka zakażenia iokreśla czynności, podczas których pracownicy są lub mogą być potencjalnie narażeni na działanie czynników biologicznych. Jeżeli rodzaj działalności na to pozwala, pracodawca unika stosowa- nia szkodliwego czynnika biologicznego, zastępując go innym czynni- kiem biologicznym, który nie jest niebezpieczny lub jest mniej nie- bezpieczny dla zdrowia pracowników – w odpowiednim przypadku, zuwzględnieniem aktualnego stanu wiedzy. Inne podejście polega na zmniejszeniu ryzyka przez: • utrzymywanie jak najmniejszej liczby pracowników narażonych lub po- tencjalnie narażonych • zaprojektowanie przebiegu pracy oraz środków nadzoru przemysłowego wtaki sposób, aby uniknąć lub zminimalizować uwalnianie się czynni- ków biologicznych wmiejscu pracy • używanie środków ochrony zbiorowej i/lub wprzypadku, gdy winny sposób nie można uniknąć narażenia • dostępność środków higieny w celu zapobiegania lub redukcji przy- padkowego przeniesienia bądź uwolnienia czynnika biologicznego poza miejsce pracy • używanie znaku zagrożenia biologicznego oraz innych istotnych zna- ków ostrzegawczych • sporządzanie planów postępowania na wypadek awarii zudziałem czyn- ników biologicznych • przeprowadzanie testów, tam gdzie jest to konieczne itechnicznie wy- konalne, na obecność czynników biologicznych stosowanych wpracy, poza pierwotnym miejscem fi zycznego zamknięcia • zapewnienie bezpiecznego pobierania, składowania oraz usuwania odpadów przez pracowników, łącznie zzastosowaniem bezpiecznych imożliwych do zidentyfi kowania pojemników, wmiarę potrzeb po od- powiednim przetworzeniu

118 Biotechnologia auregulowania prawne

• procedury bezpiecznego obchodzenia się zczynnikami biologicznymi iich transportu wobrębie miejsca pracy.

Bezpieczeństwo pracowników porusza również Dyrektywa Parlamen- tu Europejskiego iRady 2009/41/WE zdnia 6 maja 2009 r. wsprawie ograniczonego stosowania mikroorganizmów zmodyfi kowanych gene- tycznie. Praca zroślinnymi patogenami jest regulowana przez Rozporzą- dzenie Parlamentu Europejskiego (UE) 2016/2031 zdnia 26 paździer- nika 2016 r. wsprawie środków ochronnych przeciwko agrofagom ro- ślin18 („Prawo ozdrowiu roślin”), zmieniające rozporządzenia Parlamen- tu Europejskiego iRady (UE) nr 228/2013, (UE) nr 652/2014 i(UE) nr 1143/2014 oraz uchylające dyrektywy Rady 69/464/EWG, 74/647/ EWG, 93/85/EWG, 98/57/WE, 2000/29/WE, 2006/91/WE i2007/33/WE (Dz.U. L 317 z 23.11.2016, s. 4). Kolejne przepisy obejmują Rozpo- rządzenie delegowane Komisji (UE) 2019/829 zdnia 14 marca 2019 r. uzupełniające rozporządzenie Parlamentu Europejskiego iRady (UE) 2016/2031 wsprawie środków ochronnych przeciwko agrofagom roślin, upoważniające państwa członkowskie do ustanowienia tymczasowych odstępstw wzwiązku zurzędowymi testami do celów naukowych lub edukacyjnych, selekcji odmian lub hodowli. W przypadku patogenów zwierząt do 21 kwietnia 2021 r. obowią- zuje Dyrektywa Parlamentu Europejskiego iRady 2010/63/UE zdnia 22 września 2010 r. wsprawie ochrony zwierząt wykorzystywanych do celów naukowych (Dz.U. L 276 z 20.10.2010, s. 33). Prawodawstwo europejskie jest niezwykle złożone i obejmuje obecnie bardzo wiele różnych aktów dotyczących pojedynczych lub kilku kwarantannowych szkodników ichorób zwierząt (zgodnie zwykazem Światowej Organi- zacji Zdrowia Zwierząt – OIE). Wymogi te zostaną połączone wjedną Ramę dotyczącą zdrowia zwierząt, obowiązującą od 21 kwietnia 2021 r. w postaci Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/429 zdnia 9 marca 2016 r. wsprawie przenośnych chorób zwie- rząt oraz zmieniające iuchylające niektóre akty wdziedzinie zdrowia zwierząt („Prawo ozdrowiu zwierząt”), atakże powiązane akty wyko- nawcze idelegowane. Bezpieczeństwo pracowników poruszane jest też wprzepisach zwią- zanych zodpadami. Należą do nich:

18 Dz.U. L 317 z23.11.2016, s. 4, http://data.europa.eu/eli/reg/2016/2031/oj

119 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE z dnia 19 listopada 2008 r. wsprawie odpadów („dyrektywa ramowa wsprawie odpadów”) • Decyzja Komisji 2000/532/WE zdnia 3 maja 2000 r. zastępująca decyzję 94/3/WE ustanawiającą wykaz odpadów zgodnie zart. 1 lit. a) dyrekty- wy Rady 75/442/EWG wsprawie odpadów oraz decyzję Rady 94/904/ WE ustanawiającą wykaz odpadów niebezpiecznych zgodnie z art. 1 ust. 4 dyrektywy Rady 91/689/EWG wsprawie odpadów niebezpiecz- nych • Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego iRady (WE) nr 1069/2009 z dnia 21 października 2009 r. ustanawiające przepisy sanitarne do- tyczące produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego nieprzezna- czonych do spożycia przez ludzi iuchylające rozporządzenie (WE) nr 1774/2002 („Rozporządzenie o produktach ubocznych pochodzenia zwierzęcego”) (Dz.U. L 300 z14.11.2009, s. 1) • Rozporządzenie (WE) nr 1013/2006 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 14 czerwca 2006 r. wsprawie przemieszczania odpadów

Na bezpieczeństwo pracowników mogą wpływać również produkty podwójnego zastosowania (ang. dual use) regulowane Rozporządzeniem Rady (WE) nr 428/2009 z dnia 5 maja 2009 r., ustanawiające wspól- notowy system kontroli wywozu, transferu, pośrednictwa i tranzytu wodniesieniu do produktów podwójnego zastosowania (Dz.U. L 134 z29.5.2009, s. 1). Istotnym zagadnieniem jest szeroko pojęta higiena pracy, związana na przykład z infekcjami Legionella (Beeckman i Rüdelsheim, 2020). Funkcjonują tutaj dwie dyrektywy: Dyrektywa Rady 89/391/EWG zdnia 12 czerwca 1989 r. wsprawie wprowadzenia środków wcelu poprawy bezpieczeństwa izdrowia pracowników wmiejscu pracy oraz Dyrekty- wa 2000/54/WE Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 18 września 2000 r. wsprawie ochrony pracowników przed zagrożeniami związanymi znarażeniem na działanie czynników biologicznych wmiejscu pracy. W myśl polskich przepisów przeprowadza się kontrolę w zakresie spełniania wymagań bezpieczeństwa ihigieny pracy przez obiekty, po- mieszczenia, stanowiska iprocesy pracy, októrej mowa wart. 15c ust. 1 pkt 2 ustawy zdnia 22 czerwca 2001 r. omikroorganizmach iorgani- zmach genetycznie zmodyfi kowanych. Kontrolę taką sprawuje Państwo- wa Inspekcja Pracy na podstawie art. 15c ust. 1 pkt 1 i2 ustawy zdnia 22 czerwca 2001 r. omikroorganizmach iorganizmach genetycznie zmo-

120 Biotechnologia auregulowania prawne

dyfi kowanych (Dz.U. z2015 r. poz. 806, tekst jednolity Dz.U. z2019 r., poz. 706 zpóźn. zm.) iart. 106 § 5 ustawy zdnia 14 czerwca 1960 r. Kodeks postępowania administracyjnego (Dz.U. z 2013 r., poz. 267, zpóźn. zm., tekst jednolity Dz.U. 2020 poz. 256 zpóźn. zm.), wzwiąz- ku zart. 33 ust.1 pkt 4 ustawy zdnia 13 kwietnia 2007 r. oPaństwowej Inspekcji Pracy (Dz.U. z 2015 r. poz. 640, z późn. zm.). Dodatkowo art. 4 ust. 2 pkt 2 iart. 12 ust. 1a pkt 3 ustawy zdnia 14 marca 1985 r. o Państwowej Inspekcji Sanitarnej (tekst jednolity Dz.U. z 2019 r., poz. 59 zpóźn. zm.) wskazuje na poddanie kontroli przez Państwową Inspekcję Sanitarną warunków higieny pracy wcelu uzyskania zezwole- nia na prowadzenie zakładu inżynierii genetycznej, wktórym dopuszcza się zamknięte użycie mikroorganizmów lub organizmów genetycznie zmodyfi kowanych.

73. Na jakich danych opiera się Komisja Europejska, zanim wyda odpowiednie decyzje dotyczące genetycznie zmodyfi kowanych organizmów?

Komisja Europejska wydając decyzje, kieruje się przesłankami meryto- rycznymi. Tak jak wszystkie organizmy, również organizmy genetycznie zmodyfi kowane nie są wswej istocie ryzykowne czy bezpieczne. Sto- pień związanego znimi zagrożenia lub bezpieczeństwa wynika zza- wartego wnich genu, organizmu, jaki otrzymano oraz sposobu jego wy- korzystania. WEuropie wykorzystanie technologii worganizmach jest ściśle regulowane prawem na każdym etapie: od badań do produkcji, wograniczonym użyciu oraz przy celowym wprowadzeniu do środowi- ska lub umieszczeniu na rynku. Wciągu ostatnich pięćdziesięciu lat nie zanotowano na świecie wypadku lub nieoczekiwanego wydarzenia. Inżynieria genetyczna iedycja genomów są obecnie używane rutynowo wtysiącach laboratoriów na całym świecie, aich „owocem” jest wiele nowych produktów iprocesów takich jak enzymy stosowane przemy- słowo oraz lekarstwa, na przykład hormony iszczepionki. Użycie inży- nierii genetycznej wrolnictwie iwprzemyśle spożywczym wEuropie nie było tak rozpowszechnione zuwagi na obawy społeczne. WUnii Europejskiej badania przeprowadzane nad bezpieczeństwem zmodyfi - kowanych upraw iżywności rozpoczęto wroku 1986. Nie wykazały one podstaw do obaw ozdrowie ludzkie bądź bezpieczeństwo środowiska. Istnieje jednak kilka szeroko rozpowszechnianych raportów, których autorzy sugerują, że mogą istnieć szkodliwe efekty pewnych organi-

121 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

zmów genetycznie zmodyfi kowanych na zdrowie zwierząt. Opinie te były podważane iwopublikowanej ostatnio opinii OECD stwierdza się, że oszacowanie zagrożenia związanego zorganizmami genetycznie zmodyfi kowanymi jest zbliżone do bezpieczeństwa konwencjonalnej żywności.

74. Kto udziela konsultacji naukowej Komisji Europejskiej?

W każdym z państw członkowskich konsultacji naukowej na temat bezpieczeństwa GMM iGMO udzielają kompetentne władze. Na po- ziomie Wspólnoty wnioski owydanie zezwolenia na użycie GMO są dokładnie sprawdzane przez niezależnych ekspertów, którzy pomagają Komisji Europejskiej wpodejmowaniu decyzji. Komitety naukowe pra- cują, opierając się na zasadach: obiektywności naukowej, niezależności iprzejrzystości, czyli ogólnej dostępności swych prac. Międzynarodowe forum naukowe jest nieustannie monitorowane, aby każde nowe od- krycie było brane pod uwagę. Podstawę oszacowania bezpieczeństwa stanowią zasady naukowe wypracowane wwyniku międzynarodowych konsultacji z takimi agencjami jak: Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), Organizacja Żywności i Rolnictwa (FAO) oraz Organizacja Współpracy Gospodarczej iRozwoju (OECD). Przy opracowywaniu opi- nii obezpieczeństwie GMO bierze się pod uwagę sposób uzyskania, na przykład rośliny, oraz bada stopień zagrożenia związanego zobecno- ścią danego genu wroślinie, produktu jego ekspresji (głównie białka), wtym ewentualny transfer genu. Porównywane dane dotyczą poziomu cukru, białka, składników mineralnych oraz ewentualnych toksyn. Ko- mitety naukowe uaktualniają również dokumentację Wspólnoty będącą podstawą legislacji. Przepisy europejskie nakładają na państwa członkowskie obowiązek powołania odpowiednich władz, które nadzorują wszelkie prace zGMO. Wwiększości krajów UE są to placówki związane zresortem środowiska.

75. Dlaczego przepisy inormy UE są wyraźnie bardziej restrykcyjne niż wUSA?

Od czasu pierwszego wprowadzenia na rynek wpołowie lat dziewięć- dziesiątych XX wieku żywności modyfi kowanej genetycznie (soja oporna na herbicydy) wśród polityków, aktywistów i konsumentów, zwłaszcza wEuropie, pojawiły się obawy związane ztaką żywnością.

122 Biotechnologia auregulowania prawne

Wgrę wchodziło kilka czynników. Na przełomie lat osiemdziesiątych idziewięćdziesiątych wyniki dziesięcioleci badań molekularnych dotar- ły do świadomości publicznej. Do tego czasu konsumenci na ogół nie zdawali sobie sprawy zpotencjału tych badań. Wprzypadku żywności zaczęli zastanawiać się nad bezpieczeństwem, dostrzegając, że nowo- czesna biotechnologia może prowadzić do powstania nowych gatunków. Konsumenci często pytają „co ztego będę miał?” Jeśli chodzi oleki, wielu konsumentów chętniej akceptuje biotechnologię jako korzystną dla ich zdrowia (np. szczepionki, leki ozwiększonym potencjale tera- peutycznym lub zwiększonym bezpieczeństwie). Wprzypadku pierw- szej zmodyfi kowanej genetycznie żywności wprowadzonej na rynek europejski produkty nie przyniosły wyraźnych bezpośrednich korzyści konsumentom. Nie były znacząco tańsze, nie wydłużył się okres ich przydatności do spożycia ani nie miały lepszego smaku. Uwaga opinii publicznej skupiła się na ryzykownej stronie równania ryzyko-korzyść, często bez rozróżnienia między potencjalnym wpływem na środowisko awpływem GMO na zdrowie publiczne. Zaufanie konsumentów do bezpieczeństwa żywności w Europie znacznie spadło wdrugiej połowie lat dziewięćdziesiątych XX wieku z przyczyn niezwiązanych zżywnością zmodyfi kowaną genetycznie. Miało to również wpływ na dyskusje na temat dopuszczalności żyw- ności GM. Konsumenci zakwestionowali ważność ocen ryzyka zarówno w odniesieniu do zdrowia konsumentów, jak i zagrożeń dla środowi- ska, skupiając się wszczególności na skutkach długoterminowych. Inne tematy dyskutowane przez organizacje konsumenckie to alergenność i oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe. Obawy konsumentów wywołały dyskusję na temat celowości etykietowania żywności zmo- dyfi kowanej genetycznie, umożliwiającej konsumentom dokonywanie świadomego wyboru. Prawodawstwo dotyczące GMO ma już trzydzieści lat ize względu na ogromny rozwój wdziedzinie biotechnologii wymaga reformy, szcze- gólnie wodniesieniu do oceny ryzyka ipodejmowania decyzji zgodnie zzasadami naukowymi, atakże międzynarodowej harmonizacji, która jest warunkiem wstępnym funkcjonowania łańcucha paszowego iżyw- nościowego wskali globalnej19. Ustawodawstwo wymaga kompleksowej oceny możliwych zagrożeń, jakie GMO mogą stanowić dla środowiska izdrowia ludzi.

19 https://www.slu.se/en/ew-news/2020/2/reform-options-for-the-eu-gmo-legislation/

123 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Przepisy unijne są często krytykowane za utrudnianie innowacji, które byłyby dobre dla zdrowia iśrodowiska. Wpołączeniu zpolitycz- nym impasem wokół zarządzania ryzykiem prawodawstwo kładzie kres technologii genetycznej modyfi kacji, chociaż nic nie wskazuje na to, by istniało jakiekolwiek ryzyko związane z wykorzystaniem tej tech- nologii. Wciągu 30 lat nastąpił ogromny rozwój technologii genowej. Najnowsze narzędzia biotechnologiczne umożliwiają precyzyjne zmiany genetyczne wDNA organizmów bez wprowadzania tzw. obcych genów. Ale nawet te produkty, tak zwane organizmy zedycją genów, podlegają przepisom jako GMO wUE, zgodnie zdecyzją sądu UE z2018 r. Wielu badaczy iinnych zainteresowanych stron wzywa obecnie do reformy prawodawstwa UE dotyczącego GMO. Ramy regulacyjne nie powinny dyskryminować niektórych technologii bez ważnych powodów. Reformy uczyniłyby ramy regulacyjne dynamicznymi wodniesieniu do postępu naukowego i doświadczenia, a także uwzględniłyby korzyści płynące ze stosowania tych technik w hodowli. Komisja Europejska prowadzi obecnie badanie statusu prawnego nowych technologii ge- nomowych, jednak ostrożnie szacuje się, że nadal UE nie jest poli- tycznie gotowa na reformę, która wpłynęłaby na produkty zawierające obce geny (produkty transgeniczne). Wiele wskazuje na to, że zarówno opinia publiczna, jak i politycy są bardziej otwarci na wykorzystanie nowych technologii takich jak edycja genów. 5. Legislacja biotechnologii wPolsce

76. Jakie polskie przepisy regulują kwestie związane zGMO?

• Ustawa z dnia 22 czerwca 2001 r. wraz ze zmianami o mikroorgani- zmach iorganizmach genetycznie zmodyfi kowanych20 • Ustawa zdnia 21 maja 2003 r. ozmianie ustawy oorganizmach gene- tycznie zmodyfi kowanych oraz ustawy owarunkach zdrowotnych żyw- ności iżywienia21. Ustawa zdnia 15 stycznia 2015 r. ozmianie ustawy oorganizmach genetycznie zmodyfi kowanych oraz niektórych innych ustaw22 • Ustawa zdnia 22 marca 2018 r. ozmianie ustawy omikroorganizmach iorganizmach genetycznie zmodyfi kowanych oraz niektórych innych ustaw23 • Ustawa zdnia 13 czerwca 2019 r. ooznakowaniu produktów wytwo- rzonych bez wykorzystania organizmów genetycznie zmodyfi kowanych jako wolnych od tych organizmów24 • Ustawa zdnia 23 stycznia 2020 r. ozmianie ustawy ojakości handlowej artykułów rolno-spożywczych oraz niektórych innych ustaw25.

77. Jakie są podstawowe pojęcia związane zorganizmami genetycznie modyfi kowanymi?

Ustawa zdnia 22 czerwca 2001 r. omikroorganizmach iorganizmach genetycznie zmodyfi kowanych wprowadza następujące defi nicje:

20 Dz.U. 25 lipca 2001 nr 76 poz. 811, ze zmianami, Dz.U. 2019 poz. 706, 2020 poz. 322. 21 Dz.U. 2003 nr 130 poz. 1187. 22 Dz.U. 2015 poz. 277. 23 Dz.U. 2018 poz. 810. 24 Dz.U. 2019 poz. 1401. 25 Dz.U. 2020 poz. 285.

125 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

• organizm – każda jednostka biologiczna, komórkowa lub niekomórko- wa, zdolna do replikacji iprzenoszenia materiału genetycznego • mikroorganizm – każda jednostka mikrobiologiczna, komórkowa lub niekomórkowa, wtym wirusy iwiroidy, zdolna do replikacji lub prze- noszenia materiału genetycznego, łącznie zhodowlami komórek zwie- rzęcych iroślinnych • mikroorganizm genetycznie modyfi kowany (GMM) – mikroorganizm, wktórym materiał genetyczny został zmieniony wsposób niezacho- dzący wwarunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji, wszczególności przy zastosowaniu technik rekombinacji kwasów nukleinowych, bezpośredniego włączenia materiału genetycz- nego przygotowanego poza mikroorganizmem, łączenia komórek • organizm genetycznie modyfi kowany (GMO) – organizm inny niż or- ganizm człowieka, w którym materiał genetyczny został zmieniony wsposób niezachodzący wwarunkach naturalnych wskutek krzyżowa- nia lub naturalnej rekombinacji, wszczególności przy zastosowaniu re- kombinacji kwasów nukleinowych, bezpośredniego włączenia materia- łu dziedzicznego przygotowanego poza organizmem, łączenia komórek • wprowadzenie do obrotu – zamierzone uwolnienie GMO do środowi- ska, polegające na dostarczaniu lub udostępnianiu osobom trzecim, odpłatnie lub nieodpłatnie, produktu GMO, wtym wprowadzanie na rynek wwyniku produkcji lub dopuszczenie do obrotu na polskim ob- szarze celnym wramach obrotu handlowego • produkt genetycznie modyfi kowany GMO – GMO lub każdy wyrób składający się zGMO lub zawierający GMO, który jest wprowadzany do obrotu • użytkownik GMO – osoba fi zyczna lub prawna bądź też jednostka or- ganizacyjna nieposiadająca osobowości prawnej, dokonująca na własny rachunek operacji zamkniętego użycia GMO lub działania polegającego na zamierzonym uwolnieniu GMO do środowiska, wtym wprowadzenia do obrotu produktów GMO • awaria – każdy przypadek niezamierzonego uwolnienia mikroorganizmu genetycznie zmodyfi kowanego lub organizmu genetycznie zmodyfi ko- wanego wtrakcie ich zamkniętego użycia, który może stanowić bez- pośrednie lub opóźnione zagrożenie dla zdrowia ludzi lub środowiska • dobra praktyka laboratoryjna – sposób planowania, przeprowadzania idokumentowania badań laboratoryjnych zapewniający wykorzystanie najnowszej wiedzy biologicznej itechnicznej oraz wiarygodność ipew- ność uzyskanych wyników

126 Legislacja biotechnologii wPolsce

• dawca – mikroorganizm lub organizm, zktórego pobiera się kwas nu- kleinowy • biorca – mikroorganizm lub organizm, do którego wprowadzany jest kwas nukleinowy • wektor – cząsteczka kwasu nukleinowego pozwalająca na wprowadze- nie istabilne utrzymanie cząsteczek kwasu nukleinowego wbiorcy • insert – fragment kwasu nukleinowego włączony do genomu biorcy, odpowiedzialny za modyfi kację genetyczną • mikroiniekcja, makroiniekcja, mikrokapsułkowanie – metody modyfi - kacji genetycznych służące do przenoszenia kwasu nukleinowego zjed- nego mikroorganizmu lub organizmu do drugiego mikroorganizmu lub organizmu • fuzja protoplastów – proces prowadzący do połączenia się co najmniej dwóch protoplastów wjeden protoplast mieszańcowy • koniugacja, transformacja, transdukcja – naturalne procesy przenosze- nia kwasu nukleinowego wbakteriach • mutageneza – indukowanie mutacji, czyli skokowych zmian dziedzicz- nych, w szczególności za pomocą promieniowania jonizującego albo substancji chemicznych • plazmid – kolista pozachromosomowa struktura zdolna do niezależnej od biorcy replikacji cząstek DNA • poliploidyzacja – metoda hodowlana polegająca na sztucznym wytwa- rzaniu osobników ozwiększonej liczbie chromosomów • zakład inżynierii genetycznej – pomieszczenia, budynki, laboratoria lub ich zespoły przystosowane iprzeznaczone do dokonywania zamknięte- go użycia GMM lub zamkniętego użycia GMO.

78. Co reguluje Ustawa o mikroorganizmach i organizmach gene- tycznie zmodyfi kowanych?

Jak już wspomniano, Ustawa omikroorganizmach iorganizmach ge- netycznie zmodyfi kowanych26 zdnia 22 czerwca 2001 r. reguluje za- mknięte użycie, zamierzone uwalnianie, wprowadzania do obrotu oraz uprawy genetycznie modyfi kowanych organizmów. Ustawa wymienia techniki nieprowadzące i prowadzące do modyfi kacji genetycznej. Określa sposób oceny zagrożeń dla zdrowia ludzi iśrodowiska. Wpro- 26 Dz.U. 2019.0.706. Ustawa zdnia 22 czerwca 2001 r. omikroorganizmach ior- ganizmach genetycznie zmodyfi kowanych (Dz.U. 2001 poz. 811).

127 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

wadza Rejestr Zakładów Inżynierii Genetycznej. Określa właściwość organów w sprawach transgranicznego przemieszczania organizmów genetycznie modyfi kowanych. Ustawa wprowadza liczne pojęcia, między innymi: mikroorganizm czy organizm genetycznie modyfi kowany, zakład inżynierii genetycznej oraz kategorie GMM i GMO. Mówi się w niej o konieczności oceny zagrożenia dla zdrowia ludzi idla środowiska, która jest niezbędna do uzyskania zgody na określoną działalność. Ustawy nie stosuje się do modyfi kacji genetycznych organizmu ludzkiego, wtym także wprena- talnej fazie jego rozwoju.

79. Co rozumiemy pod pojęciem mikroorganizmu genetycznie zmo- dyfi kowanego (GMM) iorganizmu genetycznie zmodyfi kowanego (GMO)?

Mikroorganizm genetycznie zmodyfi kowany (GMM) to każdy mikro- organizm, wktórym materiał genetyczny został zmieniony wsposób niezachodzący w warunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji, wszczególności przy zastosowaniu technik: • rekombinacji kwasów nukleinowych obejmujących formowanie nowych kombinacji materiału genetycznego przez włączenie cząsteczek kwasu nukleinowego otrzymanego wdowolny sposób poza mikroorganizmem do wirusa, plazmidu bakterii lub wektora oraz ich przenoszenie do biorcy, wktórym nie występują wwarunkach naturalnych, ale wktórym są zdolne do ciągłego powielania • bezpośredniego włączenia materiału genetycznego przygotowanego poza mikroorganizmem, w tym mikroiniekcji, makroiniekcji lub mi- krokapsułkowania • łączenia komórek lub technik hybrydyzacji, wktórych wyniku drogą fuzji dwóch lub większej liczby komórek tworzy się żywe komórki ono- wej kombinacji dziedzicznego materiału genetycznego.

Organizm genetycznie zmodyfi kowany (GMO) to organizm inny niż ludzki, wktórym materiał genetyczny został zmieniony wsposób nieza- chodzący wwarunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji, wszczególności przy zastosowaniu technik: • rekombinacji kwasów nukleinowych obejmujących formowanie nowych kombinacji materiału genetycznego przez włączenie cząsteczek kwasu nukleinowego otrzymanego w dowolny sposób poza organizmem do

128 Legislacja biotechnologii wPolsce

wirusa, plazmidu bakterii lub wektora oraz ich przenoszenie do biorcy, w którym nie występują w warunkach naturalnych, ale w którym są zdolne do ciągłego powielania • bezpośredniego włączenia materiału dziedzicznego przygotowanego poza organizmem, wtym mikroiniekcji, makroiniekcji lub mikrokap- sułkowania • łączenia komórek, wtym fuzji protoplastów, lub technik hybrydyza- cji, wktórych wyniku drogą fuzji dwóch lub większej liczby komórek tworzy się żywe komórki onowej kombinacji dziedzicznego materiału genetycznego.

80. Jakie są praktyczne zastosowania mikroorganizmów genetycznie modyfi kowanych?

Rozwój technik inżynierii genetycznej na początku lat osiemdziesią- tych XX wieku oraz badania nad metabolitami produkowanymi przez mikroorganizmy pozwoliły na wprowadzenie modyfi kacji wich genomie wcelu uzyskania nowych cech fi zjologicznych lub zmiany już istnieją- cych. Mikroorganizmy posiadające takie modyfi kacje powstały wsposób niezachodzący wwarunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub na- turalnej rekombinacji genetycznie modyfi kowanych mikroorganizmów (GMM). Do organizmów GMM są zaliczane bakterie, drożdże oraz grzyby strzępkowe, wktórych materiał genetyczny został zmodyfi kowa- ny technikami wykorzystywanymi wbiotechnologii. Najczęściej wpro- wadzane zmiany dotyczą pojedynczych genów, operonów, modyfi kacji lub tworzenia nowych szlaków metabolicznych. Obecnie mikroorganizmy GM są szeroko wykorzystywane wróżnych gałęziach przemysłu, w bioremediacji, rolnictwie, przemyśle spożyw- czym lub medycynie. Mikroorganizmy genetycznie modyfi kowane mogą służyć jako alternatywa dla szczepów dzikich, które nie produkują du- żych ilości pożądanych metabolitów bądź nie posiadają możliwości ich produkcji zpowodu braku odpowiednich genów. Przykładem takich modyfi kowanych mikroorganizmów są bakterie zrodzaju Pseudomonas, wykorzystywane wprocesie bioremediacji. Bak- terie te naturalnie występują wśrodowisku isą znane zmożliwości de- gradacji wielu toksycznych substancji, na przykład naftalenu czy oleju napędowego. Po modyfi kacji genetycznej mogą degradować olej napę- dowy od 10 do 100 razy szybciej niż ich dzikie typy. Te same bakterie zrodzaju Pseudomonas zostały zmodyfi kowane wtaki sposób, że są zdol-

129 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

ne do degradacji szkodliwych pestycydów wykorzystywanych wochro- nie roślin. Ponadto stanowią źródło genów dla inżynierii genetycznej odpowiedzialnych za procesy kataboliczne. Bakterie genetycznie mody- fi kowane wykorzystywane są także wcelu bioakumulacji metali ciężkich zterenów skażonych. Przykładem takiego mikroorganizmu jest Escheri- chia coli mająca zdolność do bioakumulacji kadmu oraz arsenu. Kolejnym przykładem są genetycznie modyfi kowane algi (Chlamydomonas reinhard- tii), występujące na terenach wodnych lub wilgotnych, wykorzystywane do bioremediacji terenów skażonych kadmem. Wcelach bioremediacji prowadzono także badania nad genetycznie modyfi kowanymi drożdża- mi, zdolnymi do adsorpcji niektórych metali ciężkich takich jak kadm, nikiel, czy miedź. Zkolei grzyb strzępkowy, Fusarium solani wykorzystu- je się do degradacji dichlorodifenylotrichloroetanu (DDT), organiczne- go związku chemicznego stosowanego jako środek owadobójczy. GMM są wykorzystywane również wcelu poprawienia wzrostu roślin uprawianych na terenach skażonych. Przykładem może być Burkholderia cepacia, naturalnie zasiedlająca ryzosferę łubinu. Kolejną grupą bakterii GM są bakterie fermentacji mlekowej zrodzaju Lactobacillus, Lactococ- cus czy Leuconostoc używane wprzemyśle spożywczym, które poprawiają właściwości sensoryczne iorganoleptyczne serów czy jogurtów. Drożdże, zaliczane do grzybów, są stosowane w celu modyfi kacji właściwości fl okulacyjnych oraz smakowych podczas produkcji piwa. Aspergillus niger, grzyb strzępkowy, wykorzystywany jest do produkcji kwasu cytrynowego, używanego wprzemyśle spożywczym jako dodatek do produktów żywnościowych. Mikroorganizmy genetycznie modyfi kowane stanowią również źródło enzymów przez nie produkowanych. Enzymy produkowane przez GMM stosuje się do hydrolizy polisacharydów czy węglowodanów. Przykładem takich enzymów są: amylazy, esterazy, proteazy, lipazy. Enzymy otrzymywane zmikroorganizmów GM są często wykorzy- stywane ze względu na ich wysoką jakość, korzystną cenę czy dobre działanie. Innym przykładem są genetycznie zmodyfi kowane bakterie zrodzaju Corynebacterium oraz Brevibacterium służące do produkcji nie- których aminokwasów, na przykład lizyny używanej wżywieniu zwierząt jako dodatek do pasz. Również niektóre leki białkowe czy hormony są produktami mikroorganizmów GM. Komercjalizacja produktów mikroorganizmów GM powinna być roz- patrywana indywidualnie dla każdego produktu iopierać się na uzyska- nych wynikach badań. Preparaty zawierające mikroorganizmy genetycz-

130 Legislacja biotechnologii wPolsce

nie modyfi kowane nie we wszystkich przypadkach muszą być dostępne na rynku globalnym. Jest to związane z lokalnymi warunkami środo- wiska naturalnego czy też różnicami wynikających zmetod produkcji zarówno roślinnej, jak izwierzęcej. Proces komercjalizacji mikroorganizmów genetycznie modyfi kowa- nych zależy od ich zastosowania; może trwać nawet kilka lat, wzależ- ności od produktu. Wprzypadku biofarmaceutyków nawet powyżej 7 lat. Wiąże się to zkoniecznością przeprowadzenia dodatkowych badań określających toksyczność leku, a następnie badań przedklinicznych i klinicznych. Jest to duże utrudnienie dla małych przedsiębiorstw, obciążonych kosztami badań oraz prac wdrożeniowych, które nie uzy- skują wtym czasie żadnych przychodów ze sprzedaży samego produk- tu. Dodatkowo należy uwzględnić koszty związane zobsługą prawną, formalnościami administracyjnymi, budową infrastruktury badawczej oraz wyceną uzyskanych wyników badań wcelach sprzedaży licencji. Dodatkowym aspektem wpływającym na komercjalizację mikroorgani- zmów GM czy produktów ich pochodzenia jest świadomość społeczna. Powinny być podkreślane korzyści wynikające zzastosowania tego typu organizmów czy ich produktów – zwiększony dostęp do różnego rodzaju produktów wytwarzanych przez mikroorganizmy GM, rozwój nowocze- snych terapii, postęp gospodarczy, rozwój biotechnologii, tworzenie no- wych miejsc pracy oraz integracja środowiska naukowego zprzemysłem. Procedura prowadząca do uzyskania patentu często stanowi duży problem, co wiąże się zzagwarantowaniem praw własności wstopniu iformie pozwalającej utrzymać konkurencyjność oraz efektywność dzia- łania na rynku. Dlatego też należałoby wypracować przepisy oraz regu- lację umożliwiające uzyskanie ochrony patentowej.

81. W jaki sposób prowadzi się nadzór nad sprawami związanymi zGMM iGMO?

Kontrolę nad genetycznie modyfi kowanymi mikroorganizmami iorga- nizmami sprawuje minister właściwy do spraw środowiska, który zobo- wiązany jest do wsparcia aktywnością Głównego Inspektora Sanitarnego wzakresie żywności iorganizmów genetycznie zmodyfi kowanych na podstawie ust. 1 ustawy zdnia 25 sierpnia 2006 r. obezpieczeństwie żywności iżywienia (Dz.U. z 2018 r. poz. 1541, z późn. zm.) oraz Głównego Lekarza Weterynarii na podstawie art. 9 ustawy zdnia 22 lipca 2006 r. opaszach (Dz.U. z2019 r. poz. 269).

131 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Minister właściwy do spraw środowiska jest odpowiedzialny za wy- dawanie zgody na zamknięte użycie GMM i GMO oraz zamierzone uwolnienie GMO do środowiska. Wydaje zezwolenia na prowadzenie zakładu inżynierii genetycznej, jak również wprowadzenie do obrotu produktu GMO. Może wyrazić sprzeciw związany ze zgłoszeniem za- mkniętego użycia GMM zaliczonych do Ikategorii oraz wydać nakaz zaprzestania oraz zawieszenia prowadzenia działań zamkniętego użycia GMM. Minister właściwy do spraw środowiska może nakazać wpro- wadzenie zabezpieczeń na pokrycie kosztów usunięcia skutków awarii lub na pokrycie ewentualnych roszczeń ztytułu wyrządzenia szkody. Dokonuje wpisów upraw GMO do Rejestru Upraw GMO oraz nadzoruje uprawy GMO. Kontroluje przestrzeganie przepisów ustawy wzakresie zamierzonego uwolnienia GMO do środowiska imonitoruje działalność regulowaną ustawą. Koordynuje gromadzenie iwymianę informacji do- tyczących zapewnienia bezpieczeństwa ludziom lub środowisku wza- kresie uregulowanym ustawą. W przypadku upraw roślin GMO kontrolę sprawuje minister wła- ściwy do spraw rolnictwa, przy udziale Państwowej Inspekcji Ochrony Roślin iNasiennictwa.

82. Czy oprócz ministra właściwego do spraw środowiska są inne instytucje kontrolujące przestrzeganie przepisów ustawy oorga- nizmach genetycznie zmodyfi kowanych?

Tak. Kontrolę przestrzegania przepisów ustawy mogą przeprowadzać następujące instytucje: Państwowa Inspekcja Sanitarna, Państwowa Inspekcja Ochrony Roślin iNasiennictwa, Inspekcja Ochrony Środo- wiska, Inspekcja Weterynaryjna, Inspekcja Handlowa, Inspekcja Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych, Państwowa Inspekcja Pracy, jak również organy administracji celnej wzakresie kontroli legalnego obrotu GMO. Wymienione instytucje przeprowadzają kontrolę na wnio- sek ministra właściwego do spraw środowiska.

83. Jakie są zadania Komisji do spraw GMM iGMO?

Komisja jest organem opiniodawczo-doradczym, który pomaga mini- strowi właściwemu do spraw środowiska w zakresie GMM i GMO w wypełnianiu ustawowych obowiązków. Komisja liczy 21 członków powoływanych przez ministra na 4 lata. Wjej skład wchodzi po jednym

132 Legislacja biotechnologii wPolsce

przedstawicielu wskazanym przez: ministra właściwego do spraw zdro- wia, ministra właściwego do spraw rolnictwa, ministra obrony narodo- wej, ministra właściwego do spraw gospodarki, ministra właściwego do spraw transportu, ministra właściwego do spraw szkolnictwa wyższego inauki, ministra właściwego do spraw wewnętrznych, ministra właści- wego do spraw środowiska, szefa Agencji Bezpieczeństwa Wewnętrz- nego, prezesa Urzędu Ochrony Konkurencji iKonsumentów. Wskład Komisji wchodzi ponadto siedmiu przedstawicieli nauki ouznanym au- torytecie ikompetencjach wdziedzinach ochrony środowiska, ochrony zdrowia, bezpieczeństwa biologicznego, biotechnologii, hodowli roślin oraz etyki, powoływanych po zasięgnięciu opinii ministra właściwego do spraw szkolnictwa wyższego inauki, ministra właściwego do spraw zdrowia iministra właściwego do spraw rolnictwa. Wybierany jest także przedstawiciel przedsiębiorców związanych zbiotechnologią, powoły- wany po zasięgnięciu opinii ministra właściwego do spraw gospodarki iorganizacji pracodawców; dwaj przedstawiciele pozarządowych orga- nizacji ekologicznych zgłoszeni przez te organizacje oraz przedstawi- ciel organizacji konsumenckich. Spośród członków Komisji minister właściwy do spraw środowiska wybiera przewodniczącego, zastępców isekretarza. Komisja do spraw GMM iGMO opiniuje wnioski wsprawach wyda- wania zgód lub zezwoleń. Ponadto wydaje opinie wsprawach przedsta- wianych przez ministra właściwego do spraw środowiska wzakresie jego uprawnień wynikających zustawy. Opiniuje projekty aktów prawnych dotyczących GMM lub GMO oraz bezpieczeństwa biologicznego.

84. Kto może przeprowadzać badania iwydawać opinie oGMO?

Wykrywanie GMO prowadzone jest zgodnie znormą PN-EN ISO/EC 17025 „Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów ba- dawczych iwzorcujących” przez laboratoria urzędowej kontroli żyw- ności ipasz Państwowej Inspekcji Sanitarnej (WSSE wTarnobrzegu, Białymstoku i Poznaniu), Inspekcji Weterynaryjnej (Zakłady Higie- ny Weterynaryjnej w Gdańsku, Białymstoku, Opolu i Poznaniu) czy Głównego Inspektoratu Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożyw- czych. Wykrywanie GMO prowadzą również laboratoria referencyjne powołane do współpracy zlaboratorium wspólnotowym wcelu wyko- nania przepisów Rozporządzenia Komisji (WE) nr 1981/2006 zdnia 22 grudnia 2006 r. ustalające szczegółowe zasady wykonania przepisów

133 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

art. 32 rozporządzenia (WE) nr 1829/2003 Parlamentu Europejskiego iRady wodniesieniu do wspólnotowego laboratorium referencyjnego dla organizmów zmodyfi kowanych genetycznie. Należą tutaj laborato- rium badania GMO wInstytucie Hodowli iAklimatyzacji Roślin-PIB wRadzikowie, laboratorium badania pasz wInstytucie Zootechniki- -PIB oddział wLublinie oraz laboratorium wPaństwowym Instytucie Weterynaryjnym-PIB wPuławach. Jednostki te, podlegające ministro- wi rolnictwa irozwoju wsi, przeprowadzają analizy ibadania, wydają opinię wzakresie GMO, prowadzą szkolenia pracowników laboratoriów organów wzakresie nowych metod analiz ibadań iwspółpracują zla- boratoriami referencyjnymi innych państw. Do wykrywania organizmów zmodyfi kowanych genetycznie iproduktów pochodnych wartykułach żywnościowych stosowana jest norma PN-EN ISO 24276. Ponadto dostępne są prywatne laboratoria posiadające akredytację udzieloną przez Polskie Centrum Akredytacji lub przez jednostki będące odpo- wiednikami PCA zinnych państw członkowskich zgodną znormą ISO 17025 na wykonywanie badań jakościowych iilościowych na obecność modyfi kacji genetycznych. Na stronie internetowej PCA można znaleźć jednostki, które uzyskały akredytację Polskiego Centrum Akredytacji na badania na obecność GMO.

85. Co to jest zamknięte użycie GMM/GMO?

Zamknięte użycie dotyczy poddawania mikroorganizmów modyfi kacji ge- netycznej lub prowadzenia hodowli komórkowej GMM iodpowiednio stosowania organizmów modyfi kacji genetycznej lub hodowania kultur GMO. Do zamkniętego użycia GMM i GMO zalicza się również ich magazynowanie czy transport wobrębie zakładu inżynierii genetycznej. Procedury obejmują niszczenie, usuwanie lub wykorzystywanie wjakikol- wiek inny sposób, podczas których stosowane zabezpieczenia mają na celu skuteczne ograniczenie kontaktu odpowiednio GMM lub GMO zludźmi lub środowiskiem oraz zapewnienie wysokiego poziomu ich ochrony. Zgodnie zobowiązującymi przepisami zamknięte użycie GMM czy GMO należy prowadzić wzakładzie inżynierii genetycznej, tzw. ZIG-u, przez który rozumie się pomieszczenia, budynki, laboratoria lub ich zespoły przystosowane i przeznaczone do dokonywania zamkniętego użycia GMM lub zamkniętego użycia GMO. Wzależności od stopnia zagrożenia dla zdrowia ludzi lub dla środo- wiska wyróżnia się dwie kategorie zamkniętego użycia GMO: kategorię

134 Legislacja biotechnologii wPolsce

Idotyczącą działań niepowodujących zagrożeń oraz kategorię II, zwią- zaną zdziałaniami powodującymi niewielkie zagrożenia. Wkategorii II znaleźć można pasożytnicze rośliny nasienne, zkolei pasożyty będą na- leżały do kategorii Ilub II. Wprzypadku genetycznie modyfi kowanych mikroorganizmów GMM wyróżnia się cztery kategorie wzależności od stopnia zagrożenia dla zdrowia ludzi idla środowiska. Kategoria Iobej- muje działania niepowodujące zagrożeń lub powodujące znikome zagro- żenia; kategoria II związana jest zdziałaniami powodującymi niewielkie zagrożenia; kategoria III dotyczy działań powodujących umiarkowane zagrożenia, a kategoria IV związana jest z działaniami powodującymi duże zagrożenia. Wzależności od kategorii stosowane są odpowiednie środki ochronne izabezpieczenia.

86. Kto dokonuje klasyfi kacji zamkniętego użycia GMM iGMO?

Klasyfi kacji dokonuje sam użytkownik na podstawie przeprowadzonej uprzednio oceny zagrożenia dla środowiska izdrowia ludzi wodniesie- niu do potencjalnych kategorii zagrożeń związanych zwyborem okre- ślonych organizmów do badań.

87. Jak należy dokonać oceny zagrożenia dla środowiska izdrowia ludzi?

Ocena zagrożeń dla środowiska izdrowia ludzi powinna być opracowana na podstawie: • identyfi kacji wszelkich możliwych szkodliwych skutków, wszczególno- ści związanych zorganizmem biorcy, wprowadzonym materiałem gene- tycznym pochodzącym zorganizmu dawcy, wektorem oraz powstałym GMO • opisu charakteru czynności, wtym określeniu skali działania • określeniu możliwych szkodliwych skutków oraz możliwości ich wy- stąpienia.

88. Jakie należy spełnić warunki, by móc wykonywać prace zGMM lub GMO wramach zamkniętego użycia?

Zamknięte użycie GMM lub GMO prowadzi się wyłącznie wzakładach inżynierii genetycznej, po uzyskaniu zezwolenia ministra właściwego do spraw środowiska. Konieczne jest spełnienie warunków wzakresie

135 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

bezpieczeństwa wymaganych do prowadzenia tego rodzaju działalno- ści. Wniosek owydanie zezwolenia na prowadzenie zakładu inżynierii genetycznej zawiera: • imię inazwisko oraz adres imiejsce zamieszkania albo nazwę oraz adres isiedzibę wnioskodawcy, awprzypadku gdy wnioskodawcą jest osoba fi zyczna prowadząca działalność gospodarczą, zamiast adresu imiejsca zamieszkania tej osoby – adres i miejsce wykonywania działalności, jeżeli są inne niż adres imiejsce zamieszkania tej osoby • adres zakładu inżynierii genetycznej • imię inazwisko osoby, która będzie kierować zakładem inżynierii ge- netycznej, oraz informacje ojej kwalifi kacjach zawodowych • imię inazwisko osoby, która będzie odpowiedzialna za bezpieczeństwo zamkniętego użycia GMM lub GMO, oraz informacje ojej kwalifi ka- cjach zawodowych • opis pomieszczeń zakładu inżynierii genetycznej oraz urządzeń, które będą wykorzystywane podczas zamkniętego użycia GMM lub GMO • informacje oczynnościach planowanych podczas zamkniętego użycia GMM lub GMO • określenie kategorii planowanego zamkniętego użycia GMM lub GMO • informacje owprowadzonych środkach bezpieczeństwa, które będą sto- sowane podczas zamkniętego użycia GMM lub GMO • informacje orodzaju ipostaci odpadów powstających podczas zamknię- tego użycia GMM lub GMO oraz osposobie postępowania ztymi od- padami, wtym miejscu ich przeznaczenia.

Minister właściwy do spraw środowiska wydaje zezwolenie na prowa- dzenie zakładu inżynierii genetycznej po uzyskaniu opinii właściwych ze względu na położenie tego zakładu: państwowego wojewódzkiego inspektora sanitarnego wzakresie warunków higieny pracy oraz okręgo- wego inspektora pracy wzakresie spełniania wymagań bezpieczeństwa ihigieny pracy przez obiekty, pomieszczenia, stanowiska iprocesy pracy. Wprzypadku gdy wzakładzie inżynierii genetycznej planuje się pro- wadzić zamknięte użycie GMM lub GMO zwykorzystaniem zwierząt, do wniosku owydanie zezwolenia na prowadzenie zakładu inżynierii genetycznej dołącza się oświadczenie owpisaniu tego zakładu do wyka- zu jednostek hodowlanych, prowadzonego przez ministra właściwego do spraw nauki na podstawie przepisów odoświadczeniach na zwierzętach. Prowadzenie zamkniętego użycia GMM zaliczonych do I katego- rii wymaga zgłoszenia ministrowi właściwemu do spraw środowiska,

136 Legislacja biotechnologii wPolsce

awprzypadku kategorii II, III iIV wymaga uzyskania zgody ministra właściwego do spraw środowiska. Do zamkniętego użycia GMM zali- czonych do Ikategorii można przystąpić, jeżeli minister właściwy do spraw środowiska nie wniesie sprzeciwu, wdrodze decyzji, wterminie 30 dni od dnia otrzymania zgłoszenia, natomiast wprzypadku pozosta- łych kategorii dopiero po uzyskaniu zgody. Ponowienie zamkniętego użycia GMM zaliczonych do I kategorii dokonywane przez ten sam podmiot, wtym samym miejscu ina tych samych zasadach nie wyma- ga zgłaszania. Ponowienie zamkniętego użycia GMM zaliczonych do II kategorii dokonywane przez ten sam podmiot, wtym samym miejscu ina tych samych zasadach, na podstawie których wydano zgodę na za- mknięte użycie GMM zaliczonych do II kategorii, wymaga ponownego zgłoszenia. Prowadzenie zamkniętego użycia GMO wymaga uzyskania zgody ministra właściwego do spraw środowiska. Wprzypadku ponow- nego zamkniętego użycia GMO zkategorii IiII, gdy odbywa się ono wtym samym miejscu iwarunkach, podmiot dokonujący zamkniętego użycia GMO zobowiązany jest do powiadomienia ministra właściwego do spraw środowiska, awprzypadku GMO III iIV kategorii, koniecz- ne jest dołączenie do wniosku informacji owynikach poprzedniego za- mkniętego użycia GMO. Wszystkie aktywności umieszczone są odpowiednio wRejestrze Za- kładów Inżynierii Genetycznej, Rejestrze Zamkniętego Użycia Mikro- organizmów Genetycznie Zmodyfi kowanych oraz Rejestrze Zamknięte- go Użycia Organizmów Genetycznie Zmodyfi kowanych, które prowadzi minister właściwy do spraw środowiska w postaci elektronicznej. Po spełnieniu wymienionych warunków minister udziela zgody na za- mknięte użycie GMO na okres nie dłuższy niż 5 lat. Użytkownik GMO obowiązany jest do przechowywania dokumentacji związanej zprowa- dzeniem działań oraz przechowywania jej przez co najmniej 5 lat od ich zakończenia.

89. Co to jest „zamierzone uwolnienie” GMO do środowiska?

Każde działanie polegające na celowym wprowadzeniu do środowiska GMO albo ich kombinacji, bez zabezpieczeń ograniczających rozprze- strzenianie, takich jak bariery fi zyczne lub połączenie barier fi zycznych zchemicznymi lub biologicznymi, mających na celu ograniczenie kon- taktu GMO zludźmi lub środowiskiem oraz zapewniających wysoki poziom ich ochrony.

137 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

90. Jakie należy spełnić warunki, by otrzymać zgodę za zamierzone uwolnienie GMO do środowiska?

Zgodę na zamierzone uwolnienie GMO do środowiska wydaje minister właściwy do spraw środowiska na czas określony, nie dłuższy niż 5 lat. We wniosku uwzględnia się: • informacje oużytkowniku, wtym jego nazwę isiedzibę lub imię, na- zwisko iadres • charakterystykę dawcy, biorcy i organizmu rodzicielskiego, wektora oraz charakterystykę GMO • warunki zamierzonego uwolnienia GMO do środowiska • informacje dotyczące interakcji pomiędzy GMO lub kombinacją GMO aśrodowiskiem, wtym omożliwości krzyżowań • przygotowanie zawodowe pracowników, trybu kontroli imonitorowania procesu uwalniania GMO do środowiska oraz sugestie dotyczące izo- lacji przestrzennej • informacje dotyczące deaktywacji GMO ipostępowania zodpadami • wyniki poprzedniego zamierzonego uwolnienia do środowiska tego sa- mego GMO lub tej samej kombinacji GMO, na które wnioskodawca uzyskał zgodę.

Uzyskanie zgody na zamierzone uwolnienie GMO do środowiska wy- maga uwzględnienia we wniosku oceny zagrożenia, która obejmuje iden- tyfi kację cechy lub sposobu użycia GMO, które mogą wywoływać szkodli- we skutki wporównaniu zorganizmem niezmodyfi kowanym. Oceniane są potencjalne skutki każdego szkodliwego oddziaływania oraz określane sposoby przeciwdziałania zagrożeniom iich potencjalnym skutkom. Do- łączana jest dokumentacja techniczna zamierzonego uwolnienia GMO do środowiska oraz program działania na wypadek zagrożenia zdrowia ludzi lub środowiska. Uzyskanie zgody może wiązać się zustanowieniem zabezpieczenia na pokrycie roszczeń za wyrządzoną szkodę. Wszystkie dane trafi ają do Rejestru Zamierzonego Uwalniania GMO do Środowi- ska, który prowadzi minister właściwy do spraw środowiska.

91. Jakie warunki należy spełnić, by wprowadzić produkt GMO do obrotu?

Przez wprowadzeniu do obrotu rozumie się udostępnienie produk- tu GMO osobom trzecim, odpłatnie lub nieodpłatnie. Obrotem nie

138 Legislacja biotechnologii wPolsce

jest przekazanie osobom trzecim GMM lub GMO do zamkniętego użycia oraz GMO do zamierzonego uwolnienia. Zezwolenia na wpro- wadzenie do obrotu udziela minister właściwy do spraw środowiska. Należy pamiętać, że wprowadzenie do obrotu nie wymaga uzyskania zezwolenia, jeżeli produkt GMO został wprowadzony do obrotu na podstawie przepisów Rozporządzenia (WE) nr 1829/2003 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 22 września 2003 r. wsprawie genetycznie zmodyfi kowanej żywności ipaszy albo na podstawie decyzji wydanej przez państwo członkowskie inne niż Rzeczpospolita Polska, zgodnie zprzepisami wdrażającymi część C Dyrektywy Parlamentu Europejskie- go iRady 2001/18/WE zdnia 12 marca 2001 r. wsprawie zamierzonego uwalniania do środowiska organizmów zmodyfi kowanych genetycznie iuchylającej dyrektywę Rady 90/220/EWG. Wprowadzenie do obrotu produktu GMO, który składa się z tych samych GMO lub kombinacji GMO, ale ma być wykorzystywany winny sposób niż produkt GMO, na którego wprowadzenie do obrotu uzyska- no już zezwolenie zgodnie zprzepisami ustawy, wymaga uzyskania od- rębnego zezwolenia. Wniosek owydanie zezwolenia powinien zawierać informacje o: • użytkowniku, wtym jego nazwę isiedzibę lub imię, nazwisko iadres • produkcie GMO • zalecanych środkach ostrożności związanych z bezpiecznym używa- niem produktu GMO ioewentualnych zagrożeniach dla zdrowia ludzi lub środowiska • opakowaniu ioznakowaniu produktu GMO • zezwoleniach winnych krajach.

Do wniosku załącza się ponadto informacje owcześniejszych zgo- dach na zamknięte użycie albo uwolnienie do środowiska wraz zdoku- mentacją na temat braku zagrożenia dla zdrowia ludzi lub środowiska oraz ocenę zagrożenia. Zezwolenie na wprowadzenie produktu GMO do obrotu wydawane jest na czas określony, nie dłuższy niż 10 lat. Ponowie- nie przez tego samego użytkownika wprowadzenia do obrotu produktu GMO wymaga ponownego zezwolenia. Wuzasadnionych przypadkach może wystąpić konieczność wprowadzenia dodatkowego opakowania zabezpieczającego przed rozprzestrzenieniem się GMO do środowiska.

139 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

92. Jak rozpoznać na polskim rynku produkty zawierające GMO?

Zgodnie z przepisami ustaw o organizmach genetycznie zmodyfi ko- wanych iwarunkach zdrowotnych żywności iżywienia, każdy produkt GMO powinien być specjalnie oznakowany. Oznakowanie to powinno zawierać następujące informacje: • nazwę produktu GMO inazwy zawartych wnim GMO • imię inazwisko lub nazwę producenta lub importera oraz adres • przewidywany obszar stosowania produktu GMO: przemysł, rolnictwo, leśnictwo, powszechne użytkowanie przez konsumentów lub inne spe- cjalistyczne zastosowanie • zastosowanie produktu GMO idokładne warunki użytkowania • szczególne wymagania dotyczące magazynowania i transportu, jeżeli zostały określone wzezwoleniu • informacje o różnicy wartości użytkowej między produktem GMO ajego tradycyjnym odpowiednikiem • środki, jakie powinny być podjęte wskutek nieprawidłowego użycia produktu GMO • numer uzyskanego zezwolenia na wprowadzenie produktu GMO do obrotu.

W przypadku gdy cały produkt jest genetycznie zmodyfi kowany, oznakowanie produktu dodatkowo powinno być uzupełnione onapis: „produkt genetycznie zmodyfi kowany”. Gdy tylko niektóre składniki są genetycznie zmodyfi kowane, obok nazwy składnika należy umie- ścić napis „genetycznie zmodyfi kowany”. Zarówno w pierwszym, jak iwdrugim przypadku napis powinien być czytelny inapisany czcionką tej samej wielkości co nazwa składnika lub produktu. Limitem wskazującym na brak konieczności znakowania produktu jako GMO w Polsce jest zawartość 0,1% dla żywności oraz 0,9% dla pasz, przyjmując, że taka obecność białka lub DNA z GMO nie jest zamierzona.

93. Gdzie są gromadzone informacje na temat GMM iGMO?

Ustawa nakłada obowiązek na ministra właściwego do spraw środowi- ska prowadzenia następujących rejestrów: Rejestr Zakładów Inżynierii Genetycznej, Rejestr Zamkniętego Użycia Mikroorganizmów Gene- tycznie Zmodyfi kowanych, Rejestr Zamkniętego Użycia Organizmów

140 Legislacja biotechnologii wPolsce

Genetycznie Zmodyfi kowanych oraz Rejestr Upraw GMO i Rejestr Produktów GMO. Rejestry prowadzone są w formie elektronicznej, awgląd do nich bezpłatny. Informacje o rejestrach, publikowane w Biuletynie Informacji Pu- blicznej, zawierają dane dopuszczone do ujawnienia, obejmujące: dane zawarte we wnioskach owydanie odpowiednich zezwoleń, zezwolenia, decyzje zmieniające zezwolenia iopinie wraz zaktualizacjami, sprawoz- dania, informacje ozagrożeniach dla zdrowia ludzi lub dla środowiska ipodjętych działaniach interwencyjnych.

94. Jakie są sankcje za postępowanie zGMO niezgodnie zprawem?

Zgodnie zUstawą omikroorganizmach iorganizmach genetycznie mo- dyfi kowanych, przewidywana jest odpowiedzialność cywilna i karna. Użytkownik ponosi przewidzianą prawem cywilnym odpowiedzialność za szkodę na osobie, wmieniu lub środowisku, wzwiązku zzamknię- tym użyciem GMO, zamierzonym uwolnieniem GMO do środowiska, wprowadzeniem produktów GMO do obrotu czy tranzytem GMO, chy- ba że szkoda nastąpiła na skutek siły wyższej albo wyłącznie zwiny poszkodowanego lub osoby trzeciej, za którą użytkownik nie ponosi od- powiedzialności. Brak zezwolenia na prowadzenie zakładu inżynierii ge- netycznej wraz zprowadzeniem zamkniętego użycia GMM zaliczonych do III lub IV kategorii, zamierzonego uwolnienia GMO do środowiska albo wprowadzenia do obrotu podlega karze pozbawienia wolności do 3 lat. Ta sama kara dotyczy niespełnienia przepisów Unii Europejskiej wtej sprawie. Gdy powyższe zaniedbania związane są zwystąpieniem zagrożenia dla życia lub zdrowia ludzi bądź dla środowiska, sprawca podlega karze pozbawienia wolności od 2 do 5 lat. Sprowadzenie niebezpieczeństwa dla życia lub zdrowia wielu osób wzwiązku zzamkniętym użyciem GMM zaliczonych do III lub IV ka- tegorii, zamierzonym uwolnieniem GMO do środowiska albo niestoso- waniem się do nakazu wycofania produktu GMO zobrotu podlega karze pozbawienia wolności od 6 miesięcy do 8 lat. Wprzypadku śmierci czło- wieka lub ciężkiego uszczerbku na zdrowiu wielu osób sprawca podlega karze pozbawienia wolności od 2 do 12 lat, aza zniszczenie środowiska wznacznych rozmiarach – do 5 lat. Nieumyślne spowodowanie szkód podlega karze pozbawienia wolności do lat 3, natomiast wprzypadku śmierci człowieka lub ciężkiego uszczerbku na zdrowiu wielu osób – od 6 miesięcy do lat 8. Zniszczenie środowiska wznacznych rozmiarach

141 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

podlega grzywnie, karze ograniczenia wolności albo pozbawienia wol- ności do 3 lat. Podobna odpowiedzialność dotyczy naruszenia obowiązków związa- nych zwpisem uprawy do Rejestru Upraw GMO. Brak wpisu lub nie- zgodność zwpisem podlega grzywnie oraz karze pozbawienia wolności do lat 3. Związane ztym zniszczenie środowiska wznacznych rozmia- rach podlega grzywnie oraz karze pozbawienia wolności od 3 miesięcy do 5 lat. Wprzypadku śmierci człowieka lub ciężkiego uszczerbku na zdrowiu wielu osób, sprawca podlega grzywnie oraz karze pozbawienia wolności od 2 do 12 lat. Karze pozbawienia wolności do lat 3 podlega również osoba, która wprzypadku awarii podczas zamkniętego użycia GMM niezwłocznie nie podejmuje działań ratowniczych, nie przystępuje do usuwania jej skutków lub nie przekazuje zawiadomienia oawarii odpowiednim pod- miotom. Podobna kara dotyczy również niedopełnienia obowiązków informacyjnych przez użytkownika GMO oraz naruszenia przepisów ustawy wzakresie bezpieczeństwa związanych zaktualizacją danych. Kara grzywny związana jest zodpowiedzialnością osoby zobowiązanej lub uprawnionej wzwiązku zprowadzeniem odpowiedniej dokumen- tacji, odpowiedzialnością za niedopełnienie obowiązków dotyczących zgłoszenia, przechowywania dokumentacji zgłoszenia, niedopełnienia obowiązków dotyczących dokumentacji towarzyszącej GMO, niedopeł- nienia obowiązku powiadomienia o tranzycie GMO, naruszenia obo- wiązków informacyjnych owprowadzonym do obrotu GMO, naruszenia przepisów ustawy dotyczących dokonania zamkniętego użycia GMM lub GMO. Karze grzywny podlega również prowadzenie prac związa- nych zGMM czy GMO po zakazie ich prowadzenia. 6. Patenty

95. Jaka jest funkcja patentów wbiotechnologii?

Patenty – także wbiotechnologii – są podstawową formą zabezpieczenia praw autorskich. Ochrona patentowa zapewnienia właścicielowi patentu monopolistyczną pozycję wśród producentów igwarantuje twórcom ko- rzyści materialne wokreślonym czasie. Patent pełni także wiele innych ważnych funkcji, wszczególności funkcję informacyjną. Przez zgłosze- nie patentowe publikuje się informacje odokonanym, istotnym postępie technicznym, co zarówno stymuluje konkurencję (jak iudostępnia pełną informację konkurentom), jak izapobiega duplikowaniu prac badawczych czy też wdrożeniowych. Wynalazek biotechnologiczny dotyczy wytworu składającego się zmateriału biologicznego lub zawierającego taki materiał albo sposobu, za pomocą którego materiał biologiczny jest wytwarzany, przetwarzany lub wykorzystywany. Materiał biologiczny to materiał za- wierający informację genetyczną, zdolny do samoreprodukcji albo nadający się do reprodukcji wsystemie biologicznym. Bardzo często stosuje się wyrażenie „sposób mikrobiologiczny” do określenia sposobu, wktórym bierze udział lub który został dokonany na materiale mikrobiologicznym albo którego wynikiem jest ten materiał. Zasady ochrony praw własności intelektualnej reguluje ustawa „Prawo własności przemysłowej” zdnia 30 czerwca 2000 r. (Dz.U. 2020.0.286) oraz Rozporządzenie Prezesa Rady Mi- nistrów zdnia 17 września 2001 r. wsprawie dokonywania irozpatrywania zgłoszeń wynalazków iwzorów użytkowych (Dz.U. z2001 r. Nr 102 poz. 1119, z2005 r. Nr 109 poz. 910 z2015 r. poz. 366 oraz z2016 r. poz. 1840).

96. Co można patentować wbiotechnologii

Patentowaniem można objąć: • wynalazki stanowiące materiał biologiczny, który jest wyizolowany ze swojego naturalnego środowiska lub wytworzony sposobem technicz- nym, nawet jeżeli poprzednio występował wnaturze

143 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

• wynalazki stanowiące element wyizolowany zciała ludzkiego lub winny sposób wytworzony sposobem technicznym, włącznie zsekwencją lub częściową sekwencją genu, nawet jeżeli budowa tego elementu jest identyczna zbudową elementu naturalnego • wynalazki dotyczące roślin lub zwierząt, jeżeli możliwości techniczne stosowania wynalazku nie ograniczają się do szczególnej odmiany roślin lub rasy zwierząt.

Wynalazki biotechnologiczne muszą spełnić warunki nowości, wyna- lazczości izastosowania przemysłowego, stąd wzgłoszeniu wynalazku dotyczącym sekwencji lub częściowej sekwencji nukleotydowej genu, wopisie wynalazku, ujawnia się przemysłowe zastosowanie sekwencji, awniezależnym zastrzeżeniu patentowym wskazuje się ponadto funk- cję, jaką ta sekwencja spełnia. Wprzypadku wykorzystania sekwencji lub częściowej sekwencji genu do produkcji białka lub części białka wopisie wynalazku określa się, jakie białko lub jaka jego część są wy- twarzane ijaką pełnią funkcję, asekwencje nukleotydów lub amino- kwasów załącza się wpostaci elektronicznej zgodnie znormą Światowej Organizacji Własności Intelektualnej ST. 25.

97. Jak można podzielić wynalazki biotechnologiczne?

Wyróżnia się możliwość patentowania materiału biologicznego, spo- sobu oraz wytworu. Cechy charakterystyczne wynalazku należy podać wzastrzeżeniu lub zastrzeżeniach patentowych. Patentowaniu podlega każdy materiał biologiczny otrzymany zdanego materiału biologicznego przez reprodukcję widentycznej lub odmiennej formie iposiadający te same cechy charakterystyczne. Patent na sposób, który umożliwia wy- tworzenie materiału biologicznego posiadającego określone wzastrze- żeniu lub zastrzeżeniach patentowych cechy charakterystyczne będące wynikiem wynalazku, obejmuje także materiał biologiczny otrzymany bezpośrednio tym sposobem oraz każdy inny materiał biologiczny po- chodzący z materiału biologicznego uzyskanego bezpośrednio przez reprodukcję widentycznej lub odmiennej formie iposiadający te same cechy charakterystyczne. Patent na wytwór zawierający lub posiadający informację genetyczną obejmuje wszystkie materiały, do których został włączony wytwór iwktórych została zawarta informacja genetyczna spełniająca wtym materiale swoją funkcję, zwyjątkiem materiałów, októrych mowa wart. 933 Prawa własności przemysłowej – ciało ludz-

144 Patenty

kie, wynalazki sprzeczne z moralnością lub porządkiem publicznym oraz dobrymi obyczajami.

98. Jakie przepisy dotyczą patentów na materiał biologiczny?

Wprzypadku jednokrotnej reprodukcji materiału biologicznego wpro- wadzonego do obrotu przez uprawnionego zpatentu lub za jego zgodą, materiał ten nie jest chroniony patentem wyjściowym, jeżeli reproduk- cja jest nieodzownym następstwem wykorzystywania materiału biolo- gicznego. Osoba, która nabyła lub winny sposób uzyskała chroniony patentem materiał roślinny, do wykorzystania wdziałalności rolniczej, upoważniona jest do jego wykorzystywania dla wielokrotnej reprodukcji wramach własnego gospodarstwa rolnego, z uwzględnieniem takich samych ograniczeń, jakie są przewidziane dla korzystania, bez zgody hodowcy, zmateriału siewnego odmiany rośliny chronionej na podsta- wie przepisów Ustawy zdnia 26 czerwca 2003 r. oochronie prawnej odmian roślin (Dz.U. z2018 r. poz. 432). Te same przepisy dotyczą inwentarza hodowlanego lub innego zwierzęcego materiału zarodowego. Wprzypadku konieczności użycia materiału biologicznego, który nie jest powszechnie dostępny ani nie może być przedstawiony wopisie patentowym w taki sposób, aby umożliwić znawcy zastosowanie wy- nalazku, należy ujawnić materiał biologiczny przez zdeponowanie go wkolekcji uznanej na podstawie umowy międzynarodowej lub wkolek- cji krajowej, najpóźniej wdniu zgłoszenia wynalazku. Kolekcje są prze- chowywane wjednostkach wskazanych przez prezesa urzędu patento- wego. Poświadczenie instytucji depozytowej może być złożone wciągu 6 miesięcy od daty zgłoszenia. Późniejsze złożenie poświadczenia nie skutkuje uznaniem zdeponowania materiału biologicznego za równo- znaczne zjego ujawnieniem wzgłoszeniu. Materiał biologiczny można zdeponować wInstytucie Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego wWar- szawie oraz w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda, Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu. Kolekcje te mają zasięg międzynarodowy. Na poziomie krajowym można natomiast złożyć depozyt wNarodowym Instytucie Leków wWarszawie.

145 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

99. Co jest objęte patentowaniem w nowoczesnej inżynierii gene- tycznej?

Innym podziałem wynalazków biotechnologicznych jest podział na produkty, sposoby izastosowania. Wśród produktów wyróżnić można polipeptydy (enzymy, przeciwciała), kwasy nukleinowe (startery, se- kwencje kodujące, wektory), mikroorganizmy, linie komórkowe, zesta- wy (np. diagnostyczne), kompozycje (np. leki, szczepionki). Sposoby obejmować mogą metody otrzymywania produktów (biofermentacje, metody izolacji i oczyszczania), metody testowe i diagnostyczne in vitro, metody laboratoryjne (PCR). Wśród zastosowań wyróżnić można nowe zastosowanie znanego produktu do wytwarzania leku do leczenia określonej choroby, tzw. drugie zastosowanie medyczne.

100. Czy rośliny izwierzęta mogą być patentowane?

Jednoznaczną odpowiedź na to pytanie po raz pierwszy sformułowano wprawodawstwie USA w1987 r. następująco: nie występujące wspo- sób naturalny w przyrodzie „wielokomórkowe organizmy zwierzęce zwyłączeniem człowieka mają zdolność patentową”. Pierwszy patent na transgeniczny mikroorganizm został udzielony w1981 r. (US patent nr 4 2559 444 z31 marca 1981 r.), dotyczący mikroorganizmu zawie- rającego obcy plazmid. W 1982 r. Sąd Najwyższy w USA stwierdził możliwość patentowania roślin otrzymanych za pomocą technik inży- nierii genetycznej. Wkwietniu 1987 r. zaakceptowano patent opisujący modyfi kację ostryg istwierdzono możliwość patentowania genetycznie zmodyfi kowanych zwierząt, zwyłączeniem człowieka. W1988 r. opa- tentowano genetycznie „inżynierowaną” mysz, szczególnie podatną na nowotwory. Od 1992 r. także EPO (European Patent Offi ce z siedzibą w Mona- chium) przyjmuje zgłoszenia patentowe dotyczące żywych organizmów. Związane są one głównie zwprowadzeniem obcego genu modyfi kują- cego wsposób celowy żądany układ biologiczny. Parlament Europejski wpaździerniku 1992 r. (po 4 latach dyskusji) podjął decyzję ozasto- sowaniu praw patentowych w odniesieniu do organizmów wyższych. Jednoznacznie wyjaśnione zostały zasady wyłączenia z patentowania układów biologicznych zpowodu naruszenia norm społecznych imo- ralnych. Wyłączenie dotyczy: „Ciała ludzkiego lub części ciała ludzkiego; modyfi kowania genetycznej tożsamości (ang. identity) ciała ludzkiego dla

146 Patenty

celów innych niż terapeutyczny, które mogą pozostawać wsprzeczności zgodnością człowieka. Modyfi kowania genetycznej tożsamości zwierząt, co spowoduje krzywdę lub fi zyczne uszkodzenie (ang. suffering or physical handicaps) bez żadnych korzyści dla zwierząt lub człowieka”. Zdolność patentową posiadają: identyfi kacja i izolacja genu, modyfi kacja genu, zmodyfi kowany gen, transfer genu (wprowadzenie do żywego organi- zmu), genetycznie zmodyfi kowany organizm lub jego część. Sekwen- cje nukleotydowe DNA ookreślonej funkcji, budowie iwyodrębnione również mają zdolność patentową, bowiem wymagają szczególnej inter- wencji człowieka. Natomiast opatentowaniu nie podlegają źródła róż- norodności genetycznej: mikroorganizmy, rośliny, zwierzęta iczłowiek. Zgodnie z Dyrektywą 98/44/WE Parlamentu Europejskiego i Rady zdnia 6 lipca 1998 r. wsprawie ochrony prawnej wynalazków biotechno- logicznych nie można patentować odmian roślin iras zwierząt. Patentem mogą być jednak objęte wynalazki, które dotyczą roślin lub zwierząt, wprzypadku gdy stosowanie wynalazku nie jest technicznie ograniczone jedynie do pojedynczych odmian roślin lub ras zwierząt. Sprawy kompli- kują się wprzypadku posiadania przez rośliny określonego genu, który może występować niezależnie od odmiany, co umożliwia uzyskanie pa- tentu. Gdy wynalazek dotyczy modyfi kacji genetycznej powstałej wspo- sób czysto biotechnologiczny szczególnej odmiany rośliny, która jest ho- dowana, to taka sytuacja wyłącza możliwość udzielenia na nią patentu. Europejski Urząd Patentowy w wyniku konsultacji społecznych G 0003/19 sprecyzował, że rośliny izwierzęta pochodzące z„czysto” biologicznych sposobów hodowli w Europie są wyłączone ze zdolno- ści do patentowania, dotyczy to także produktów znich uzyskiwanych wprocesach czysto biologicznych. Decyzja, podjęta 22 maja 2020 r., nie dotyczy jednak patentów europejskich udzielonych przed 1 lipca 2017 r. i europejskich zgłoszeń patentowych, które zostały złożone przed tą datą isą nadal wtoku.

101. W jaki sposób można chronić prawa własności intelektualnej ho- dowców roślin izwierząt otrzymanych metodami mendlowskimi?

Właściwą formą jest rejestracja nowej odmiany roślin. Ochrona osiągnięć hodowlanych przez rejestrację wymaga wykazania następujących cech nowej odmiany wyróżniającej (od innych już znanych): jednorodności i stabilności przez kilka generacji (często stosowane jest określenie OWT, czyli odrębne, wyrównane itrwałe).

147 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Spośród innych kryteriów wymienia się posiadanie zadowalającej wartości gospodarczej, wprzypadku gatunków roślin rolniczych icykorii korzeniowej. Wyjątek stanowią: odmiany traw nieprzeznaczone do upra- wy na cele pastewne (użytkowanych jako gazonowe), odmiany prze- znaczone wyłącznie do wywozu do państw trzecich, składniki odmian mieszańcowych, odmiany tradycyjne oraz odmiany regionalne. Kolejne kryterium odnosi się do zachowywania odmiany, przy czym zachowujący posiada jej materiał siewny wilości wystarczającej do prowadzenia ba- dań. Odmiana musi mieć nadaną nazwę odpowiadającą obowiązującym wymogom ispełniać warunki formalnoprawne. Do zgłoszenia odmiany jest uprawniony składający wniosek owpis odmiany do Krajowego Rejestru, zachowujący odmianę lub inny pod- miot, którym może być osoba fi zyczna, osoba prawna albo jednostka organizacyjna nie posiadająca osobowości prawnej, mająca miejsce za- mieszkania albo siedzibę na terytorium Polski lub innych państw człon- kowskich UE. Przywilejem hodowcy jest możliwość zachowania materiału (np. siewnego) do reprodukcji i wykorzystywanie naturalnych źródeł ge- netycznych. Nie są jednak wymagane elementy charakterystyczne dla patentu: nowość, możliwość wykorzystania, nieoczywistość ireproduk- tywność opisu. Rejestrację odmian prowadzi Centralny Ośrodek Ba- dania Odmian Roślin Uprawnych (COBORU) wSłupii Wielkiej koło Poznania. Krajowy rejestr obejmuje odmiany gatunków roślin uprawnych zwy- łączeniem odmian użytkowanych wcelach ozdobnych. Umieszczenie wwykazie odmiany roślin rolniczych, warzywnych isadowniczych zapew- nia możliwość wytwarzania iobrotu materiałem siewnym iszkółkarskim wPolsce oraz na obszarze Unii Europejskiej. Dodatkowo wprzypadku odmian roślin rolniczych iwarzywnych należy je umieścić we Wspólno- towym Katalogu. Do krajowego rejestru mogą być wpisywane odmiany 178 roślin uprawnych, odmiany należące do gatunków roślin uprawnych tradycyjnie uprawianych na terytorium Polski, odmiany regionalne (dla zachowania bioróżnorodności) roślin rolniczych iroślin warzywnych oraz odmiany amatorskie (bez znaczenia dla towarowej produkcji warzyw, ale mające znaczenie dla zachowania bioróżnorodności roślin warzywnych). Wprzypadku zwierząt hodowlanych występuje konieczność identyfi - kacji irejestracji zwierząt gwarantująca żywność bezpieczną dla zdrowia konsumentów wramach systemu unijnego. Rejestr prowadzi Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa, która aktualizuje rejestr

148 Patenty

zwierząt na podstawie informacji od rolników ozmianach, jakie zaszły wich stadzie bydła, trzody chlewnej, owiec czy kóz. Księgi irejestry zwierząt hodowlanych27 są prowadzone odrębnie dla poddawanych oce- nie wartości użytkowej: ras, linii hodowlanych albo odmian wobrębie rasy oraz płci koni, bydła, świń, owiec ikóz; rodów drobiu wposzcze- gólnych jego gatunkach; każdego zgatunków zwierząt futerkowych oraz linii hodowlanych pszczół. Zgodnie zprzepisami obowiązkowi rejestrowania podlega również chów dzikoświń. Artykuł 2 ust. pkt 14a Ustawy zdnia 2 kwietnia 2004 r. osystemie identyfi kacji irejestracji zwierząt (Dz.U. z2017 r. poz. 546 ze zm.) defi niuje „świnie” jako wszystkie zwierzęta zrodziny Suidae, z wyłączeniem dzików wolno żyjących. Zatem dzikoświnie podlegają przepisom wymienionej ustawy iich posiadacz ma obowiązek zareje- strowania siedziby stada, oznakowania zwierząt oraz zgłaszania ich prze- mieszczeń, uboju ipadnięcia.

102. Czy wbiotechnologii wolno patentować wszystko?

Nie. Zpatentowania wyłączone są wynalazki sprzeczne zporządkiem publicznym, ogólnie przyjętymi normami etycznymi imoralnymi oraz zobowiązującym prawem. Nie patentuje się odmian roślin izwierząt podlegających prawom ochrony w ramach rejestracji, które dotyczą osiągnięć dokonanych zzastosowaniem klasycznych metod hodowli. Zakaz nie dotyczy mikrobiologicznych sposobów hodowli ani wytwo- rów uzyskiwanych takimi sposobami. Przyjmuje się, że sposób hodowli roślin lub zwierząt jest czysto biologiczny, jeżeli wcałości składa się ze zjawisk naturalnych, takich jak krzyżowanie lub selekcjonowanie. Nie jest możliwe uzyskanie ochrony patentowej na odmiany transgeniczne, czyli takie, do których DNA został wprowadzony obcy materiał gene- tyczny (proces hodowli takiej rośliny nie jest czysto mikrobiologiczny, gdyż obejmuje etapy biologiczne). Prawo własności przemysłowej nie wyklucza możliwości uzyskania ochrony patentowej na sposoby wytwa- rzania nowych odmian roślin iras zwierząt (nie czysto biologiczne), mimo że prowadzą do wytworzenia nowych odmian. Za wynalazek nie uważa się ciała ludzkiego, wróżnych jego stadiach formowania się i rozwoju oraz zwykłego odkrycia jednego z jego ele- mentów, włącznie zsekwencją lub częściową sekwencją nukleotydową

27 Dz.U. 2017.2132.

149 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

genu. Za wynalazki biotechnologiczne, których wykorzystywanie byłoby sprzeczne zporządkiem publicznym lub dobrymi obyczajami lub moral- nością publiczną, uważa się sposoby klonowania ludzi, sposoby mody- fi kacji tożsamości genetycznej linii zarodkowej człowieka; stosowanie zarodków człowieka do celów przemysłowych lub handlowych; sposoby modyfi kacji tożsamości genetycznej zwierząt, które mogą powodować unich cierpienia, nie przynosząc żadnych istotnych korzyści medycz- nych dla człowieka lub zwierzęcia, oraz zwierzęta będące wynikiem zastosowania takich sposobów. Nie można patentować sposobów leczenia ludzi i zwierząt meto- dami chirurgicznymi lub terapeutycznymi oraz sposobów diagnostyki stosowanych na ludziach lub zwierzętach; nie dotyczy to produktów, substancji lub mieszanin używanych wdiagnostyce lub leczeniu ispo- sobu leczenia roślin. Patentowalne są przyrządy chirurgiczne, diagno- styczne lub terapeutyczne iaparatura stosowana wtakich sposobach. Można opatentować sposoby prowadzenia testów diagnostycznych in vitro ipewne etapy sposobów leczenia przebiegające poza organizmem chorego, na przykład leczenie tkanek in vitro. Zakazowi patentowania podlegają odkrycia, teorie naukowe imetody matematyczne; wytwory ocharakterze jedynie estetycznym; plany, za- sady imetody dotyczące działalności umysłowej lub gospodarczej oraz gry; wytwory, których niemożliwość wykorzystania może być wykazana wświetle powszechnie przyjętych iuznanych zasad nauki; programy do maszyn cyfrowych; przedstawienia informacji. Wprzypadku wynalazków biotechnologicznych należy każdorazowo dokonać wyważenia ryzyka dla środowiska zjednej strony ikorzyści dla ludzi zdrugiej.

103. Jakie są zalety patentowania wynalazków wbiotechnologii?

Zalety ochrony praw wynalazcy przez patent możemy sformułować następująco: • Produkt lub proces jest chroniony przed konkurencją • Odkrywca ma zapewnione korzyści materialne • Opisy patentowe umożliwiają rezygnację z prac, które byłyby dupli- kowaniem już istniejących osiągnięć, ajednocześnie stymulują postęp oryginalnych prac badawczych • Patenty umożliwiają rozwój wymiany informacji technicznej. Organizmy genetycznie 7. modyfikowane

104. Czy można jednoznacznie opisać organizm?

Tak. Pozornie najprostszy sposób to podanie pełnej sekwencji nukle- otydowej genomu danego mikroorganizmu. Jednakże nie zawsze jest to możliwe, jak również opłacalne. Problem „jednoznaczności” opisu układów biologicznych rozwiązano koncepcyjnie wsposób bardzo pro- sty. Wszystkie mikroorganizmy objęte zgłoszeniem patentowym muszą być złożone do depozytu w jednej z ofi cjalnych „depozytorni”, czy- li kolekcji kultur mikroorganizmów uznanych przez biura patentowe na całym świecie. Międzynarodowe zasady działania kolekcji kultur reguluje Traktat Budapeszteński ratyfi kowany 22 września 1993 r. Ustanowiono kolekcje kultur uprawnionych do przyjmowania mikro- organizmów wdepozyt. Znajdują się one między innymi wBułgarii, Francji, Holandii, Japonii, Niemczech, Rosji, Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii oraz na Węgrzech. WPolsce depozytornia znajduje się wInstytucie Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego w Warszawie. Kolekcja Kultur Drobnoustro- jów Przemysłowych – Centrum Zasobów Mikrobiologicznych ma status Krajowego i Międzynarodowego Organu Depozytowego (współpraca z Urzędem Patentowym w zakresie patentowania szczepów) i jest zrzeszona wŚwiatowej Federacji Kolekcji Kultur (World Federation for Culture Collections, WFCC). Zasady ochrony praw własności intelek- tualnej reguluje ustawa „Prawo własności przemysłowej”28 zdnia 30 czerwca 2000 r.

28 Ustawa „Prawo własności przemysłowej” z dnia 30 czerwca 2000 r. (Dz.U. 2001 Nr 49 poz. 508) ze zmianami podanymi wDz.U. 2020 poz. 286, 288, 1086.

151 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

105. Jakie organizmy genetycznie zmodyfi kowane zostały dopusz- czone do obrotu wcelach komercyjnych na rynku europejskim?

Od wejścia wżycie przepisów dyrektywy nr 90/220 w październiku 1991 r. 18 genetycznie zmodyfi kowanych organizmów zostało zaak- ceptowanych do komercjalizacji przez Unię Europejską na podstawie decyzji Komisji. Dokładna lista organizmów genetycznie modyfi kowa- nych dopuszczonych do obrotu przez Komisję Europejską, zawierająca poszczególne typy modyfi kacji, jest dostępna na stronie Komisji29. Poniżej przedstawiamy kilka wybranych organizmów genetycznie zmodyfi kowanych.

Lista produktów GMO zaakceptowanych przez Komisję Europejską (Rozporządzenie (WE) 1829/2003, stan na 3 listopada 2020) Nazwa produktu Wnioskujący Bawełna ztolerancją na glifosat Monsanto Bawełna wykazująca oporność na wybrane motyle Monsanto (Lepidoptera) Kukurydza wykazująca oporność na wybrane motyle Syngenta (Lepidoptera) Kukurydza wykazująca podwyższoną oporność na Monsanto suszę Kukurydza ztolerancją na herbicydy 2,4-D Dow AgroSciences (dichlorophenoxyacetic acid) oraz AOPP (aryloxyphenoxypropionate) Rzepak ztolerancją na glifosat Monsanto Soja wykazująca oporność na wybrane motyle Monsanto (Lepidoptera) Soja przekształcająca kwas linolowy do kwasu Monsanto -linolowego Soja ztolerancją na herbicyd Dicamba Monsanto Burak cukrowy ztolerancją na glifosat KWS SAAT iMonsanto

29 https://ec.europa.eu/food/plant/gmo/eu_register_en

152 Organizmy genetycznie modyfi kowane

106. Dlaczego powinniśmy wykorzystywać rośliny genetycznie mo- dyfi kowane?

Rosnące zapotrzebowanie ludności na żywność wymaga zwiększenia światowej produkcji rolnej o50% do 2030 r. Tymczasem zmiany klimatu ikurczące się zasoby środowiska ograniczają produkcję rolną na całym świecie. Wyzwania te powodują pilną potrzebę zwiększenia wydajności upraw. Aby hodować rośliny ozwiększonym plonie ioporności na stres środowiskowy, należy przede wszystkim zastanowić się, jak skutecz- nie wykorzystać różnorodność genetyczną. Tradycyjna hodowla roślin wykorzystuje krzyżowanie, mutagenezę ihybrydyzację somatyczną do modyfi kacji genomu wcelu poprawy cech roślin uprawnych. Wprowadza nowe korzystne allele zgatunków spokrewnionych (krzyżowalnych). Produktem końcowym tego procesu jest roślina, która ma gen docelowy z rośliny dawcy wraz z niepożądanymi genami. Tradycyjna hodowla roślin jest czasochłonna iwymaga kilku pokoleń hodowli iselekcji. Postęp w metodach i praktykach hodowli roślin doprowadził do opracowania nowych ibardziej skutecznych metod przenoszenia genów ipoprawy plonów. Jedną znich jest transgeneza, obejmująca stabilną integrację materiału genetycznego (własnego, obcego lub sztucznego) z genomem biorcy, który został wprowadzony metodami innymi niż klasyczna hodowla. Obejmuje to sekwencje genowe dowolnego pocho- dzenia worientacji antysensowej, każdą sztuczną kombinację sekwencji kodującej isekwencji regulatorowej, taką jak promotor zinnego genu lub gen syntetyczny. Przeniesienie zwykle odbywa się między gatun- kami, rodzajami lub królestwem, które nie krzyżują się naturalnie. Za- tem wtransgenezie naturalne bariery nie są przestrzegane. Organizm wytworzony wten sposób jest uważany za organizm genetycznie zmo- dyfi kowany (GMO). Rośliny transgeniczne cechują się lepszą toleran- cją na naturalne stresy środowiskowe, są wykorzystywane do produk- cji biopaliw, szczepionek iprzeciwciał. Wiele gatunków roślin, wtym główne rośliny uprawne, takie jak ryż, soja, kukurydza, bawełna, rzepak, ziemniak, maniok, kabaczek, papaja, orzeszki ziemne, nasiona oleiste, oraz liczne warzywa iowoce mają obce geny wstawione do swoich geno- mów. Uprawy roślin transgenicznych budzą poważne obawy dotyczące bezpieczeństwa iwpływu na zdrowie iśrodowisko. Jest tak, ponieważ egzogenne geny zinnych gatunków są przenoszone do genomów roślin, a miejsca wstawienia do niedawna były losowe, co może wywoływać nieprzewidywalne skutki uboczne.

153 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Komercyjne wprowadzanie coraz większej liczby roślin transgenicz- nych stało się poważnym problemem na całym świecie, ponieważ może powodować potencjalne zagrożenie dla środowiska iryzyko dla zdrowia ludzi. Doprowadziło to do opracowania dwóch nowych koncepcji cisge- nezy iintragenezy jako alternatywy dla transgenezy. Obie te koncep- cje, choć różne na poziomie molekularnym, wykorzystują geny obecne wpuli genów tego samego gatunku lub gatunków blisko spokrewnio- nych. Cisgenezę opisano jako genetyczną modyfi kację roślin, do których zostaje wprowadzony jeden lub więcej genów pochodzących ztego sa- mego gatunku lub gatunków blisko spokrewnionych (ryc. 13). Taki gen (cisgen) jest identyczną kopią endogennego genu organizmu, wktórym promotor, introny iterminator są obecne wnormalnej orientacji. Za- tem cisgeneza ogranicza wszelkie zmiany woryginalnym genie. Rośliny powstałe wwyniku cisgenezy mogą zawierać jeden lub więcej genów, ale nie zawierają żadnych transgenów. Cisgeneza jest szczególnie cen- nym narzędziem wsytuacjach, wktórych do rośliny biorcy należy wpro- wadzić więcej niż jeden gen od różnych krewnych wcelu uzyskania na przykład trwałej oporności na wiele genów. Zaletą cisgenezy wporów- naniu do tradycyjnej hodowli jest większa wiedza na temat przenie- sionych sekwencji. Co więcej, wyższy poziom ekspresji cechy można osiągnąć przez wstawienie dodatkowej kopii cisgenu – nową sekwencję można wstawić do genomu odbiorcy nie raz, ale kilka razy. Cisgenezę zatem można porównać do powielania genów, co jest powszechnym zja- wiskiem naturalnym, na przykład wprzypadku genów oporności. Chociaż zarówno transgeneza, jak icisgeneza wykorzystują te same techniki modyfi kacji genetycznej do wprowadzenia genu (genów) do rośliny, cisgeneza wprowadza jedynie geny będące przedmiotem zainte- resowania zsamej rośliny lub zgatunku krzyżowalnego, ageny te można również przenosić tradycyjnymi technikami hodowli. Dlatego cisgeneza nie różni się niczym od tradycyjnej hodowli lub tej, która występuje wnaturze. Nie ma żadnego ryzyka środowiskowego, auwalnianie ro- ślin cisgenicznych do środowiska jest tak bezpieczne, jak wprzypadku roślin tradycyjnie hodowanych. Mniej restrykcyjna koncepcja niż cisgeneza nosi nazwę intragenezy, wktórej dozwolona jest rearanżacja elementów genetycznych (ryc. 13). Metoda polega na izolacji określonych elementów genetycznych zro- śliny, rekombinacji tych elementów in vitro iumieszczeniu powstałych kaset ekspresyjnych wroślinie należącej do tej samej grupy zgodności

154 Organizmy genetycznie modyfi kowane

seksualnej. Wstawiony DNA może być nową kombinacją fragmentów DNA ztego samego gatunku lub zgatunku pokrewnego. Te nowe tech- niki są bardziej bezpiecznie niż transgeneza. Prowadzone obecnie bada- nia mają na celu osiągnięcie mutagenezy specyfi cznej dla miejsca, aby uniknąć potencjalnego ryzyka związanego zinsercjami wlosowych miej- scach genomu. Akceptacja organizmów zmodyfi kowanych genetycznie (GMO) wymaga świadomości konsumentów na temat kwestii bezpie- czeństwa wodniesieniu zarówno do środowiska, jak izdrowia ludzi.

Ryc.13. Schemat różnych strategii stosowanych do modyfi kacji genetycz- nej zgodnie zdefi nicjami cisgenezy iintragenezy. Wcisgenezie konstrukcje ekspresyjne muszą zawierać kompletne elementy genetyczne zpuli genów kompatybilnych seksualnie, tj. promotor, sekwencję kodującą iterminator. Wintragenezie konstrukcje ekspresyjne mogą zawierać elementy genetyczne zróżnych genów zpuli genów kompatybilnych. Gdy stosowana jest metoda transformacji za pośrednictwem Agrobacterium, granice P-DNA lub T-DNA można wstawić do genu rośliny wcelu wygenerowania podejść cisgenicznych lub wewnątrzgenowych (Singh iin., 2015).

155 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

107. Czy pyłek zgenetycznie zmodyfi kowanej kukurydzy zabija jeden zgatunków motyli? Czy zatem żywność genetycznie modyfi ko- wana jest szkodliwa?

Wśrodkach masowego przekazu w 1999 r. pojawiła się informacja, oodkryciu naukowców zUniwersytetu Cornella, że genetycznie zmo- dyfi kowana kukurydza niszczy motyle (Monarch Butterfl y). Informacja ta jednak była pozbawiona danych kontrolnych, tak naprawdę nie było wiadomo, ile motyli ginie na polu zkukurydzą nie zmodyfi kowaną gene- tycznie. Natomiast wprzeprowadzonych dodatkowych badaniach przez naukowców zUniwersytetu Illinois okazało się, że na standardowym, kontrolowanym polu wwyniku stosowania normalnych zabiegów agro- technicznych ginie więcej motyli. Gąsienice motyla monarcha ginęły, gdyż karmiono je owiele większym stężeniem niż normalnie dostępne. Wprzypadku upraw genetycznie zmodyfi kowanych, wktórych wpro- wadzono gen zbakterii Bacillus thuringiensis (Bt) zapewniający ochronę przed szkodnikami, dochodzi do eliminacji owadów żywiących się tkan- ką roślinną. Obecność tej modyfi kacji powoduje ograniczenie stosowa- nia insektycydów, które działając nie wybiórczo, zabijałyby wszystkie owady, anie tylko te, które chcą żerować na roślinach uprawnych. Uprawy biotechnologiczne są wykorzystywane do produkcji pasz od ponad 23 lat inie odnotowano przypadków chorób ani śmierci. Wiele badań dotyczących upraw genetycznie modyfi kowanych przeprowadzo- nych w ciągu ostatnich 10 lat koncentruje się na ich wykorzystaniu jako żywności ipaszy. Jak wynika zliteratury, rośliny GMO wpostaci pasz dla zwierząt są bezpieczne dla zwierząt iludzi, którzy spożywają produkty pochodzące ztych zwierząt. Wpływ pasz GMO na produkcyjność izdrowotność zwierząt, transfer transgenicznego DNA wprzewodzie pokarmowym oraz jego retencję wtkankach iproduktach żywnościowych pochodzenia zwierzęcego był badany wramach programu wieloletniego przez Instytut Zootechniki- -Państwowy Instytut Badawczy wKrakowie oraz Państwowy Instytut Weterynaryjny-Państwowy Instytut Badawczy w Puławach w latach 2008–201130 , atakże przez Instytut Genetyki iBiotechnologii Zwie- rząt, Polskiej Akademii Nauk wramach interdyscyplinarnego projektu – „BIOŻYWNOŚĆ –innowacyjne, funkcjonalne produkty pochodze-

30 Aneks do programu wieloletniego, uchwała Rady Ministrów nr 306/2007 zdnia 20 grudnia 2007 r.

156 Organizmy genetycznie modyfi kowane

nia zwierzęcego” wlatach 2009-2016. Wpływ stosowania genetycznie zmodyfi kowanych materiałów paszowych (poekstrakcyjnej śruty sojowej iśruty kukurydzianej) określano dla takich zwierząt gospodarskich jak drób, świnie ibydło. Nie wykazano negatywnego wpływu skarmiania pasz GMO na jakość ibezpieczeństwo produktów zwierzęcych, zdrowie ludzi izwierząt oraz na środowisko. Ponadto nie została wykryta obec- ność transgenicznego DNA wdalszych częściach przewodu pokarmowe- go, narządach wewnętrznych, krwi, tkance mięśniowej, mleku ijajach.

108. Czy rośliny genetycznie modyfi kowane mogą szkodzić środo- wisku?

Przeciwnicy GMO sugerują, że uprawa roślin biotechnologicznych szkodzi środowisku, poza tym nie wiemy, jaki wpływ te uprawy będą miały na środowisko za dziesięć lub dwadzieścia lat. Nie ma danych naukowych potwierdzających, że rolnictwo konwencjonalne czy ekolo- giczne jest bezpieczniejsze niż jakiekolwiek inne. Nie ma też danych, które dowodziłyby, że uprawa roślin GMO jest niebezpieczna. Wrze- czywistości obecne praktyki rolnicze, wtym stosowanie pestycydów iherbicydów, są bardzo szkodliwe dla środowiska izdrowia człowieka – rolników ikonsumentów. Uprawa roślin biotechnologicznych wrze- czywistości wymaga mniej zasobów niż rolnictwo konwencjonalne, po- nieważ uprawy zaprojektowano tak, by były oporne na szkodniki, wy- magały stosowania znacznie mniejszej ilości pestycydów iherbicydów, zmniejszając wten sposób zagrożenie dla środowiska izdrowia ludzi. Uprawy GMO wymagają mniejszej liczby operacji polowych, takich jak uprawa roli, co pozwala na pozostawanie większej ilości pozostałości

wglebie, sekwestrowanie większej ilości CO2 wglebie iredukcję emisji gazów cieplarnianych. Od 1996 r. uprawy GMO ograniczyły zużycie pestycydów. Tylko w2018 r. obniżenie poziomu oprysków środkami owadobójczymi iherbicydami zmniejszyło emisję dwutlenku węgla o23 mld kilogramów, co odpowiada usunięciu zdróg 15,3 mln samochodów wciągu jednego roku. Analiza ponad 6000 artykułów poświęconych kukurydzy GMO opar- ta na faktach – Evidence based wykazała wzrost wydajności produkcji kukurydzy GMO o10-25%, wzwiązku zograniczeniem występowania chorób, które obniżają plon o1/3 oraz ograniczeniem ilości chwastów (10%) (Pellegrino i in., 2018). Jednocześnie zmniejszono o 1/5 areał upraw rolniczych do produkcji żywności, ograniczono wyręb lasów, ob-

157 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

niżono emisję gazów cieplarnianych o1/8 rocznej emisji przez pojazdy. Uzyskano również bogatsze ilepsze jakościowo uprawy GMO, o60-84% zwiększono jakość ziarna iograniczono o1/3 poziom różnych mykotok- syn. Ponadto zachowano właściwości odżywcze kukurydzy. Nie zaobser- wowano negatywnego wpływu na bioróżnorodność owadów, zwyjątkiem omacnicy prosowianki, szkodnika kukurydzy zwalczanego dzięki wpro- wadzeniu do roślin genu zBacillus thuringiensis (Bt). Znacznie zostało zmniejszone stosowanie herbicydów iinsektycydów.

109. Czy to prawda, że rośliny genetycznie modyfi kowane nie są naturalne?

Wielu przeciwników GMO uważa, że genetycznie modyfi kowane upra- wy nie są naturalne. Wrzeczywistości modyfi kacja genetyczna zacho- dzi naturalnie iczłowiek wsposób nieświadomy krzyżował rośliny od wieków, metodą prób ibłędów, aby uzyskać pożądane rezultaty. Liczne wykopaliska idzieła sztuki potwierdzają ulepszanie roślin izwierząt. Większość obecnie uprawianych roślin powstała wwyniku krzyżowania różnych roślin, na przykład pszenżyto. Modyfi kacja genetyczna zacho- dzi nieustannie wsposób naturalny, nawet bez interwencji człowieka. Większość roślin rozmnaża się przez samozapłodnienie lub przenosze- nie genów od jednego rodzica do drugiego za pośrednictwem pyłku. Ten proces jest podstawową zasadą różnorodności genetycznej. Jednak ruch niechcianych genów, występujących naturalnie lub wytworzonych me- todami inżynierii, może skutkować przypadkową obecnością, sytuacją, wktórej niepożądane substancje są nieuchronnie obecne wprodukcji isprzedaży produktów rolnych. Nowoczesna biotechnologia umożliwia osiągnięcie ipowielanie roślin opożądanych cechach wsposób bardziej przemyślany ibezpieczniejszy.

110. Czy rośliny uprawne ulepszone za pomocą inżynierii genetycznej mogą dokonywać inwazji na inne ekosystemy iwypierać inne gatunki?

Ulepszone rośliny mają takie same – minimalne iczysto teoretyczne – szanse na inwazję w inne ekosystemy jak tradycyjne rośliny, gdyż rośliny takie różnią się od siebie jedną lub dwiema cechami, które są istotne w uprawie. Wyeliminowaniu możliwości przekazywania cech zroślin genetycznie zmodyfi kowanych służą badania ikontrolne testy

158 Organizmy genetycznie modyfi kowane

polowe, które przechodzi każda nowa odmiana przed rozpoczęciem uprawy na szeroką skalę. Próby terenowe są przeprowadzane wbardzo surowych warunkach izgodnie zrygorystycznymi przepisami. Warunki te obejmują zapobieganie przepływowi pyłków izapobieganie dostawa- niu się do żywności ipaszy. Niespełnienie któregokolwiek zwarunków lub przepisów oznacza przerwanie prac. Wystąpienie niezamierzonego krzyżowania nie jest wyjątkowe dla upraw biotechnologicznych. Geny cały czas przemieszczają się między roślinami zarówno wprzypadku upraw konwencjonalnych, jak ibiotechnologicznych.

111. Czy rośliny genetycznie modyfi kowane mogą prowadzić do po- wstawania superchwastów isuperszkodników?

Nadmierne inieodpowiedzialne stosowanie pestycydów iherbicydów jest odpowiedzialne za ewolucję „superszkodników” i „zabójczych chwastów”. Adaptacja szkodników ichorób do stosowanych środków ochrony roślin występuje zarówno wliniach hodowanych konwencjo- nalnie, jak imodyfi kowanych genetycznie. Szkodniki ichwasty ewolu- ują lub przystosowują się, aby przezwyciężyć modyfi kacje genetyczne uprawy. Przestrzeganie zasad zarządzania opornością pomaga zmini- malizować to zjawisko. Problem chwastów opornych na herbicydy wy- stępuje zarówno wuprawach tradycyjnie hodowanych, jak iuprawach biotechnologicznych. Tak zwane „superchwasty” powstały zpowodu nadużywania herbicydów lub z powodu przenoszenia konwencjonal- nych cech tolerancji na herbicydy do gatunków chwastów, wwyniku czego rośliny nie dały się zwalczać za pomocą wcześniej stosowanych herbicydów. Nadużywanie pojedynczych herbicydów może prowadzić do rozwoju opornych chwastów. Podobnie jak wprzypadku oporności na owady, alternatywne sposoby działania, które można stosować rota- cyjnie, spowalniają rozwój oporności chwastów. Na tej samej zasadzie nie można mówić opowstawaniu wwyniku upraw GMO „superchwastów”, które są oporne na herbicydy, ponieważ zjawisko to występuje także w przypadku upraw konwencjonalnych, wwyniku naturalnego procesu przystosowywania się chwastów do ko- lejnych generacji herbicydów.

159 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

112. Jakie typy modyfi kacji stosuje się wroślinach iwjakim celu?

Nadrzędnym celem dokonywania modyfi kacji jest wykorzystanie poten- cjału biologicznego roślin, azaniechanie środków zewnętrznych, takich jak herbicydy iinsektycydy dla hodowli czy też etylenu do stymulacji dojrzewania. Ponadto celem przeprowadzanych modyfi kacji jest przede wszystkim zaniechanie używania środków chemicznych wpielęgnacji iochronie roślin, poprawienie parametrów technologicznych, obniże- nie kosztów produkcji, zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska oraz obniżenie pracochłonności dzięki zmniejszeniu liczby zabiegów. Naj- częstszą metodą wykorzystywaną do modyfi kacji jest wprowadzanie do roślin na przykład genów odpowiedzialnych za syntezę związków od- straszających owady lub też enzymów rozkładających herbicydy. Dzięki tym modyfi kacjom rośliny są bardziej oporne na szkodniki iherbicydy oraz mają poprawione cechy technologiczne iorganoleptyczne. Wkomercyjnie dostępnych roślinach wprowadza się zmiany zmniej- szające ryzyko wystąpienia alergii, można wprowadzić także bezpłod- ność męską. Do monitorowania dodaje się markery wizualne (np. gen kodujący enzym beta-D-glukuronidazę (GUS) zEscherichia coli, umoż- liwiający wizualną selekcję dzięki powstaniu niebieskiego zabarwienia na poddanej transformacji tkance). Zmieniany jest metabolizm manno- zy, modyfi kacji podlegają zawartości skrobi/węglowodanów, jak również oleju/kwasów tłuszczowych. Obniżany jest poziom barwnika gossypolu. Wprowadza się ograniczenie utleniania jabłek czy ziemniaków. Obni- żany jest poziom wolnej asparaginy jak również cukrów redukujących. Wprowadzana jest oporność na antybiotyki, chrząszcze Coleoptera, moty- le Lepidoptera ipluskwiaki Hemiptera, jak również wielokrotna oporność na owady. Inne modyfi kacje zapewniają oporność na choroby wirusowe, późną zarazę liści izarazę późną. Opóźniane jest dojrzewanie/starzenie się czy zmiękczanie owoców. Wprowadza się produkcję fi tazy, przywra- cana jest płodność. Redukuje się poziom nikotyny, zmienia zdolność do syntezy nopaliny. Wprowadza się tolerancję na różne herbicydy: izok- safl utol, mezotrionowe, herbicydy 2,4-D, dikamba, glifosat, glufosynat, imazamoks, oksynilowe, sulfonylomocznik. Wymienić należy ponadto tolerancję na stres związany zsuszą, ulepszoną zawartość prowitaminy Aczy zmienioną produkcję ligniny, jak również ograniczenie sinienia ziemniaków. Modyfi kacjom podlegają ponadto alfa-amylaza, aminokwa- sy, kolor kwiatów ikolor owoców. Zwiększa się objętość drewna euka- liptusa, biomasa kolb kukurydzy oraz wydajność fotosyntezy.

160 Organizmy genetycznie modyfi kowane

Obecnie coraz więcej roślin ma wprowadzoną jedną lub więcej cech. Dopuszczone jest również krzyżowanie różnych odmian roślin transge- nicznych, dzięki czemu otrzymać można rośliny zwiększą liczbą mo- dyfi kacji. Przyjmuje się, że zpunktu widzenia komercyjnego ważne są następujące cechy: tolerancja na stres abiotyczny, zmieniony wzrost/ wydajność, oporność na choroby, tolerancja na herbicydy, oporność na owady, zmodyfi kowana jakość produktu oraz system kontroli zapylania.

113. Jakie rośliny są najczęściej ulepszane za pomocą nowoczesnej biotechnologii?

Obecnie dostępne komercyjnie są 32 gatunki roślin transgenicznych. Najwięcej odmian, bo aż 238 dotyczy kukurydzy Zea mays L. Inna roślina ważna gospodarczo, czyli bawełna Gossypium hirsutum L. ma 67 odmian. Opracowano 49 odmian ziemniaków Solanum tuberosum L., 42 odmiany rzepaku odmiany Argentina Brassica napus oraz 41 odmian soi Glycine max L. Dużo prac poświęcono roślinie ozdobnej – goździkowi Dianthus caryophyllus, dla którego przygotowano 19 odmian. Kolejne są pomidory Lycopersicon esculentum, tutaj zatwierdzono 11 roślin transgenicznych. Ryż Oryza sativa L. posiada 8 modyfi kacji, trzcina cukrowa Saccharum sp. 6, lucerna siewna Medicago sativa 5, a kapusta właściwa Brassica rapa oraz papaja Carica papaya po 4 zgłoszenia. Wprzypadku buraka zwyczajnego Beta vulgaris, cykorii Cichorium intybus oraz jabłoni Malus x Domestica dostępne są po trzy modyfi kacje. Po dwie odmiany opracowano dla dyni zwyczajnej Cucurbita pepo, melona zwanego również ogórkiem melonem Cucumis melo, krokosza barwierskiego Carthamus tinctorius L., róż Rosa hybrida, tytoniu Nicotiana tabacum L. itopoli Populus sp. Dla wymienionch dalej roślin dostępna jest tylko jedna komercyjna forma: ananas jadalny Ananas comosus, psianka podłużna, czyli bakłażan Solanum melongena, len Linum usitatissimum L., eukaliptus Eucalyptus sp., fasola Phaseolus vulgaris, mietlica rozłogowa Agrostis stolonifera, papryka roczna Capsicum annuum, petunia Petunia hybrida, pszenica zwyczajna Triticum aestivum, śliwa domowa Prunus domestica oraz wspięga wężowata Vigna unguiculata.

114. Pomidor FlavrSavr® – na czym polega modyfi kacja?

Najbardziej znany transgeniczny pomidor, pierwsza komercyjnie do- stępna roślina charakteryzowała się obniżoną aktywnością genu od-

161 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

powiedzialnego za syntezę enzymu hydrolizującego pektynę wskór- ce pomidora (peptydylogalaktouranaza), co spowolniło dojrzewanie, a w efekcie przedłużyło trwałość, umożliwiając wydłużenie okresu składowania. Metoda ta wpłynęła na uniknięcie „chemii” wmagazy- nowaniu, poprawę zapachu ismaku. Pomidor jednak obecnie nie jest dostępny zpowodu braku doświadczenia producenta, błędów wupra- wie iłatwiejszego uszkodzenia wtransporcie, gdyż dojrzałe pomidory były bardziej miękkie niż zodmian, które zbierane są jeszcze twarde. WEuropie pomidory te były dostępne wpostaci przecieru.

115. W 1999 r. węgierski uczony pracujący w Anglii, Árpád Pusz- tai, opublikował badania, wktórych stwierdził, że genetycznie zmodyfi kowany ziemniak powoduje osłabienie systemu immu- nologicznego uczłowieka. Czy to prawda?

Nie. Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy przedstawić kilka słów wyjaśnienia: Árpád Pusztai przeprowadzał doświadczenia na szczurach, które były karmione surowymi ziemniakami ze zmodyfi kowanym ge- nomem przez wprowadzenie genu kodującego biosyntezę substancji (lektyna) owadobójczej występującej w przebiśniegu. Lektyna jest znanym czynnikiem antyżywieniowym, którego ze względu na jego toksyczność nie wykorzystuje się wżywności. Wyniki tych badań zostały sceptycznie przyjęte przez środowisko naukowe, jednak opublikowano je wperiodyku medycznym „The Lancet”. Redakcja pisma zasięgnęła opinii 6 ekspertów, którzy ocenili maszynopis, jako nie spełniający kryteriów publikacji naukowej. Według holenderskich naukowców zIn- stytutu Kontroli Jakości Produktów Rolnych wyniki badań są trudne do interpretacji inie pozwalają na wyciągnięcie wniosku sugerującego, że genetyczne modyfi kacje ziemniaków wywołują niekorzystne skutki uzwierząt. Specjaliści od spraw żywienia starają się przede wszystkim wykazać, jaka jest relacja produktu nowego do tradycyjnego. Prace ta- kie nie mają zatem uzasadnienia, ponieważ wżywieniu nie stosuje się surowych ziemniaków. Nie wolno stosować diety pokarmowej za- wierającej tylko 6% wymaganego białka, odnosząc wnioski do innego składnika. Ponadto brak uzasadnienia dla klonowania genu lektyny do celów żywieniowych, anastępnie testowanie produktu wzbogaconego w lektynę. Od dawna wiadomo bowiem, że lektyna jest substancją toksyczną; stwierdzenie, że pokarm zawierający więcej lektyny (wtym przypadku był to ziemniak) jest bardziej trujący – jest stwierdzeniem

162 Organizmy genetycznie modyfi kowane

trywialnym. Wreszcie nie wolno publikować wyników, które nie są wia- rygodne statystycznie (zpowodu zbyt małej liczby użytych zwierząt) inie zostały powtórzone.

116. W Stanach Zjednoczonych bardzo popularne są uprawy roślin genetycznie modyfi kowanych. Zanim jednak taka roślina zo- stanie skomercjalizowana, musi być poddana doświadczeniom polowym. Jaką dokumentację należy przedstawić odpowiednim władzom?

Zanim rośliny ulepszane biotechnologicznie będą mogły być skomer- cjalizowane należy odpowiednim władzom przedstawić następujące dokumenty: mapę genomu zarówno dawcy, jak irośliny będącej bior- cą genu; opis modyfi kacji genetycznej; dowód stabilności dokonanej modyfi kacji; proponowany sposób przeprowadzenia testu polowego oraz metody kontroli imonitorowania; wszystkie dostępne informacje dotyczące wpływu na zdrowie zarówno rośliny będącej donorem genu, jak irośliny będącej biorcą genu oraz wyniki testów przeprowadzonych wlaboratorium. Zkolei tradycyjnie otrzymane rośliny (np. kiwi, nektaryny) nie mu- szą przechodzić przez szereg tak istotnych badań/testów, mimo że nie- kiedy mogą zawierać toksyny ialergeny. Za bezpieczeństwo żywności GMO dostępnej dla konsumentów od wczesnych lat dziewięćdziesiątych wStanach Zjednoczonych odpowia- dają Amerykańska Agencja ds. Żywności iLeków (FDA), Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (U.S. Environmental Protection Agency, EPA) iDepartament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (U.S. Depart- ment of Agriculture, USDA), które współpracują, aby stwierdzić, że rośliny uprawne wyprodukowane w wyniku inżynierii genetycznej są bezpieczne dla ludzi, zwierząt iśrodowiska. Współpraca ikoordynacja między tymi agencjami pomaga upewnić się, że twórcy żywności rozu- mieją znaczenie bezpiecznego zaopatrzenia wżywność izasad, których muszą przestrzegać podczas tworzenia nowych roślin za pomocą inży- nierii genetycznej. Na zasadzie dobrowolności wprowadzono program konsultacji w zakresie biotechnologii roślin, w ramach którego FDA ocenia bezpieczeństwo żywności znowych GMO przed ich wprowadze- niem na rynek. Program obejmuje kilka kluczowych etapów. Po pierw- sze, potencjalny producent roślin GMO spotyka się zFDA wsprawie potencjalnego nowego produktu do stosowania wżywności dla ludzi

163 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

i zwierząt. Następnie przekazuje dane i informacje dotyczące oceny bezpieczeństwa żywności do FDA, co pozwala na ocenę danych iin- formacji, umożliwia także rozwiązanie pojawiających się potencjalnych problemów. Konsultacje są zakończone, gdy FDA nie będzie już mieć pytań dotyczących bezpieczeństwa żywności dla ludzi izwierząt wypro- dukowanej znowej odmiany roślin GMO. Zakończone konsultacje są podawane do wiadomości publicznej. Program umożliwia FDA współ- pracę zproducentami, aby pomóc wtworzeniu bezpiecznych dostaw żywności, atakże zbieranie informacji onowej żywności. WEuropie oraz wPolsce również obowiązują przepisy umożliwiające dopuszczenie do upraw odmian roślin transgenicznych, jednak z na- stawienia Europejczyków iPolaków, atakże zwoli politycznej nie są prowadzone uwolnienia GMO do środowiska iich komercjalizacja.

117. Jaką powierzchnię zajmują uprawy roślin transgenicznych?

Ostatnie dane dotyczące upraw transgenicznych pochodzą z2018 r. Uprawy biotechnologiczne nadal pomagają sprostać wyzwaniom zwią- zanym ze wzrostem liczby ludności izmianami klimatycznymi. Upra- wy prowadzono w 26 krajach, w tym w 21 krajach rozwijających się i 5 krajach uprzemysłowionych, aby znaleźć rozwiązanie problemu głodu, niedożywienia izmian klimatycznych. Obszar upraw osiągnął wartość 191,7 mln hektarów. Powierzchnia upraw wstosunku do 1996 r. wzrosła około 113-krotnie, co wskazuje, że biotechnologia jest najsze- rzej stosowaną technologią upraw na świecie. Liczne uprawy rozwija- ne są wUSA, Brazylii, Argentynie, Kanadzie iIndiach, gdzie rolnicy faworyzują tę technologię uprawy nad konwencjonalnymi odmianami. Zkolei w2018 r. pojawiły się uprawy roślin bardziej zróżnicowanych: ziemniaków, trzciny cukrowej, jabłek nie brązowiejących oraz rzepaku ikrokosza barwierskiego. Pięć krajów onajwiększej powierzchni upraw biotechnologicznych (Stany Zjednoczone, Brazylia, Argentyna, Kanada iIndie) łącznie zaj- mowało 91% globalnej powierzchni upraw biotechnologicznych. Soja biotechnologiczna osiągnęła najwyższy poziom akceptacji na świecie, obejmując 50% globalnego obszaru tych upraw. Obszar upraw biotech- nologicznych okilku modyfi kacjach nadal wzrasta izajmuje 42% świa- towego obszaru upraw biotechnologicznych. Rolnicy z10 krajów Ame- ryki Łacińskiej obsiali 79,4 mln hektarów upraw biotechnologicznych, a9 krajów Azji iPacyfi ku obsadziło 19,13 mln hektarów. WAzji Indo-

164 Organizmy genetycznie modyfi kowane

nezja po raz pierwszy zasadziła oporną na suszę trzcinę cukrową opra- cowaną w ramach partnerstwa publicznego (Uniwersytet w Jember) i prywatnego (Ajinomoto Ltd.). Królestwo Eswatini (dawniej Suazi) dołączyło do Republiki Południowej Afryki iSudanu wzakresie uprawy roślin biotechnologicznych wAfryce, wprowadzając bawełnę oporną na szkodniki. Nigeria, Etiopia, Kenia iMalawi wydały zezwolenia na upra- wę bawełny opornej na szkodniki, otwierając Afrykę na przyjęcie upraw biotechnologicznych. WEuropie, wHiszpanii iPortugalii, nadal upra- wiana jest kukurydza oporna na omacnicę prosowiankę. Większy obszar obejmował ziemniaki zcechami niepowodującymi obicia ibrązowienia, ozmniejszonej oporności na akryloamid izarazę późną; nie ciemniejące jabłka; bakłażany oporne na szkodniki oraz lucernę oniskiej zawartości ligniny. Pojawiła się trzcina cukrowa oporna na owady isuszę; rzepak ikrokosz barwierski owysokiej zawartości kwasu oleinowego. Dopusz- czono do stosowania jako żywność, pasze ido przetwórstwa między in- nymi złoty ryż, ryż zgenem oporności na szkodniki zBacillus thuringien- sis Bt, bawełnę tolerującą herbicydy oraz bawełnę oniskiej zawartości barwnika gossypolu. Do upraw w2019 r. dopuszczono bawełnę isoję oporną na herbicydy nowej generacji, bawełnę oniskiej zawartości gos- sypolu, lucernę oporną na herbicyd Roundup Ready iobniżonej zawar- tości ligniny, rzepak omega-3 iwspięgę wężowatą (bobowate) oporną na owady.

118. Jakie rośliny genetycznie modyfi kowane są uprawiane najczę- ściej?

W2018 r. według danych podanych przez International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA) 191,7 mln hekta- rów upraw biotechnologicznych było uprawianych w26 krajach, wtym w21 rozwijających się iw5 uprzemysłowionych. Kraje rozwijające się osiągnęły 54% globalnego obszaru upraw biotechnologicznych wpo- równaniu z46% wkrajach uprzemysłowionych. Dodatkowe 44 kraje (18 plus 26 krajów UE) importowały rośliny biotechnologiczne prze- znaczone na żywność, paszę iprzetwórstwo. Zatem łącznie 70 krajów przyjęło uprawy biotechnologiczne. Można wyróżnić cztery główne uprawy biotechnologiczne obejmu- jące soję, kukurydzę, bawełnę irzepak, przy czym soja zajmowała 50% globalnego obszaru upraw biotechnologicznych obejmujący 95,9 mln hektarów. Kolejna pod względem zajmowanego obszaru była kukury-

165 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

dza (58,9 mln ha), bawełna (24,9 mln ha) irzepak (10,1 mln ha). Na podstawie globalnego obszaru upraw FAO w2017 r. dla poszczególnych upraw w2018 r. 78% soi, 76% bawełny, 30% kukurydzy i29% rzepaku stanowiły uprawy biotechnologiczne. Uprawy roślin genetycznie mody- fi kowanych zco najmniej dwoma modyfi kacjami (oporność na owady itolerancja na herbicydy) zajmowały 42% globalnej powierzchni upraw biotechnologicznych, natomiast 46% upraw związanych było zwystę- powaniem tolerancji na herbicydy dla soi, rzepaku, kukurydzy, lucerny ibawełny. Największe obszary upraw znajdują się wStanach Zjednoczo- nych, obejmując 75 mln hektarów, następnie wBrazylii (51,3 mln ha), Argentynie (23,9 mln ha), Kanadzie (12,7 mln ha) iIndiach (11,6 mln ha). Przyjmuje się areał upraw roślin GMO został wykorzystany przez 1,95 mld ludzi wpięciu krajach, co stanowi 26% obecnej populacji światowej, liczącej 7,7 mld. Stały wzrost powierzchni upraw roślin genetycznie zmodyfi kowanych na świecie jest spowodowany większym zapotrzebo- waniem rolników na tańszą produkcję oraz większą potrzebą wyżywie- nia ludności krajów najbiedniejszych.

Globalny obszar upraw biotechnologicznych w2018 r. według różnych krajach (mln ha), według ISAAA Areał Kraj Uprawy GMO (mln ha) 12 3 USA* 75,0 kukurydza, soja, bawełna, rzepak, buraki cukrowe, lucerna, papaja, dynia, ziemniaki, jabłka Brazylia* 51,3 soja, kukurydza, bawełna, trzcina cukrowa Argentyna* 23,9 soja, kukurydza, bawełna Kanada* 12,7 rzepak, kukurydza, soja, buraki cukrowe, lucerna, ziemniaki Indie* 11,6 bawełna Paragwaj* 3,8 soja, kukurydza, bawełna Chiny* 2,9 bawełna, papaja Pakistan* 2,8 bawełna Republika Południowej 2,7 kukurydza, soja, bawełna Afryki* Urugwaj* 1,3 soja, kukurydza

166 Organizmy genetycznie modyfi kowane

12 3 Boliwia* 1,3 soja Australia* 0,8 bawełna, rzepak Filipiny* 0,6 kukurydza Mjanma (Birma)* 0,3 bawełna Sudan* 0,2 bawełna Meksyk* 0,2 bawełna Hiszpania* 0,1 kukurydza Kolumbia* 0,1 bawełna, kukurydza Wietnam < 0,1 kukurydza Honduras < 0,1 kukurydza Chile < 0,1 kukurydza, soja, rzepak Portugalia < 0,1 kukurydza Bangladesz < 0,1 bakłażan Kostaryka < 0,1 bawełna, soja Indonezja < 0,1 trzcina cukrowa Eswatini < 0,1 bawełna Razem 191,7

* 18 megakrajów uprawiających 50 tys. hektarów lub więcej upraw biotechnologicznych.

119. Jaki jest związek między hodowlą ibiotechnologią roślin?

Hodowlę roślin można uznać za formę przyspieszonej ewolucji, polega- jącej na ulepszaniu genetycznym gatunków uprawnych. Zasadniczymi etapami hodowli roślin są: generowanie zmienności oraz następująca po tym selekcja osobników opożądanych cechach. Tradycyjna hodowla roślin jest długotrwała ikosztowna, ponieważ wjej trakcie uzyskuje się również potomstwo oniepożądanych cechach. Biotechnologię roślin można określić jako zestaw nowych narzędzi stosowanych whodowli roślin, który pozwala na specyfi czne przeniesienie interesujących cech (w tym przypadku termin „cecha” jest zbieżny z terminem „gen”) do rośliny uprawnej. Wprzeciwieństwie do tradycyjnej hodowli roślin jest to często możliwe równocześnie zwyeliminowaniem cech nieko- rzystnych.

167 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

120. Czy można przenieść gen do całej rośliny?

Gen odpowiedzialny za określoną cechę (np. rośliny) jest wprowadzany do genomu danego organizmu (może to być bakteria, roślina czy też ssak). Każda komórka danego organizmu zawiera cały genom, azatem przez wprowadzenie danego genu do komórki, anastępnie odtworzenie całego organizmu ztej pojedynczej komórki – otrzymujemy zmodyfi - kowany organizm.

121. Czy „odpady biotechnologiczne” są groźne dla środowiska? Czy genetycznie zmodyfi kowana roślina może zniszczyć środowisko naturalne?

Szczególną formą zagrożenia środowiska naturalnego są odpady labo- ratoryjne. Wpracowni, którą możemy nazwać biotechnologiczną, po- dobnie jak wprzypadku laboratorium chemicznego, występują odpady typowe i znane od wielu lat. Należą do nich: sole, rozpuszczalniki, kwasy izasady, materiały jednorazowe (np. pipety, rękawice, pożyw- ki). Także wspołeczeństwie budzą obawę możliwości „biologicznego zanieczyszczenia” biosfery przez genetycznie modyfikowane organi- zmy. Obawy te wiążą się z możliwością zaniedbania zasad kontroli iostrożności wtrakcie prowadzenia rutynowych prac laboratoryjnych, podczas których mogłaby zostać omyłkowo wytworzona iwprowadzo- na do środowiska na przykład nowa roślina. Przypadkowo otrzyma- na – genetycznie zmodyfikowana – stałaby się oporna na określone herbicydy icharakteryzowała bardzo wysoką plennością. Jednak taka roślina może być złatwością zniszczona przez inne herbicydy. Prawdo- podobieństwo takiego błędu są jednak bardzo niewielkie. Zasadniczo odmienną kwestią jest ryzyko konieczności stosowania wzrastających dawek herbicydów wwyniku stopniowego nabywania oporności przez chwasty. Wtym zakresie wwielu krajach prowadzone są intensywne prace badawcze. Do tej pory nie odnotowano żadnego tragicznego wydarzenia ani zagrożenia dla środowiska naturalnego spowodowanego stosowaniem nowoczesnej biotechnologii.

168 Organizmy genetycznie modyfi kowane

122. Jaki jest cel tworzenia roślin opornych na herbicydy iszkodniki?

Większość upraw GMO została opracowana, aby pomóc rolnikom za- pobiegać utracie plonów iżywności oraz zwalczać chwasty. Najczęściej spotykanymi modyfi kacjami upraw GMO są oporność na niektóre szko- dliwe owady, tolerancja niektórych herbicydów stosowanych do zwalcza- nia chwastów oraz oporność na niektóre wirusy roślinne. Rolnicy mogą stosować mniej pestycydów wopryskach podczas sadzenia roślin GMO. Oszczędza to ich pieniądze izmniejsza ilość pestycydów, które trafi ają do upraw ipośrednio do gleby. Wopinii rolników uprawiających rośliny GM oporne na określony herbicyd uprawa jest do 20% korzystniejsza ekonomicznie. Wiąże się ztym stosowanie zdecydowanie mniejszych ilości herbicydów, łącznie zograniczeniem liczby herbicydów, często do jednego. Mniejsze jest skażenie środowiska iuzyskuje się zdrowsze (mniej zanieczyszczone chemikaliami) produkty roślinne. Ponadto sto- sowanie roślin opornych na herbicydy ogranicza potrzebę orki wcelu zwalczania chwastów. Sadzenie bez orki pomaga poprawić stan gleby izmniejszyć jej erozję, atakże zużycie paliwa isiły roboczej oraz ilość dwutlenku węgla uwalnianego do atmosfery. Uprawa roślin opornych na wirusy może również pomóc rolnikom w wytwarzaniu zrównoważonych i bezpiecznych dostaw żywności, zwiększając jednocześnie stabilność ich źródeł otrzymania. Najpopularniejsze uprawy GMO zostały opracowane wcelu zaspoko- jenia potrzeb rolników, ale mogą one pomóc wzwiększeniu dostępności iprzystępności żywności dla konsumentów. Niektóre uprawy GMO zo- stały opracowane specjalnie zmyślą okonsumentach. Na przykład soja GMO, która jest używana do wytwarzania zdrowszego oleju, jest upra- wiana idostępna whandlu. Jabłka GMO, które nie brązowieją podczas cięcia, mogą pomóc wograniczeniu marnotrawstwa żywności. Naukow- cy zajmujący się roślinami nadal opracowują uprawy GMO, które mają przynieść korzyści konsumentom. Uprawy GMO wpływają również na życie rolników w innych czę- ściach świata. Amerykańska Agencja ds. Rozwoju Międzynarodowego (USAID) współpracuje z krajami partnerskimi nad wykorzystaniem inżynierii genetycznej do ulepszania podstawowych upraw ipodstawo- wych produktów spożywczych, które stanowią dużą część diety ludzi. Na przykład bakłażan GMO, który został opracowany tak, by był oporny na owady, od 2014 r. jest powoli udostępniany rolnikom wBangladeszu. Rolnicy uprawiający bakłażany GMO zarabiają więcej. USAID współ-

169 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

pracuje również zkrajami partnerskimi wAfryce iinnych krajach nad kilkoma podstawowymi uprawami, takimi jak oporny na wirusy maniok, oporna na owady wspięga wężowata iziemniak oporny na zarazę.

123. Dlaczego nie można ponownie wykorzystywać nasion roślin zmodyfi kowanych genetycznie?

Nasiona roślin genetycznie zmodyfi kowanych są sprzedawane przez fi rmy nasienne zzastrzeżeniem, że hodowca nie może zachować plonu jako ziarna siewnego. Jest to zatem forma umowy, jaką przyjmują obie strony. Warto wspomnieć, że od dawna stosowane odmiany mieszań- cowe kukurydzy też można uprawiać tylko przez jeden rok.

124. Czy współczesne rolnictwo, szczególnie rolnictwo ekologiczne, nie wystarczy do wyżywienia ludzkości iczy jest potrzebna agro- biotechnologia?

„Syte” społeczeństwa, na przykład krajów Europy oraz Ameryki Pół- nocnej mają dosyć żywności. Należy jednak pamiętać, że ludzi będzie coraz więcej: w1900 r. było nas półtora miliarda; w2000 r. – około 6 miliardów, aszacuje się, że w2050 r. może być nawet 10 miliardów! Jednocześnie globalna produkcja żywności jest satysfakcjonująca, ale 40% produkcji „zjadają” szkodniki, wyniszczają choroby, jak również anomalie pogodowe itp. Dlatego cele stawiane przed nowoczesnymi technologiami to długie magazynowanie, spowolnienie dojrzewania, oporność na mróz ina szkodniki. Wiążą się ztymi celami określone obawy społeczne związane zmonopolem, uzależnieniem politycznym, strachem przed nieznanym czy klęską ekonomiczną niektórych grup zawodowych. Zpewnością ekorolnictwo nie jest rozwiązaniem dla populacji Chin, Indii czy też centralnej Afryki; stanowi natomiast atrakcyjną (ikosztow- ną) alternatywę dla zamożnych grup konsumenckich. Okonieczności zainteresowania się uprawami GMO pisze również James D. Watson, odkrywca budowy DNA, wrozdziale Burza wtalerzu owsianki w książce DNA – tajemnica życia: „Za kilka lat, kiedy Zachód odzyska rozum iuwolni się zwięzów paranoi, odkryjemy zapewne, że pod względem technologii rolniczej pozostajemy daleko w tyle. Pro- dukcja żywności wEuropie iStanach Zjednoczonych stanie się droż- sza i mniej wydajna niż w innych regionach świata. W międzyczasie

170 Organizmy genetycznie modyfi kowane na czoło wysuną się takie państwa jak Chiny, których nastawienie jest czysto pragmatyczne. Z 23 procentami światowej populacji i jedynie 7 procentami gruntów rolnych po prostu potrzebują wyższych plonów i dodatkowych wartości odżywczych roślin GM, jeśli mają wykarmić ponad miliard ludzi”. Żywność genetycznie 8. zmodyfikowana

125. Co to jest żywność genetycznie zmodyfi kowana (wskrócie żyw- ność GM)?

Żywność GM jest wyprodukowana zroślin lub zwierząt (bądź za ich pomocą), które zostały wcześniej ulepszone za pomocą technik in- żynierii genetycznej. Są to artykuły spożywcze zawierające produkty modyfi kacji genetycznej: • żywność będąca GMO (np. świeże pomidory iziemniaki), • żywność zawierająca przetworzone GMO (np. koncentraty zup zpo- midorów, frytki mrożone) • żywność zawierająca przetworzone GMO (np. czekolada zawierająca lecytynę ztransgenicznej soi) • żywność produkowana z zastosowaniem GMO (np. chleb pieczony zwykorzystaniem transgenicznych drożdży, piwo iinne produkty fer- mentacji alkoholowej produkowane zzastosowaniem drożdży transge- nicznych) • produkty żywnościowe pochodne GMO, lecz nie zawierające żadnych komponentów transgenicznych (np. olej rzepakowy otrzymywany ztransgenicznego rzepaku, cukier ztransgenicznych buraków).

WStanach Zjednoczonych zatwierdzono stosowanie nazwy żywność bioinżynierowana (ang. bioengineered food, BE), która zawiera materiał genetyczny zmodyfi kowany za pomocą technik rekombinacji kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) in vitro, czyli roślin transgenicznych wtradycyjnym rozumieniu, jak również tych, których modyfi kacji nie można uzyskać wdrodze konwencjonalnej hodowli lub znaleźć wna- turze.

172 Żywność genetycznie zmodyfi kowana

126. Czy żywność zawierająca genetycznie zmodyfi kowane organi- zmy jest bezpieczna?

Ludzie oczekują, aby ich pożywienie było jak najbardziej naturalne, natomiast większość żywności inapojów jest wytwarzana lub przetwa- rzana wskomplikowany sposób. Wpotocznym odczuciu im produkt jest bardziej naturalny, tym jest lepszy ibezpieczniejszy dla konsumenta. Dlatego techniki inżynierii genetycznej, które wydają się społeczeń- stwu wysoce nienaturalne oceniane są jako bardzo niebezpieczne. Jednak ocena tego co naturalne może wzasadniczy sposób różnić się w defi nicji naukowca i osoby postronnej. Wprowadzenie genu (lub genetycznej modyfi kacji) wodniesieniu do produkcji żywności może być uznane za proces sztuczny, ale wopinii specjalisty może to być naśladowanie przyrody. Prawie cała konsumowana przez nas obecnie żywność powstaje wwyniku przeprowadzania wielu krzyżówek, selek- cji ihybrydyzacji roślin, obróbki mikroorganizmami iszeregu innych procesów rozwijanych przez stulecia. Są to również techniki, które potencjalnie nie mogą być zakwalifi kowane jako nienaturalne. Tech- niki inżynierii genetycznej, podobnie jak konwencjonalna genetyka stosowana wuprawie czy hodowli, polegają na wprowadzeniu nowego materiału genetycznego do genomu danego układu biologicznego. Pod- stawowa różnica polega na stworzeniu możliwości wymiany materiału genetycznego pomiędzy gatunkami, co nie było wcześniej możliwe. Zgłaszane są obawy dotyczące konsumpcji artykułów spożywczych zawierających materiał biologiczny, modyfi kowany genetycznie. Prawie cała nasza żywność (obojętnie jakiego pochodzenia) zawiera DNA ibiał- ka, które są trawione, awkonsekwencji nie są wbudowane do naszego materiału genetycznego. Jeżeli jednak DNA nie zostałby strawiony, to geny pochodzenia bakteryjnego – występujące wnaszej żywności – na przykład geny oporności na działanie antybiotyków, stosowane jako spe- cyfi czne znaczniki (markery) genetyczne, mogłyby spowodować taką oporność ubakterii systemu pokarmowego. Mogłyby wówczas wystą- pić związane ztym zagrożenia, na przykład zwiększona podatność na alergie. Jednak oporność na antybiotyki jest cechą charakterystyczną dla wielu bakterii występujących wżywności, aregularnie spożywanych przez ludzi. Równocześnie marker oporności na antybiotyki stosowany wpracach badawczych nad żywnością może być usunięty zproduktów żywnościowych wodpowiedniej fazie prac genetycznych. Od 1998 r. nie

173 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

stosuje się markerów antybiotykowych przy modyfi kacji genetycznej ro- ślin. Warto dodać, że żywność GM jest najsurowiej testowana ibadana. Żywność wytworzona zupraw biotechnologicznych, dostępna na ryn- ku od lat, jest tak samo bezpieczna jak żywność ztradycyjnych upraw. Rygorystyczne testy przeprowadza się na wszystkich uprawach biotech- nologicznych, zanim jeszcze zostaną wprowadzone na rynek. Jeśli zo- stały zatwierdzone do komercjalizacji, udowodniono, że są bezpieczne do spożycia. Żywność iprodukty wytworzone zroślin biotechnologicznych prze- chodzą testy bezpieczeństwa prowadzone w instytucjach, które je opra- cowują. Następnie dane są zwykle przeglądane przez agencje uprawnio- ne do zatwierdzania ich do uprawy lub komercjalizacji. Również sama żywność iprodukty są rygorystycznie testowane wniezależnych bada- niach, awyniki publikowane wrecenzowanych czasopismach, aby za- chęcić do dodatkowej analizy. Wszystkie produkty, które zostały dopusz- czone do sprzedaży na rynku, przechodzą pełną ocenę bezpieczeństwa izawartości przeprowadzaną przez organy regulacyjne. Proces ten jest porównywalny zocenami bezpieczeństwa przeprowadzanymi dla leków. Zgodnie z podstawową defi nicją produkt uznany za żywność nie może szkodzić konsumentom. Żywność GM jest wtakim samym stop- niu bezpieczna, co niebezpieczna jak każda inna żywność. Zcałą pew- nością jest ona staranniej badana itestowana. Wtym sensie można ją określić jako szczególnie bezpieczną. Europejski Urząd ds. Bezpieczeń- stwa Żywności (European Food Safety Authority, EFSA) ocenia bezpie- czeństwo genetycznie modyfi kowanych organizmów (GMO) przed do- puszczeniem wUnii Europejskiej jako żywność, pasze i/lub do uprawy. Badania dotyczą roślin GM, mikroorganizmów GM oraz zwierząt GM. Zalecenia EFSA obejmują ocenę ryzyka żywności ipasz otrzymanych z roślin genetycznie modyfi kowanych. Prowadzona jest ocena ryzyka środowiskowego genetycznie zmodyfi kowanych roślin wraz zoceną ry- zyka obecności na niskim poziomie genetycznie zmodyfi kowanego ma- teriału roślinnego w przywożonej żywności i paszach. Określany jest poziom alergenności. W ramach dotychczasowych badań EFSA wskazała, że zagrożenia związane zżywnością uzyskaną z zastosowaniem cisgenezy i technik konwencjonalnych są bardzo podobne, natomiast wprzypadku intrage- nezy iroślin transgenicznych mogą wiązać się znowymi zagrożeniami. Niezamierzone inieprzewidywalne efekty podlegają ocenie indywidu- alnej, ponieważ mogą dotyczyć zarówno roślin konwencjonalnych, jak

174 Żywność genetycznie zmodyfi kowana

itransgenicznych. Niepożądane fenotypy są usuwanie przez selekcję ibadania wobydwu typach roślin. Można również podsumować ten rozdział stwierdzeniem Bruca Amesa, autora testu Amesa do określania rakotwórczości substancji: „W jednej fi liżance kawy znajduje się więcej substancji rakotwórczych niż w pozostałościach pestycydów, które konsumujemy wżywności przez cały rok. I jest tam też kolejny tysiąc innych związków, które dopiero należy zbadać. Ilustruje to nasze podwójne standardy: jeśli coś jest sztuczne, szalejemy zniepokoju, jeśli naturalne – po prostu igno- rujemy zagrożenie”. Stosowanie żywności ipasz genetycznie modyfi kowanych reguluje Rozporządzenie (WE) nr 1829/2003 Parlamentu Europejskiego iRady zdnia 22 września 2003 r.31, zmienione przez Rozporządzenie Komisji (WE) nr 1981/2006 zdnia 22 grudnia 2006 r. oraz Rozporządzenie Parla- mentu Europejskiego iRady (WE) nr 298/2008 zdnia 11 marca 2008 r., jak również sprostowanie (Dz.U. L 211, 11.8.2007, s. 40, 1829/03). Żywność genetycznie modyfi kowana nie może wywierać szkodliwych skutków dla zdrowia ludzi, zwierząt lub środowiska naturalnego. Nie może również wprowadzać konsumenta wbłąd iodbiegać od żywności przeznaczonej do zastąpienia wtakim zakresie, że jej normalne spoży- cie nie powoduje niekorzystnych skutków odżywczych dla konsumen- tów. Wymaga odpowiednich zezwoleń ispełnienia określonych wyma- gań przed wprowadzeniem do obrotu GMO do użytku spożywczego lub żywności. Zezwolenia wymaga GMO oraz środki spożywcze zawierające lub składające się ztego GMO, atakże środki spożywcze wyproduko- wane zGMO lub zawierające składniki wyprodukowane ztego GMO bądź żywność wyprodukowana zGMO. Należą tu także środki spożyw- cze wyprodukowane ztakiej żywności lub ją zawierające oraz składnik wyprodukowany zGMO iżywność zawierającą taki składnik.

127. Co rozumiemy pod pojęciem „nowej” żywności?

Kwestie dotyczące nowej żywności reguluje Rozporządzenie Parlamen- tu Europejskiego iRady (UE) 2015/2283 zdnia 25 listopada 2015 r. wsprawie nowej żywności, zmieniające rozporządzenie Parlamentu Eu- ropejskiego iRady (UE) nr 1169/2011 oraz uchylające rozporządzenie (WE) nr 258/97 Parlamentu Europejskiego iRady oraz rozporządzenie

31 Dz.U. L 268, 18.10.2003, p.1.

175 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Komisji (WE) nr 1852/2001. Przepisy te nie dotyczą żywności gene- tycznie modyfi kowanej, awprowadzane zmiany związane są zpostępem naukowo-technologicznym. Pojęcie nowa żywność oznacza żywność, której nie stosowano wznacz- nym stopniu wUnii Europejskiej do spożycia przez ludzi przed dniem 15 maja 1997 r., niezależnie od daty przystąpienia państwa członkow- skiego do Unii. Pojęcie nowej żywności zostało rozszerzone ocałe owady iich części. Należą tutaj również kategorie żywności onowej lub celowo zmodyfi kowanej strukturze molekularnej oraz żywności uzyskanej zkul- tury komórkowej lub tkankowej pochodzącej od zwierząt, roślin, drob- noustrojów, grzybów bądź wodorostów, produkowanej zdrobnoustrojów, grzybów lub wodorostów oraz uzyskanej zmateriałów pochodzenia mi- neralnego. Bierze się tu pod uwagę także żywność produkowaną zroślin drogą nietradycyjnych metod rozmnażania, jeżeli metody te powodują znaczące zmiany wskładzie lub strukturze żywności imają wpływ na jej wartość odżywczą, metabolizm lub na poziom niepożądanych substan- cji. Do nowej żywności zaliczyć należy ponadto żywność składającą się zpewnych miceli lub liposomów czy nanomateriałów. Przyjęto również, że żywność pochodząca od klonów zwierząt powinna być traktowana jako żywność pochodząca od zwierząt uzyskanych drogą nietradycyjnych metod hodowlanych oraz odpowiednio oznakowana dla konsumenta końcowego zgodnie z obowiązującymi przepisami Unii Europejskiej. Zwrócono uwagę na historię bezpiecznego stosowania tradycyjnej żyw- ności zpaństw trzecich, ułatwiając wprowadzenie jej na rynek UE.

128. Czy spożywanie żywności genetycznie zmodyfi kowanej wywo- łuje alergię?

Nie. Wszystkie produkty GMO są testowane przed wprowadzeniem na rynek. Wprzypadku stwierdzenia podobieństwa sekwencji nowe- go białka do znanych struktur alergenów lub toksyn – preparat jest wycofywany zdalszych prac. Żywność GM musi spełniać takie same uwarunkowania jak inne produkty spożywcze (wynika to znorm praw- nych), podlega natomiast znacznie surowszej kontroli laboratoryjnej. Wliteraturze opisany jest przykład przeniesienia wartościowych białek zorzeszków ziemnych do soi. Po stwierdzeniu (przez porównanie se- kwencji aminokwasowych wbankach danych) alergennego charakteru tych białek prace wlaboratorium zostały zatrzymane, azmodyfi kowana soja nie została wprowadzona do upraw.

176 Żywność genetycznie zmodyfi kowana

129. Na rynku amerykańskim znajduje się wiele produktów ulepsza- nych biotechnologicznie. Jakie warunki musi spełnić producent amerykański, by wprowadzić żywność genetycznie zmodyfi ko- waną na rynek?

Zanim żywność genetycznie zmodyfi kowana trafi na amerykańskie półki sklepowe, producent musi odpowiedzieć na następujące pytania: • Czy zmieniła się zawartość naturalnie występujących substancji tok- sycznych ialergennych? • Czy zmieniła się zawartość istotnych składników odżywczych? • Czy dokonane wprodukcie zmiany mogą wpłynąć na przyswajanie pro- duktu wprzewodzie pokarmowym? • Czy do produktu wprowadzono składnik, który wcześniej nie był sto- sowany wżywności? • Jaki wpływ na środowisko miała roślina, zktórej wyprodukowano żywność? • Czy udowodniono, że roślinę, zktórej wyprodukowano żywność, można bezpiecznie wykorzystać do produkcji żywności?

Po analizie odpowiedzi na te pytania odpowiednie władze USA wy- dają zezwolenie (lub odmawiają zgody) na wprowadzenie takiej żyw- ności GM na rynek. Nic się nie dzieje bez precyzyjnej kontroli, nawet wStanach Zjednoczonych.

130. Czy na rynku europejskim występuje żywność genetycznie zmo- dyfi kowana?

Tak. Jest obecna, ponieważ wykorzystuje się pochodne i przetwory pochodzące z roślin genetycznie modyfi kowanych. Żywność lub jej składniki pochodzą zroślin genetycznie modyfi kowanych, które znaj- dują się na rynku europejskim zgodnie zRozporządzeniem Parlamentu Europejskiego iRady (WE) nr 1829/2003 zdnia 22 września 2003 r. lub zostały wcześniej dopuszczone na mocy dyrektywy 2001/18/WE do celów marketingowych, które obejmują zezwolenie na uprawę, żywność, paszę iprzetwarzanie. Rejestr GMO zatwierdzonych do wprowadzenia do obrotu zgodnie zrozporządzeniem 1829/2003/WE (żywność ipasza zmodyfi kowana genetycznie) jest dostępny we wspólnotowym rejestrze genetycznie zmodyfi kowanej żywności ipaszy32, awprzypadku dyrekty-

32 https://webgate.ec.europa.eu/dyna/gm_register/index_en.cfm

177 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

wy 2001/18/WE jest dostępny na stronie internetowej zarządzanej przez Wspólne Centrum Badawcze Komisji Europejskiej wimieniu Dyrekcji Generalnej ds. Zdrowia iBezpieczeństwa Żywności33.

131. Czy jedno zbiałek transgenicznej odmiany kukurydzy StarLink zastosowane wżywności wywołuje alergię?

Nie. Warto jednak przy okazji przedstawić kulisy afery związanej ztą kukurydzą, jaka miała miejsce w2000 r., ijej konsekwencje. Kukurydza StarLink została dopuszczona do obrotu wUSA w1998 r. zprzeznacze- niem do wykorzystania wprodukcji pasz oraz do zastosowania wprze- myśle (lecz nie do produkcji żywności, ale na przykład do produkcji etanolu). 18 września 2000 r. na łamach „Washington Post” podano, że kukurydza StarLink została wykryta wproduktach taco shell – jest to meksykański produkt żywnościowy zmąki kukurydzianej. Producent podjął decyzję owycofaniu wszelkich rodzajów taco shell ze wszystkich supermarketów, a następnie właściciel kukurydzy odmiany StarLink w porozumieniu z odpowiednimi agendami rządowymi w USA zde- cydował owykupieniu wszystkich zapasów ziarna kukurydzy StarLink znajdującej się wobrocie. Wjaki sposób kukurydza, która nie została dopuszczona do produkcji żywności, jednak znalazła się wproduktach żywnościowych? Nieofi cjalnie mówi się, że jeden zfarmerów zajmu- jących się produkcją paszowej kukurydzy odmiany StarLink sprzedał swój plon jako kukurydzę do produkcji żywności. W tym samym czasie właściciel odmiany StarLink zlecił wykona- nie dodatkowych badań pod kątem wywoływania przez zmodyfi kowa- ne białko efektów alergennych uludzi. Dlaczego? Bowiem do lekarzy zgłosiło się kilkaset osób, które stwierdziły występowanie alergii, rze- komo na skutek spożywania produktów taco shell. Przebadano bardzo dokładnie te osoby istwierdzono, że alergia została wywołana innymi czynnikami. Potwierdziły to również badania przeprowadzone przez agencje rządowe. Okazało się, że ryzyko wystąpienia reakcji alergicz- nych jest krańcowo niskie zpowodu nieistotnej roli zmodyfi kowanego białka włańcuchu pokarmowym człowieka. Właściciel odmiany StarLink podjął zatem decyzję ozłożeniu wnio- sku oponowną rejestrację tej kukurydzy, tym razem zarówno na cele paszowe, jak iżywnościowe. Wniosek został odrzucony, auprawy wy-

33 https://gmoinfo.jrc.ec.europa.eu/

178 Żywność genetycznie zmodyfi kowana

cofane. Problematyczne było ponadto rejestrowane zanieczyszczenie pyłkiem kukurydzy StartLink innych upraw.

132. Czy na rynku europejskim żywność GM ma lub będzie miała znaczenie ekonomiczne?

Żywność GM wkrajach europejskich bezpośrednio nie jest używana ze względu na nastawienie Europy przeciw GMO. Nie można tego jednak powiedzieć ostosowaniu dodatków do żywności czy produkcji żywności opartej na GMO. Olbrzymi rynek związany jest zwykorzy- staniem GMO wprzemyśle rolno-spożywczym jako składnik artykułów żywnościowych oraz jako pasze. Dużą rolę wtym przemyśle odgrywają również produkty konsumpcyjne otrzymywane zroślin iorganizmów GM (np. oleje, dodatki takie jak lecytyna, drożdże czy bakterie stoso- wane wprzetwórstwie).

133. Jakie produkty mogą zawierać GMO?

Różne. Począwszy od chleba, askończywszy na przecierze pomidoro- wym iczekoladzie – wszystkie, które zawierają zmodyfi kowane gene- tycznie rośliny lub ich pochodne, na przykład kiełbasa, czekolada czy też żywność wegetariańska.

134. Czy w Polsce można kupić żywność genetycznie zmodyfi ko- waną?

Tak. Na półkach sklepowych dostępne są produkty, które zawierają genetycznie zmodyfi kowaną soję czy kukurydzę. Zaliczane są tutaj rów- nież produkty pochodne lub otrzymywane zsoi lub kukurydzy (np. lecy- tyna, oleje), które zostały dopuszczone do obrotu wUnii Europejskiej. Produkty te podlegają znakowaniu informującym, że zawierają GMO lub zostały wyprodukowane zużyciem GMO. Należy jednak pamiętać, że limit znakowania wUnii Europejskiej dla produktów zawierających, składających się lub wyprodukowanych zGMO wynosi 0,9%, co pozwala na uwzględnienie przypadkowej, niezamierzonej domieszki GMO po- wstałej wwyniku na przykład procesu technologicznego. Nad zapew- nieniem prawidłowości oznaczeń żywności sprawuje kontrolę Główny Inspektorat Sanitarny.

179 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

135. Dlaczego powinno się znakować żywność genetycznie zmody- fi kowaną?

Istnieje kilka powodów, dla których producenci żywności genetycznie zmodyfi kowanej powinni ją znakować. Przede wszystkim konsument ma prawo do uczciwej informacji handlowej. Znakowanie takiej żywności byłoby przydatne dla kilku kategorii konsumentów: • przeciwników jakichkolwiek genetycznych modyfi kacji • wegetarian, którzy mogliby nie chcieć spożywać żywności zawierającej geny zwierzęce lub jej pochodne • osób uczulonych na pewne substancje • zwolenników określonych produktów wytworzonych zzastosowaniem inżynierii genetycznej.

Amerykańska Agencja Żywności iLeków (U.S. Food and Drug Admi- nistration) reguluje przepisy związane zżywnością dla ludzi izwierząt pochodzącą zroślin, wtym te, które zostały opracowane przy użyciu inżynierii genetycznej lub technik edycji genomu, powszechnie okre- ślane jako organizmy modyfi kowane genetycznie GMO lub bioinżynie- rowane. Żywność bioinżynierowana zawiera wykrywalny materiał gene- tyczny, który został zmodyfi kowany za pomocą technik laboratoryjnych iktórego nie można wytworzyć wdrodze konwencjonalnej hodowli ani znaleźć wnaturze. Cała żywność produkowana, przetwarzana, przechowywana, wysy- łana lub sprzedawana wStanach Zjednoczonych podlega tym samym normom bezpieczeństwa. Wprzeciwieństwie do podejścia europejskie- go FDA koncentruje się na bezpieczeństwie iwłaściwościach odżyw- czych żywności, anie na procesach, wktórych jest ona wytwarzana. To podejście jest poparte ponad 25-letnim doświadczeniem w tej dzie- dzinie, które pokazuje, że żywność z odmian roślin modyfi kowanych genetycznie nie przedstawia innych ani większych obaw dotyczących bezpieczeństwa niż ich odpowiedniki nie poddane inżynierii gene- tycznej. W 2016 r. Kongres uchwalił National Bioengineered (BE) Food Disclosure Standard Law, nakazując Departamentowi Rolnictwa Stanów Zjednoczonych ds. marketingu rolniczego (USDA-AMS) ustanowienie krajowego obowiązkowego standardu ujawniania żywności poddanej bioinżynierii. Dla wybranych grup przedsiębiorców obowiązek został wprowadzony od 1 stycznia 2020 r., awszystkie podmioty muszą wpro- wadzić opis do 31 grudnia 2021 r.

180 Żywność genetycznie zmodyfi kowana

136. Jakie warunki należy spełnić, by wprowadzić żywność gene- tycznie zmodyfi kowaną do obrotu lub rozpocząć jej produkcję?

Dopuszczenie żywności genetycznie modyfi kowanej wPolsce reguluje unijne Rozporządzenie (WE) nr 1829/2003, określające wymagania do- tyczące przebiegu procesu autoryzacji dla określonego GMO wramach Komisji Europejskiej. Wniosek odopuszczenie do obrotu określonego GMO składany jest wPolsce do Głównego Inspektoratu Sanitarnego. Wdokumentacji umieszcza się opis metodyki iwyniki badań potwier- dzających, że wnioskowane GMO zprzeznaczeniem do obrotu jako żyw- ność nie wywiera szkodliwego wpływu na zdrowie ludzi, zwierząt lub środowisko naturalne. Wniosek jest następnie składany do Europejskie- go Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA), który przeprowadza ocenę naukową, analizę ryzyka dla środowiska oraz bezpieczeństwa dla zdrowia ludzi izwierząt. Ocena obejmuje trzymiesięczne konsultacje, podczas których każdy kraj może zgłaszać uwagi iwprzeciągu 6 miesię- cy wydawana jest opinia. Przygotowany dokument bez danych poufnych zostaje udostępniony opinii publicznej iprzez 30 dni od momentu pu- blikacji można zgłaszać uwagi na stronie internetowej Komisji Europej- skiej. Równolegle wciągu 3 miesięcy Komisja Europejska przygotowuje projekt decyzji na wprowadzenie określonego GMO zprzeznaczeniem na żywność i/lub pasze. Projekt podlega konsultacjom igłosowaniu na posiedzeniu Stałego Komitetu ds. Roślin, Zwierząt, Żywności iPasz (Standing Committee on Plants, Animals, Food and Feed, SCPAFF). Do wyda- nia pozytywnej (przyjęcia) lub negatywnej (odrzucenia) opinii Stałego Komitetu potrzeba tzw. większości kwalifi kowanej (65% populacji Unii przy minimum 16 państwach członkowskich głosujących za przyjęciem aktu prawnego). Informacja odopuszczeniu do obrotu określonej żyw- ności czy paszy GMO jest publikowana wUnijnym Rejestrze Gene- tycznie Zmodyfi kowanej Żywności iPaszy, zamieszczonym na stronie Komisji Europejskiej. Decyzje dopuszczające określoną modyfi kację genetyczną do obrotu wydaje się wyłącznie na okres 10 lat. Po tym okresie przedsiębiorca musi złożyć kolejny wniosek oponowną auto- ryzację. Przy odnawianiu takiej decyzji brane są pod uwagę nowe dane naukowe, które mogły pojawić się w trakcie obowiązywania decyzji. Decyzja przyjęta przez Komisję Europejską owprowadzeniu do obrotu GMO zprzeznaczeniem na żywność/pasze obowiązuje we wszystkich państwach członkowskich, wtym wPolsce.

181 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

137. Za pomocą jakich metod można wżywności zidentyfi kować obecność genetycznie zmodyfi kowanych organizmów?

Genetycznie modyfi kowane organizmy lub ich składniki wżywności można wykrywać na poziomie białka lub materiału genetycznego – DNA. Wybór metody jest uzależniony od dostępności materiału do badań. W normie PN-EN ISO 24276:2007 przedstawiono wspólne elementy różnych norm dotyczących analiz organizmów zmodyfi kowa- nych genetycznie, wymagania dotyczące kryteriów sprawności, walidacji iopisu metod, jak również sprawozdania zbadań. Wanalizach na poziomie białka wykorzystuje się specyfi czne prze- ciwciała rozpoznające wprowadzone do GMO białko. Istotna jest odpo- wiednia konformacja wykrywanego białka po ekstrakcji oraz wykazanie specyfi czności użytego przeciwciała. Najczęściej stosowanymi metoda- mi przesiewowymi są metody typu przepływ boczny/pasek zanurzenio- wy oraz jakościowe badania ELISA. W przypadku wykrywania GMO na poziomie DNA prowadzi się identyfi kację fragmentów DNA specyfi cznych dla danego gatunku jako kontrolę, wmetodach przesiewowych często stosuje się jakościową me- todę PCR, specyfi czną dla promotora 35S wirusa CaMV (wirus mozai- ki kalafi ora), który często spotykany jest wproduktach GMO. Wykry- wa się ponadto specyfi czne fragmenty wprowadzonych do organizmu konstrukcji genowych, które mogą występować u różnych GMO, jak również sekwencję DNA zawierającą miejsce połączenia DNA wstawki zgenomem gospodarza, która jest specyfi czna dla danej linii. To ostat- nie podejście może służyć do oznaczeń ilościowych. W szczególnych przypadkach stosowane są również inne metody, na przykład chroma- tografi a gazowa połączona ze spektroskopią masową (GC MS).

138. Czy „złoty ryż” jest bezpieczny?

Prace prowadzone przez japońskich naukowców oraz wramach między- narodowego programu naukowego fi nansowanego przez Unię Europej- ską pod nazwą „Carotene plus” dotyczyły znalezienia nowych możliwo- ści wyżywienia ludzkości. Duży problem stanowi niedobór witaminy Aoraz żelaza. Wkrajach zagrożonych występowaniem głodu, wktórych występuje niedobór witaminy Aiżelaza, podstawowym składnikiem wyżywienia jest ryż. Dotyczy to prawie 2 mld ludzi. Ponieważ ryż nie zawiera łatwo bioprzyswajalnego żelaza ani witaminy A, zastosowano

182 Żywność genetycznie zmodyfi kowana rozwiązanie za pomocą inżynierii genetycznej, tzn. postanowiono prze- nieść geny odpowiedzialne za syntezę prowitaminy Aoraz związków zdolnych do wiązania żelaza ztakich organizmów, wktórych te procesy zachodzą samoistnie. W przypadku żelaza dokonano tego w sposób następujący: białko onazwie ferrytyna, które występuje we wszystkich organizmach (ale wminimalnych ilościach wryżu), jest odpowiedzialne za gospodarkę żelazem. Białko to zdolne jest do związania nawet do 6000 tys. ato- mów żelaza dwuwartościowego (azatem tego aktywnego biologicznie, uczestniczącego w procesie przenoszenia tlenu) w jednej cząsteczce białka. Gen ferrytyny został wyizolowany przez japońskich naukowców zliści soi. Za pomocą Agrobacterium tumefaciens gen ten został wprowa- dzony do genomu ryżu. Bakterie Agrobacterium tumefaciens charakteryzu- je zdolność kolonizacji systemu genetycznego roślin. Transformowane rośliny zawierały od jednej do kilku kopii genu ferrytyny. Cecha ta była stabilna (czyli przekazywana na kolejne generacje ryżu), jak również ulegała ekspresji, a zatem biosyntetyzowane było białko – ferrytyna, odpowiedzialne za przyswajanie żelaza. Cechy te potwierdzono poprzez immunodetekcję (czyli wykrywanie produktu ekspresji przez przeciw- ciała) na żelu poliakryloamidowym, w którym dokonywano rozdziału iwydzielenia produktów biosyntezy białka. Wykryto wten sposób, że najwyższe stężenie ferrytyny jest wbielmie nasion. Wdoświadczeniach polowych stwierdzono, że nasiona transgenicznego ryżu zawierają co najmniej trzykrotnie wyższy poziom żelaza aniżeli klasyczne. Jest to ogromny sukces naukowców japońskich zgrupy badawczej kierowanej przez prof. Goto. Natomiast wprzypadku witaminy A: Grupa europejskich uczonych pod kierunkiem profesorów Petera Beyera (zUniwersytetu we Freibur- gu, Niemcy) iIngo Potrykusa (zWyższej Szkoły Technicznej wZury- chu) we współpracy zmiędzynarodowym zespołem (Włochy, Francja, Anglia, Hiszpanii iHolandii) wramach programu badawczego „Carotene plus” podjęła prace nad przeniesieniem trzech genów odpowiedzialnych za biosyntezę prowitaminy A(czyli beta-karotenu) zżonkila (dwóch) oraz jednego zbakterii. Badania były fi nansowane przez Komisję Eu- ropejską w ramach programu badawczego FAIR w latach 1994-1998. Beta-karoten jest worganizmie ludzkim przekształcany wwitaminę A. Enzymy niezbędne do biosyntezy prowitaminy były dobrane w ten sposób, aby ich wbudowanie do genomu było proste, a jednocześnie gwarantowało sukces, czyli biosyntezę właściwego związku. Jednak ten

183 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

pozornie prosty problem jest bardziej złożony. Beta-karoten jest synte- tyzowany wryżu, ale wczęściach zielonych, anie wendospermie, czyli w nasionach. Problem polega przede wszystkim na tym, aby uzyskać biosyntezę tkankowo specyfi czną. Możliwa też jest inna droga, czyli spowodowanie transportu beta-karotenu do pożądanej tkanki, wtym przypadku do endospermy. Wybrano takie promotory biosyntezy be- ta-karotenu, aby uzyskać ekspresję we właściwej tkance. Sprawa jest jednak jeszcze bardziej złożona, bowiem ryż mieli się przed konsump- cją dla usunięcia bogatej wtłuszcze zewnętrznej tkanki, która również stanowi przyczynę szybkiego jełczenia ryżu. Zastosowana technologia umożliwiła uzyskanie transgenicznego ryżu, wktórym biosynteza beta- -karotenu następowała wwewnętrznej części endospermy. Elementem charakterystycznym takiego transgenicznego ryżu jest jego żółty kolor; dlatego potocznie określa się ten projekt badawczy jako „żółty ryż” (ang. yellow rice) (Hogan, 1999); często stosowana jest również nazwa „złoty ryż” (ang. golden rice). Sukces ten umożliwił otrzymanie ryżu, który może zapobiec śmierci wielu dzieci. Jest to wielkie osiągnięcie naukowe. Prace europejskich uczonych były realizowane wpełnej zgodności z bardzo surowymi przepisami biobezpieczeństwa Unii Europejskiej. Zgodnie z tymi standardami wykonano prace polowe, w których po- twierdzono, że ryż jest trwale transformowany genetycznie, awtrans- genicznych roślinach zachodzi ekspresja beta-karotenu. Wykazano po- nadto bezpieczeństwo stosowania ryżu (Oliva iin., 2020). Po wielu ba- taliach przeciwników GMO ryż został dopuszczony do stosowania jako żywność wAustralii iNowej Zelandii w2017 r., wKanadzie w2018 r. Wtym samym roku Amerykańska Agencja ds. Leków iŻywności wy- dała zgodę na stosowanie złotego ryżu jako żywności ipaszy. W2019 r. rozpoczęto jego pierwsze uprawy na Filipinach.

139. Kim jest Jeremy Rifkin?

Jeremy Rifkin – amerykański teoretyk ekonomii ispołeczeństwa, pisarz, mówca, doradca polityczny iaktywista jest autorem 21 bestsellerowych książek owpływie zmian naukowych itechnologicznych na gospodarkę, siłę roboczą, społeczeństwo iśrodowisko. Jego książki zostały przetłu- maczone na ponad 35 języków. Wiele tytułów stało się międzynaro- dowymi bestsellerami: The green new deal (2019), The zero marginal cost

184 Żywność genetycznie zmodyfi kowana society (2014), The third industrial revolution (2011), The empathic civilization (2010), The European dream (2004), The hydrogen economy (2002), The age of access (2000), The biotech century (1998) iThe end of work (1995). Jeremy Rifkin jako przeciwnik nowoczesnej biotechnologii utworzył Stowarzyszenie Pure Food Campaigne (co należy rozumieć jako „Kam- panię na Rzecz Zdrowej Żywności”), która stanowi agendę większej organizacji przeciwników biotechnologii pod nazwą „Fundacja Trendów Ekonomicznych” (Foundation on Economic Trends), zsiedzibą wWaszyng- tonie. Organizacja ta współpracuje zwieloma innymi stowarzyszeniami „zielonych” zarówno międzynarodowymi (np. National Wildlife Federa- tion), znanymi także wPolsce, jak ibardzo ekstremistycznymi, lokal- nymi ugrupowaniami. Jeremy Rifkin prowadził (inadal działa na tym polu) aktywną kampanię skierowaną głównie przeciw różnym formom żywności otrzymywanej zzastosowaniem biotechnik iinżynierii gene- tycznej. Kampania ta odniosła dość znaczne sukcesy, ale na szczęście nie przyczyniła się do zaprzestania korzystania zosiągnięć biotechnologii. Jeremy Rifkin jest także doradcą przywódców Unii Europejskiej od 2000 r. Angela Merkel zapoczątkowała rozwój inteligentnej zielo- nej gospodarki trzeciej rewolucji przemysłowej iprzejście Niemiec na gospodarkę niskoemisyjną. Duży wpływ miała książka Trzecia rewolucja przemysłowa Rifkina. Przyjmuje się, że wpłynął on również na podejście Chin do polityki klimatycznej. Jeremy Rifkin przyczynił się do podjęcia przez Unię Europejską długoterminowej strategii Europejskiego Zielonego Ładu związanego zosiągnięciem przez Unię do 2050 r. neutralności klimatycznej. Bar- dziej inteligentna Europa (ang. Smarter Europe) będzie osiągana przez innowacje, cyfryzację, transformację gospodarczą oraz wsparcie dla ma- łych iśrednich przedsiębiorstw. Założono również, że Europa będzie bardziej przyjazna dla środowiska, bezemisyjna przez transformację sektora energetycznego, inwestycje wodnawialne źródła energii oraz wwalkę ze zmianami klimatu. Inżynieria genetyczna ijej wpływ 9. na człowieka

140. Jakie znaczenie dla człowieka ma poznanie sekwencji genomu człowieka ijakie znaczenie ma ten projekt dla biotechnologii?

Bardzo duże. Jest to jedno znajważniejszych odkryć naukowych wXX wieku. Poznanie sekwencji nukleotydowej genomu człowieka umoż- liwiło wXXI wieku wykorzystanie tej wiedzy, głównie wdiagnostyce ifarmacji. Obecnie coraz częściej bada się DNA pojedynczych ludzi za pomocą technik sekwencjonowania nowej generacji. Często jest to rutynowe postępowanie. Oprócz genomu człowieka poznano także ge- nomy innych organizmów. Poza tym uczeni przechodzą do analizy bar- dziej zaawansowanych układów związanych zprzepisaniem informacji genetycznej zDNA na mRNA, anastępnie na białka. Poznanie genomu człowieka wpowiązaniu znowymi metodami in- żynierii genetycznej jest wykorzystywane przez fi rmy farmaceutyczne ibiotechnologiczne oraz wbadaniach klinicznych. Wmedycynie tera- pia genowa należy do najpowszechniej stosowanych aplikacji wleczeniu raka iinnych chorób zakaźnych. Wdrożenie technologii inżynierii ge- netycznej wiąże się zdużymi inwestycjami, które mogą być nieosiągal- ne dla wielu organizacji medycznych, co stanowi ograniczenie dla tego rynku. Szerokie wykorzystanie różnych technologii edycji genomu wte- rapii genowej różnych zaburzeń genetycznych ichorób terminalnych, prawdopodobnie będzie jednym zgłównych czynników stymulujących rozwój tego rynku. Szczególną uwagę poświęca się komórkom macie- rzystym oraz coraz większemu wykorzystaniu inżynierii genetycznej wmedycynie. Rynek inżynierii genetycznej jest podzielony na segmen- ty pod względem produktu, urządzeń, technik, aplikacji iużytkownika końcowego. Wśród produktów wymienia się odczynniki biochemiczne imarkery genetyczne. Rozwija się rynek urządzeń isprzętów do diagno- styki ibiotechnologicznego wytwarzania. Wśród zastosowań wymienia się rolnictwo, przemysł medyczny czy kryminalistykę.

186 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

Przewiduje się, że globalny rynek leków opartych na inżynierii ge- netycznej obejmujący przeciwciała monoklonalne, rekombinowane ery- tropoetynę, interferon, hormon wzrostu czy insulinę człowieka będzie się bardzo szybko rozwijał. Ponadto wielkość globalnego rynku edycji genomu/inżynierii genomu osiągnie 11,2 mld USD w2025 r., przy 5,1 mld USD w2020 r. Wzrost rynku jest wdużej mierze napędzany przez dostępność fi nansowania rządowego iwzrost liczby projektów poznania genomów, jednak wysoki koszt sprzętu do badań genomowych będzie hamował rozwój tego rynku. Rozpowszechnianie chorób zakaźnych ino- wotworów napędza działalność badawczą na całym świecie. Oczekuje się, że wpłynie to na popyt na edycję genomu wfi rmach biotechnolo- gicznych ifarmaceutycznych. Epidemia koronawirusa SARS-CoV-2 wyraźnie już przyczyniła się do wzrostu rynku związanego z wykrywaniem zakażeń oraz z leczeniem izapobieganiem, prowadząc do bardzo silnego rozwoju nowoczesnych szczepionek.

141. Co to jest projekt genomu człowieka ijakie ma znaczenie?

Projekt Poznania Genomu Człowieka (ang. Human Genome Project, HGP) to międzynarodowy projekt badawczy mający na celu ustalenie sekwencji genomu człowieka iidentyfi kację zawartych wnim genów. Projekt koordynowany był przez National Institutes of Health iU.S. Department of Energy. Dodatkowymi współrealizatorami były uniwer- sytety wStanach Zjednoczonych ipartnerzy międzynarodowi zWielkiej Brytanii, Francji, Niemiec, Japonii iChin. Projekt formalnie rozpoczął się w 1990 r. i zakończył w roku 2003, dwa lata przed pierwotnym harmonogramem. Głównymi celami projektu było poznanie komplet- nej idokładnej sekwencji 3 mld par zasad DNA, które składają się na genom człowieka iznalezienie wszystkich szacowanych na 20 tys. do 25 tys. genów człowieka. Projekt miał na celu również sekwencjonowanie genomów kilku innych organizmów ważnych dla badań medycznych, takich jak drożdże piwowarskie, mysz, nicień imuszka owocowa. Wra- mach projektu opracowano sekwencję genomu człowieka inarzędzia do analizy danych dostępnych bezpłatnie przez Internet. Badając podobieństwa iróżnice między genami człowieka agenami innych organizmów, naukowcy mogą odkryć funkcje poszczególnych ge- nów izidentyfi kować, które geny są kluczowe dla życia.

187 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Połączony zprogramem poznania genomu człowieka program etycz- ny, prawny ispołeczny (ELSI) stał się największym na świecie progra- mem bioetycznym i wzorem dla innych programów. Misją programu ELSI było identyfi kowanie i rozwiązywanie problemów związanych z badaniami genomowymi, które miałyby wpływ na jednostki, rodzi- ny i społeczeństwo. Program ELSI koncentrował się na możliwych konsekwencjach badań genomowych wczterech głównych obszarach: prywatność iuczciwość wkorzystaniu zinformacji genetycznej, wtym potencjał dyskryminacji genetycznej wzatrudnieniu iubezpieczeniach; integracja nowych technologii genetycznych, takich jak testy genetycz- ne, zpraktyką medycyny klinicznej; kwestie etyczne dotyczące projek- towania i prowadzenia badań genetycznych z udziałem ludzi, w tym proces świadomej zgody oraz edukacja pracowników służby zdrowia, decydentów, studentów ispołeczeństwa na temat genetyki izłożonych problemów wynikających zbadań genomowych. Międzynarodowy wysiłek sekwencjonowania 3 mld zasad DNA wge- nomie człowieka jest uważany przez wielu za jedno znajbardziej ambit- nych przedsięwzięć naukowych wszechczasów, nawet wporównaniu do rozszczepienia atomu lub lotu na Księżyc. Gotowa sekwencja przygoto- wana wramach projektu obejmuje około 99% regionów zawierających geny genomu człowieka izostała sekwencjonowana zdokładnością do 99,99%. Obecnie biegnące programy genomowe, na przykład Projekt 100 tys. genomów zWielkiej Brytanii, prowadzony przez Genomics England, biorą udział w analizie podłoża genetycznego podatności na zakażenie wi- rusem SARS-CoV-2. Oprócz tego główna aktywność poświęcona jest badaniom pacjentów zrzadkimi chorobami oraz ich rodzin ipacjentów znowotworami. Bardzo intensywnie rozwija się również chińska fi rma sekwencyjna BGI z Shenzhen, która ogłosiła że może sekwencjono- wać genom za jedyne 100 USD, oferując tanie sekwencjonowanie DNA wkierunku wykrywania nowotworów, testów prenatalnych ibadań ge- netyki populacji. Firma BGI opracowała również testy do wykrywania infekcji COVID-19.

142. Ile jest chorób genetycznych?

Choroba lub zaburzenie genetyczne to każda choroba spowodowana zmianami w materiale genetycznym danej osoby. Genom człowieka obejmuje 46 chromosomów, wtym 22 pary chromosomów autosomal-

188 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

nych i dwa chromosomy płciowe. Genom człowieka, czyli 46 chro- mosomów zawiera ponad 3 mld par zasad DNA. W DNA występuje około 20500 genów kodujących białka, które obejmują mniej niż 5% całego genomu. Dokładna funkcja 95% pozostałego DNA nie jest jasna. Znanych jest około 6 tys. zaburzeń genetycznych; wiele z nich jest śmiertelnych lub powoduje poważne problemy, podczas gdy inne mogą, ale nie muszą przyczyniać się do problemów związanych zwpływem czynników niegenetyczych (np. warunki środowiskowe). Zaburzenia genetyczne mogą obejmować defekt pojedynczej zasady wDNA jednego genu, jak również nieprawidłowości na poziomie chro- mosomów, które obejmują delecję lub dodanie całych chromosomów bądź zestawów chromosomów. Zaburzenia genetyczne mogą być dzie- dziczone od rodziców lub nabyte wwyniku zmian wDNA jednostki, które zachodzą wciągu życia; mówimy wówczas omutacji de novo. Do powstawania zmian wDNA, zwanych również mutacjami, mogą przy- czyniać się promieniowanie iniektóre rakotwórcze chemikalia. Częste choroby – nowotwory, choroby serca, cukrzyca ipewne choroby psychicz- ne mogą być spowodowane oddziaływaniem wielu genów wpołączeniu z warunkami środowiskowymi. Choroby genetyczne można podzielić na choroby dziedziczone jednogenowo, wieloczynnikowe zaburzenia dziedziczenia, nieprawidłowości chromosomowe oraz mitochondrialne zaburzenia dziedziczenia genetycznego.

143. Dlaczego dzieci są podobne do rodziców?

Geny zawarte wgenomie przekazywanym do kolejnych pokoleń przez rodziców są nośnikami informacji genetycznej. Każdy gen składa się ze specyfi cznej sekwencji nukleotydów, które kodują syntezę wszyst- kich białek niezbędnych do funkcjonowania organizmu, także tych związanych zchorobami genetycznymi. Geny zawarte są w23 parach chromosomów. W jaju i plemniku występują pojedyncze chromoso- my, apo zapłodnieniu następuje ich łączenie wpary wjądrze nowej komórki. Wten sposób każdy rodzic uczestniczy w50% wtworzeniu pełnej informacji genetycznej, czyli genomu przekazywanego następ- nej generacji. Każdy człowiek zawiera ten sam zestaw genów, jednak wkażdym „osobistym” DNA występują zmiany, zwane często polimorfi - zmami, które stanowią oindywidualności każdego znas. Czasami, jeżeli zmiany dotyczą szczególnie istotnych elementów DNA, mogą wystąpić zakłócenia wnormalnej aktywności działania genów, wówczas, zazna-

189 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

czając ich szkodliwe działanie, mówimy omutacjach. Przyjmuje się, że polimorfi zmy to zmiany, wktórych częstość występowania rzadszego zdwóch alleli (zjednego chromosomu wparze) wynosi minimum 1%. Wprzypadku występowania rzadszego lub pojawienia się niekorzyst- nych zmian taki wariant nazywamy mutacją. Ponieważ wyraz mutacja ma wydźwięk negatywny, coraz częściej stosuje się termin wariant, oneutralnym znaczeniu.

144. Czy można klonować człowieka?

Dostępne technologie umożliwiają klonowanie człowieka, naturalnymi klonami są również bliźnięta monozygotyczne. Karta Praw Podstawo- wych Unii Europejskiej 2012/C 326/02 wArtykule 3 Prawo człowieka do integralności wskazuje na poszanowanie wdziedzinach medycyny ibiologii zakazu reprodukcyjnego klonowania istot ludzkich, co prze- kłada się na brak fi nansowania badań. Również Kodeks Etyki Lekarskiej zaznacza, że lekarz nie może uczestniczyć wprocedurach klonowania ludzi dla celów reprodukcyjnych lub terapeutycznych. Nie ma przy- zwolenia zarówno waspekcie prawnym, jak ietycznym na klonowanie człowieka. Zakaz klonowania został wpisany do Ustawy oleczeniu nie- płodności zdnia 25 czerwca 2015 r., zakazującej tworzenie zarodka, którego informacja genetyczna wjądrze komórkowym jest identyczna zinformacją genetyczną wjądrze komórkowym innego zarodka, płodu, człowieka, zwłok lub szczątków ludzkich. Międzynarodowe normy prawne, jak ipolskie uregulowania oraz sta- nowisko największych autorytetów moralnych, przywódców religii mo- noteistycznych (chrześcijaństwa, islamu ijudaizmu) jest jednoznacz- nie przeciwne takim pracom. Jednocześnie człowiek to nie tylko inie wyłącznie cechy dziedziczone zgodnie zprostymi zasadami przekazu informacji genetycznej. Takie cechy naszej osobowości jak inteligencja, odwaga, skłonności seksualne, styl życia i wiele innych są nie tylko efektem naszych genów, lecz także uwarunkowane przez środowisko, wktórym żyjemy isię rozwijamy. Tych uwarunkowań środowiskowych determinujących naszą osobowość (cechy behawioralne) odtworzyć nie można.

190 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

145. Jakie wyróżniamy typy terapii zaawansowanych?

Zagadnienia związane zterapią genową regulowane są Rozporządze- niem Parlamentu Europejskiego iRady (WE) nr 1394/2007 zdnia 13 listopada 2007 r. w sprawie produktów leczniczych terapii zaawan- sowanej i zmieniające dyrektywę 2001/83/WE oraz rozporządzenie (WE) nr 726/2004. Zgodę na stosowanie produktów wydaje natomiast Europejska Agencja Leków (EMA). Terapie zaawansowane obejmują terapię genową, somatyczną terapię komórkową iinżynierię tkankową. Mają na celu przywrócenie, poprawę lub modyfi kowanie czynności fi - zjologicznych przez działanie farmakologiczne, immunologiczne bądź metaboliczne. Produkt inżynierii tkankowej zawiera zmodyfi kowane komórki lub tkanki, lub składa się z takich komórek bądź tkanek. Wykazuje właściwości regeneracji, naprawy bądź zastępowania tkanki człowieka; jest stosowany lub podawany ludziom wtakim celu. Terapia genowa umożliwia wymianę nieprawidłowego genu lub wpro- wadza nowy gen, umożliwiając wyleczenie lub zwiększając możliwości zwalczenia choroby przez: wymianę nieprawidłowego genu (np. p53), naprawę nieprawidłowego genu (wyłączenie nieprawidłowego genu lub włączenie genu zapobiegającego rozwojowi choroby) oraz uwidocznie- nie nieprawidłowych komórek dla układu odpornościowego (wykrycie jako obcych iunieszkodliwienie). Somatyczna terapia genowa związana jest zprzeniesieniem genu lub genów do komórek somatycznych (czyli innych niż rozrodcze), powodu- jąc efekt dotyczący wyłącznie tego pacjenta. Nowy materiał genetyczny nie może być przekazany następnym pokoleniom. Terapie zatwierdza Europejska Agencja Leków (EMA). Wprowadzanie modyfi kacji gene- tycznych do komórek rozrodczych (komórki jajowe iplemniki) umoż- liwia przekazanie zmian kolejnym pokoleniom inie jest dozwolone. W Polsce modyfi kacje komórek są regulowane przez ustawę o le- czeniu niepłodności zdnia 25 czerwca 2015 r. Ustawa zakazuje stoso- wania preimplantacyjnej diagnostyki genetycznej wramach procedury medycznie wspomaganej prokreacji wcelu wyboru cech fenotypowych, wtym płci dziecka, zwyjątkiem sytuacji, gdy wybór taki pozwala uniknąć ciężkiej, nieuleczalnej choroby dziedzicznej. Zakazane jest niszczenie zarodków zdolnych do prawidłowego rozwoju powstałych wprocedurze medycznie wspomaganej prokreacji, które nie zostały przeniesione do organizmu biorczyni. Nie można również tworzyć zarodków wcelach in- nych niż procedura medycznie wspomaganej prokreacji. Zakaz obejmuje

191 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

ponadto tworzenie chimer ihybryd oraz wprowadzanie dziedzicznych zmian w genomie człowieka, które mogą być przekazane następnym pokoleniom, a preimplantacyjną diagnostykę genetyczną dopuszczają wyłącznie wskazania medyczne. Wśród nowych technik, które jednak nie zostały jeszcze dopuszczone wPolsce, wyróżnić można terapię opartą na wymianie mitochondriów czy zastosowanie edycji genomu do modyfi kacji materiału genetycznego człowieka.

146. Komórka macierzysta – co to jest?

Termin wjęzyku polskim pochodzi od „macierzy”, „matni”, wjęzy- ku angielskim od słowa „pień” idefi niuje rodzaje komórek człowieka lub innych organizmów wielokomórkowych, które posiadły zdolność do samoodnowy (tzw. nieograniczonych podziałów) oraz różnicowania się (specjalizowania) winne typy komórek. Komórki te tworzą organy wtrakcie embriogenezy, anastępnie są źródłem do wymiany iodnowy organów przez cały czas trwania życia naszego organizmu. Wszystkie nasze komórki podlegają wymianie, choć wróżnym tempie. Tradycyjnie, ze względu na możliwość rozwoju winne typy komórek wyróżniamy następujące komórki macierzyste: • totipotencjalne – mogą dawać początek całemu organizmowi (np. zy- gota) • pluripotencjalne – mogą dawać początek wszystkim komórkom organi- zmu (bez tkanek łożyska, na przykład komórki embrionalne pozyski- wane zbastocysty) • multipotencjalne – specjalizują się wkilka innych typów komórek (naj- częściej tego samego listka zarodkowego, na przykład nerwowe komór- ki macierzyste) • unipotencjalne – dają początek jednemu rodzajowi komórek, jednocze- śnie utrzymując macierzystość tj. zdolność do samoodtwarzania, (np. komórki satelitowe mięśni szkieletowych).

Istnieją też komórki progenitorowe, które powstają w wyniku ak- tywacji iasymetrycznych podziałów komórek macierzystych. Komórka progenitorowa może dawać początek wyspecjalizowanym komórkom danego narządu, nie odtwarza jednak puli komórek macierzystych (np. mioblasty – komórki progenitorowe wywodzące się zkomórek sateli- towych).

192 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

Zperspektywy organizmu człowieka nie wszystkie komórki są ma- cierzyste (jest ich zdecydowana mniejszość iczęsto występują wspecy- fi cznych niszach), jednak tak oczywisty podział zaczyna się zacierać, gdy myślimy omniej wyspecjalizowanych organizmach. Itak na przykład komórki nicienia Caenorhabditis elegans, mimo iż tworzą jasno zdefi niowa- ne struktury worganizmie, są wstanie regenerować dużą część ciała po jego amputacji. Podobna sytuacja występuje uryb, wtym worganizmie modelowym danio pręgowanego Danio rerio, na którym prowadzone są liczne badania wzakresie regeneracji między innymi płetw. Do niedaw- na uważano, iż zwierzęta takie jak na przykład myszy, mające mocno wyspecjalizowane komórki, tracą zdolność do regeneracji po urodzeniu, jednak słynny artykuł wczasopiśmie „Nature” udowodnił, iż we wcze- snym okresie po urodzeniu myszy wciąż mają zdolność do regeneracji serca, co wywołało spore zdziwienie uwielu specjalistów. We wszystkich tych przypadkach zachodzi jednak zjawisko aktywa- cji wyspecjalizowanych już komórek końcowych iczęściowego odróż- nicowania z powrotem do stanu aktywnych podziałów i odtworzenia wcześniej uszkodzonej tkanki. Na nieszczęście ludzi, których organizm jest dużo większy, akomórki często jeszcze bardziej wyspecjalizowane, taki mechanizm występuje bardzo rzadko wnaturze. Dlaczego zatem potrzebujemy wyspecjalizowanych komórek, czy nie lepiej mieć więcej komórek zdolnych do odnowy uszkodzeń? Taki tor myślenia jest natu- ralny. Ciało gryzoni (między innymi myszy) wykazuje podobny stopień organizacji organów, ajednak zachowało zdolność częściowej regenera- cji. Różnica prawdopodobnie wynika jednak między innymi zwielkości organizmu, nasze serce musi pompować dużo większą objętość krwi niż mysie (mamy ok. 5000 razy więcej krwi), stąd by zachować podobną strukturę, nasze komórki wsercu są wielokrotnie większe, aco za tym idzie, budują iorganizują swoje struktury owiele dłużej niż umyszy. Podobnie jest wukładzie nerwowym, gdzie aby zachować szybkie ibez- pieczne przewodzenie sygnału, niektóre znaszych komórek mogą mieć długość 1 metra, to jest około 5-19 razy więcej niż całe ciało myszy. Stąd specjalizacja pozwala naszym komórkom być dużo „silniejszymi”, „większymi” czy bardziej „zorganizowanymi”, co jest kluczowe dla ob- sługi organizmu tej wielkości. Ze względu na sposób zdefi niowania komórki macierzystej sposobem na stwierdzenie jej macierzystości jest długotrwała hodowla (namnaża- nie komórek) oraz stwierdzenie możliwości jej różnicowania do danych typów komórek. Naukowcy określili też białka specyfi czne dla danego

193 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

typu komórek macierzystych (markerów), istnieją jednak rozbieżności wkwestii znaczenia danych markerów itego, czy wystarczają one do określenia danych komórek. Wpraktyce jednak jest to najszybsze narzę- dzie do zdefi niowania charakteru danej populacji. Mając na względzie coraz większą popularność technik wysokoprzepustowych, wprzyszło- ści zapewne jednak naukowcy zrezygnują zdefi niowania tego typu po- pulacji na rzecz całościowej charakterystyki komórek, tak jak to już ma miejsce wprzypadku porównań wielu linii komórek pluripotencjalnych. Wśród organizacji naukowych zajmujących się tematyką komórek macierzystych, które zrzeszają naukowców ztej dziedziny iprowadzą działalność informacyjną i popularyzatorską, znajdują się International Society for Stem Cell Research (ISSCR) czy International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT).

147. Komórki pluripotencjalne – najlepsze komórki macierzyste?

Ten szczególny rodzaj komórek macierzystych posiada zdolność do różnicowania w dowolną komórkę dorosłego organizmu. Wyróżnia- my dwa główne typy komórek pluripotencjalnych wykorzystywanych wbadaniach: komórki zarodkowe (ang. embrional stem cells, ESC), po- zyskiwane zwęzła zarodkowego blastocysty oraz indukowane komórki pluripotencjalne (ang. induced pluripotent stem cells, iPSC), pozyskiwane zpraktycznie dowolnej komórki somatycznej, za pomocą metod inży- nierii genetycznej. Komórki zarodkowe człowieka były wprowadzane do badań do pierwszej dekady XXI wieku, gdy zakazano wyprowa- dzania nowych linii ludzkich komórek embrionalnych ze względu na konieczność niszczenia ludzkiego zarodka. Zakaz patentowania terapii opartych na komórkach zarodkowych człowieka został podtrzymany przez Trybunał Sprawiedliwości Unii Europejskiej w2011 r.34 Parę lat wcześniej jednak, w2006 r. Kazutoshi Takahashi oraz Shinya Yamana- ka odkryli sposób uzyskiwania komórek pluripotencjalnych zkomórek somatycznych (fi broblastów skóry) mysich oraz człowieka. Opracowali zestaw czterech genów, których wymuszona ekspresja doprowadza do przebudowy jądra komórkowego iuzyskania stanu pluripotencji wko- mórkach, które były do tej pory terminalnie (ostatecznie) zróżnicowane. Za to osiągnięcie została wniedługim czasie przyznana nagroda Nobla wdziedzinie medycyny (2012). Wśrodowisku naukowców pojawiają 34 Sprawa C-34/10. Oliver Brüstle przeciwko Greenpeace eV. European Court Reports 2011 I-09821. ECLI identifi er: ECLI:EU:C:2011:669.

194 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

się nawet radykalne głosy, iż komórki pluripotencjalne są jedynymi prawdziwymi komórkami macierzystymi ze względu na ogromne moż- liwości podziałów. Choć poglądy te wydają się być zbyt daleko idące, to faktycznie, każda komórka pluripotencjalna może wwarunkach la- boratorium dzielić się bardzo długo, dając początek ponad trylionowi (1018) komórek. Od czasu odkrycia mechanizmu indukcji pluripotencji minęło 14 lat, akomórki iPSC zagościły na dobre już prawie wkażdym laboratorium zajmującym się medycyną regeneracyjną czy biologią ko- mórki. Opracowano protokoły różnicowania wprawie wszystkich typach komórek, apotencjalne zastosowania komórek iPSC wciąż rosną. Odwrotnie jednak niż w przypadku wcześniej wykorzystywanych komórek macierzystych komórki pluripotencjalne nie są jeszcze po- wszechnie wykorzystywane w badaniach klinicznych, a potencjalne ryzyko tworzenia potworniaków zostało niestety potwierdzone przez przypadki nowotworzenia u pacjentów, którym podano nie w pełni zróżnicowaną populację komórek pluripotencjalnych wtrakcie badań klinicznych. Oprócz protokołów różnicowania również stopień dojrzałości ko- mórek powstających wwyniku różnicowania komórek iPSC często nie odpowiada stanowi faktycznemu worganizmie dorosłym. Zpewnością ma na to wpływ brak odpowiedniego środowiska iniedoskonałych me- tod stosowanych wlaboratorium, nad którymi wciąż trwają intensywne prace. Terapia komórkami pluripotencjanymi jest długo wyczekiwanym potencjałem medycyny regeneracyjnej, jednak wymaga od nas dużo większej wiedzy na temat biologii komórek macierzystych. Zpewnością jednak, gdy opracowane zostaną bezpieczne protokoły izastosowania kliniczne komórek iPSC, będzie to duży krok wkierunku zwiększenia możliwości medycyny regeneracyjnej. Czy te komórki są „najlepsze” zperspektywy zastosowania terapeutycznego? Na tę odpowiedź przyj- dzie nam jeszcze poczekać kolejne kilka lub kilkanaście lat.

148. Co kryje się pod nazwą medycyna regeneracyjna? Kiedy oniej mówimy idlaczego jest rozwijana?

Według czasopisma „Nature” medycyna regeneracyjna jest dziedziną medycyny, która rozwija metody naprawy, wzrostu lub zastępowania uszkodzonych lub objętych schorzeniem komórek narządów bądź tka- nek. Uwzględnia tworzenie iwykorzystanie terapeutyczne komórek

195 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

macierzystych, inżynierii tkankowej oraz produkcję sztucznych orga- nów. Jak wynika z defi nicji, medycyna regeneracyjna zajmuje się po- szukiwaniem elementów zastępczych dla naszych organów, co może mieć w przyszłości znaczenie dla każdego z nas. Według bazy Pub- Med (17.05.2020) publikuje się obecnie ponad 9000 nowych artykułów naukowych rocznie dotyczących tego zagadnienia, akażdy artykuł to często kilka lat pracy zespołu badaczy, co obrazuje skalę poszukiwań itempo rozwoju nowych technologii. Medycyna regeneracyjna jest nauką wywodzącą się zpoczątku tego stulecia ichoć nie jesteśmy pewni co do momentu jej powstania, wy- daje się, że jako pierwszy terminem tym posłużył się William Haseltine w1999 r. podczas konferencji wokolicach jeziora Como, we Włoszech (Sampogna iin., 2015). Upodstaw rozwoju medycyny regeneracyjnej legły sukcesy transplantacji komórek macierzystych szpiku; pierwsza transplantacja odbyła się już w1968 r., wPolsce w1984 r. dokonał tego zespół prof. Wiesława Jędrzejczaka. Początkowo główny nurt badań rzeczywiście stanowiły komórki ma- cierzyste. Sposoby ich podawania idawkowanie, obok poznania podstaw ich biologii były najważniejszymi celami naukowców zajmujących się tą dziedziną nauki. Wśród najczęściej wykorzystywanych terapeutycznie typów komórek znalazły się między innymi komórki satelitowe, awła- ściwie mioblasty mięśni szkieletowych czy komórki mezenchymalne (ang. mesenchymal stem/stromal cells, MSC). Większość prób klinicznych zwykorzystaniem komórek macierzystych nie przyniosła jednak ocze- kiwanego przełomu. Ostatnio coraz częściej mówi się opróbach wyko- rzystania komórek pluripotencjalnych wklinice (patrz pytanie: Komórki pluripotencjalne – najlepsze komórki macierzyste?) Wtrakcie rozwoju wiedzy naukowców iświadomości dotyczącej śro- dowiska i otoczenia koniecznego do prawidłowego rozwoju komórek (tzw. niszy), sposób podejścia do tematyki uległ zmianie. Dziś coraz więcej grup pracuje nad skomplikowanymi strukturami przypomina- jącymi tkanki, amedycyna regeneracyjna iinżynieria tkankowa coraz częściej są terminami wykorzystywanymi naprzemiennie35. Zobserwa- cji prowadzonych badań wynika, że za kilka lat można spodziewać się zwiększenia liczby badań klinicznych z wykorzystaniem konstrukcji

35 Tissue Engineering and Regenerative Medicine. https://www.nibib.nih.gov/ science-education/science-topics/tissue-engineering-and-regenerative-medicine

196 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

tkankowych, defi niowanych jako elementy zastępcze dla naszych or- ganów. W przyszłości najprawdopodobniej posiądziemy wiedzę i umiejęt- ności, jak stworzyć organ właściwie od początku, co doprowadzi do osiągnięcia celu postawionego na początku tego stulecia. Wykorzystu- jąc analogię zdziedziny motoryzacji – podzespoły samochodu składają się zelementów oróżnym stopniu organizacji: śrub iczęści prostych, podzespołów ielementów ruchomych, samodzielnych maszyn (jak np. silnik). Podobnie nasz organizm składa się z: komórek, tkanek inarzą- dów. Powoli znajdujemy się na etapie, wktórym uświadamiamy sobie, że samymi komórkami nie naprawimy narządu, tak jak śruby wrzucone do środka uszkodzonego silnika raczej nie pomogą nam go naprawić. Wnajbliższej przyszłości na pewno zaczniemy uczyć się składać komór- ki (iinne elementy poza komórkowe) wbardziej złożone struktury, co pozwoli lekarzom na poznanie sposobu „montowania” tych elementów. Będzie to kolejny bardzo ważny etap rozwoju medycyny regeneracyjnej na drodze do całkowitego zastępowania nowych organów.

149. Co oznacza termin ATMP?

Terminem ATMP Europejska Agencja Leków (ang. European Medicines Agency, EMA) określa wszelkie produkty medyczne zaawansowanych te- rapii (ang. Advanced Therapy Medicinal Product, ATMP)36. Według Agencji ATMP to leki dla ludzi, które bazują na genach (materiale genetycz- nym), tkankach lub komórkach. Oferują zupełnie nowe możliwości terapeutyczne isposoby leczenia chorób iurazów. Zgodnie z tą samą defi nicją zaawansowane produkty lecznicze (ATMP) są dzielone na trzy rodzaje: leki oparte na terapii genowej, na komórkach somatycznych oraz na inżynierii tkankowej. Leki oparte na terapii genowej zawierają geny, które umożliwiają uzyskanie efektu terapeutycznego, profi laktycznego lub diagnostyczne- go. Rekombinowane geny zostają umieszczone worganizmie zazwyczaj wcelu leczenia chorób genetycznych, nowotworów lub chorób przewle- kłych. Gen rekombinowany to wytworzona wlaboratorium cząsteczka DNA powstała przez połączenie DNA z różnych źródeł. Leki oparte na komórkach somatycznych zawierają komórki lub tkanki, które zo- stały poddane modyfi kacjom zmieniającym ich cechy biologiczne, lub 36 https://www.ema.europa.eu/en/human-regulatory/overview/advanced-therapy- -medicinal-products-overview

197 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

komórki bądź tkanki, które nie są wykorzystywane do pełnienia tych samych, kluczowych funkcji worganizmie. Mogą być stosowane wle- czeniu, diagnostyce lub służą zapobieganiu chorobom. Leki oparte na inżynierii tkankowej zawierają komórki lub tkanki, które zostały zmo- dyfi kowane wtaki sposób, aby naprawiać, regenerować bądź zastępować tkanki człowieka. Dodatkowo produkty typu ATMP mogą zawierać jedno lub kilka urzą- dzeń medycznych jako integralną część produktu. Wtakim przypadku defi niowane są jako złożone ATMP (ang. combined ATMP). Przykładem są komórki zanurzone w biodegradowalnych matrycach czy rusztowa- niach tkankowych (ang. scaffolds). Dokładne informacje można znaleźć na stronie Europejskiej Agencji Leków oraz wAktach Komisji Europej- skiej: Rozporządzeniu nr 1394/2007 oraz Dyrektywie 2001/83/EC.

150. Co to jest inżynieria tkankowa ico potrafi my wtej dziedzinie?

Zgodnie zdefi nicją amerykańskiej organizacji – Instytutów Zdrowia (ang. National Institutes of Health, NIH)37 inżynieria tkankowa jest dzie- dziną, która wyewoluowała znauki obiomateriałach izajmuje się przede wszystkim łączeniem konstrukcji tkankowych, komórek oraz substancji biologicznie aktywnych wfunkcjonalne tkanki. Celem inżynierii tkan- kowej jest wykonanie funkcjonalnych konstrukcji wcelu odnowienia, utrzymania lub polepszenia uszkodzonych tkanek lub całych narządów. Ostatnie lata badań sprawiły, że inżynieria tkankowa jest utożsamia- nia zmedycyną regeneracyjną (patrz pytanie: Co kryje się pod nazwą medycyna regeneracyjna – kiedy oniej mówimy idlaczego jest rozwija- na?). Jest to kolejny etap rozwoju medycyny regeneracyjnej, wynikający zdoświadczenia naukowców, którzy odkryli konieczność wielospecjali- stycznego podejścia do regeneracji narządów. Do składowych konstrukcji tkankowych opracowywanych przez in- żynierię tkankową wchodzą: • Komórki – mogą to być komórki danego narządu pozyskiwane od alloge- nicznego dawcy lub samego pacjenta (autologiczne) bądź też – najczę- ściej – to komórki pozyskiwane/różnicowane zkomórek macierzystych (np. iPSC, komórek mezenchymalnych lub innych). Komórki te mogą być różnicowane poza konstrukcją tkankową lub bezpośrednio wniej

37 https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/tissue-engine- ering-and-regenerative-medicine

198 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

• Środowisko trójwymiarowe (matryca tkankowa, ang. matrix, scaffold) – matrycą tkankową może być decellularyzowana, czyli pozbawiona komó- rek tkanka pochodząca od dawcy lub też rusztowanie powstające zbio- kompatybilnych biopolimerów (wtym kolagenowych). Początkowo pró- bowano zasiedlać komórki bezpośrednio na naturalnych rusztowaniach pochodzących ztkanek, jednak skomplikowanie struktury ikonieczność interakcji między różnymi typami komórek najczęściej wymuszają alter- natywne, bardziej etapowe podejście. Obecnie najczęściej wykorzystu- je się do tego celu biopolimery owcześniej zdefi niowanej strukturze bądź takie, które tworzy się równocześnie wtrakcie łączenia zczęścią komórkową. Wykorzystywane biopolimery mogą być stabilne, dzięki czemu pozostają przez dłuższy czas wniezmienionym stanie, lub bio- degradowalne, usuwane wramach przebudowy przez komórki matrycy zewnątrzkomórkowej. Do tworzenia tego typu rusztowań wykorzystuje się różne techniki fi zykochemiczne. Jedną znich jest również biodruk • Biomolekuły – cząsteczki sygnałowe, cytokiny, aktywatory – cząsteczki konieczne do utrzymania funkcji komórek lub zdefi niowania ich począt- kowej roli bądź też pomagające wich początkowej fazie funkcjonowania. Mogą służyć do kontynuacji procesu różnicowania. Cząsteczki te mogą być podawane bezpośrednio (wmedium otaczającym rusztowanie) bądź immobilizowane iuruchamiane wmniej lub bardziej kontrolowany spo- sób, (np. przez stymulację elektryczną, mechaniczną, czas czy inną czą- steczkę chemiczną). Odgrywają często kluczową rolę, gdyż dostarczenie przez rusztowanie może być jedyną możliwością miejscowo specyfi cznej aktywacji komórek znajdujących się głęboko wewnątrz tkanki • Stymulacja fi zykochemiczna – rusztowania tkankowe bardzo często rozwijane są razem zurządzeniami, które pozwalają wlepszy sposób kontrolować rozwój tkanek. Wrozwoju tkanek bardzo często kluczo- wa jest dodatkowa stymulacja mechaniczna (między innymi mięśnie), elektryczna (komórki przewodzące), modyfi kacja pH (np. potworniaki nowotworowe), stężenia tlenu (tkanki płuc, serca, kościec) czy ciśnie- nia osmotycznego (np. nerki, fi ltracja kłębuszkowa) oraz inne. Tego typu precyzyjna kontrola warunków zapewnia uzyskanie dużo bardziej zaawansowanej formy tkanek. Istnieją również konstrukcje typu organ- -on-chip, które są rodzajem urządzeń powstałych do kontroli tkanek ihodowli komórkowych, wykorzystujących czynniki środowiskowe.

Wiele grup naukowych defi niuje również tzw. organoidy jako oso- bliwe rusztowania tkankowe. Nie zapewniają one jednak możliwości

199 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

precyzyjnego różnicowania ikontroli warunków, amożliwość realnego zastosowania jest bardzo limitowana. Do tej pory na rynku można znaleźć przykłady narządów wykony- wanych przy użyciu inżynierii tkankowej w tym: pęcherz, małe tęt- nice, fragmenty skóry, chrząstka czy tchawica. Bardziej zaawansowane modele są wciąż rozwijane wlaboratoriach (wtym modele sercowe). Oprócz zapewnienia zastępczego źródła narządów konstrukcje tkanko- we zaczynają budzić coraz większe zaufanie w koncepcji rozwoju le- ków icząsteczek biologicznie aktywnych. Wprzyszłości mogą pomóc wyeliminować cierpienie zwierząt w trakcie badań przedklinicznych, zastępując między innymi modele zwierzęce.

151. Czy doping genetyczny stanowi zagrożenie wsporcie?

Coraz większym zagrożeniem w sporcie staje się możliwość zastoso- wania metody genetycznego transferu genów do organizmu czynnego sportowca wcelu zwiększenia jego zdolności motorycznych (szybkość, wytrzymałość, moc/siła, koordynacja, gibkość itp.), by osiągnąć sukces sportowy. Doping genowy wdużym stopniu naśladuje terapię genową iwtej części nie będzie szczegółowo omawiany. Może dotyczyć tych genów odużym efekcie, które zwiększają masę mięśniową, unaczynienie tkanek czy liczbę czerwonych krwinek albo zmniejszają odczuwanie bólu. Dotychczas zidentyfi kowano co najmniej 120 markerów genetycz- nych związanych ze statusem sportowca, w tym 77 markerów gene- tycznych związanych wytrzymałością i43 markery związane zsiłą oraz mocą. Wszczególności 11 (9%) tych markerów genetycznych (markery wytrzymałościowe: ACE I, ACTN3 577X, PPARA rs4253778 G, PPARG- C1A Gly482; markery mocy/siły: ACE D, ACTN3 Arg577, AMPD1 Gln12, HIF1A 582Ser, MTHFR rs1801131 rs2070744 T, PPARG 12Ala) wyka- zało pozytywne powiązania ze statusem sportowca, wtrzech lub więcej badaniach isześciu markerach (CREM rs1531550 A, DMD rs939787 T, GALNT13 rs10196189 G, NFIA-AS1 rs1572312 C, RBFOX1 rs7191721 G, TSHR rs7144481 C) zidentyfi kowano po przeprowadzeniu badań asocjacyjnych obejmujących cały genom (GWAS) sportowców afrykań- sko-amerykańskich, jamajskich irosyjskich. Zdrugiej strony, znaczenie 29 (24%) markerów nie zostało powtórzone wkolejnych badaniach. Jednak pierwszoplanową rolę w dopingu genetycznym mogą ode- grać takie geny jak gen hormonu wzrostu (GH) oraz gen erytropoetyny (EPO) szeroko stosowane w„klasycznym” dopingu farmakologicznym

200 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

jako białko. W tradycyjnym modelu treningowym zawodnicy wytrzy- małościowi planują często okres wysokogórski. Na wysokości powyżej 2000 m n.p.m. zmniejszona ilość tlenu stymuluje hipoksję wysokościo- wą inastępuje stymulacja biosyntezy EPO, zwiększa się gęstość naczyń włosowatych przypadających na pojedyncze włókno mięśniowe, wzra- sta zawartość mioglobiny wmięśniach, wzrasta liczba mitochondriów wmięśniach, zwiększa się adaptacja układu naczyniowego do wysiłku. Ten efekt jest możliwy do uzyskania metodą niedozwolonego genetycz- nego transferu genu. Oile doping genetyczny jest niedozwoloną procedurą, niszczącą ideę sportu, jako czystej dziedziny, to dostępnych jest coraz więcej platform umożliwiających ocenę predyspozycji genetycznych wodniesieniu do różnych dziedzin sportowych. Wielu rodziców planując karierę spor- tową swoich dzieci, zwraca się do takich fi rm wcelu uzyskania profi lu genetycznego wybranych genów związanych zefektywnością wróżnych dyscyplinach sportu. Na szczęście potrzebny jest jeszcze duży udział wkładu własnego wpostaci treningu iprzygotowania wokreślonych wa- runkach środowiskowych (np. wyżyny itereny górskie), które zwięk- szają wydolność organizmu. Dzięki temu warto mieć właściwy poten- cjał genetyczny, ale nadal będzie istotny udział własnej pracy, a by- cie sportowcem w danej dyscyplinie nie będzie ograniczone do osób zodpowiednim zestawem genów, chociaż predyspozycje genetyczne są obecnie widoczne wwielu dyscyplinach, na przykład wbiegach szyb- kościowych na krótkich dystansach dominują zawodnicy ociemniejszej karnacji.

152. Czy medycyna ibiotechnologia da nam tabletkę wiecznej mło- dości?

Nie. Nowoczesne biotechnologie wzasadniczy sposób poprawią jakość naszego bytu, aszczególnie wtym wieku, który potocznie określamy jako „złotą jesień życia”. Zastosowanie technik inżynierii genetycznej umożliwia ograniczenie lub nawet likwidację wielu chorób – Alzheime- ra czy Parkinsona, otyłość, amnezję iwiele innych. Dzięki postępowi technicznemu wzrosła średnia długość naszego życia. Około 2025 r. zapewne 1/3 ludzi będą stanowić emeryci, anowe biotechnologie po- prawią jakość życia wokresie „złotej jesieni”. Ilustracją potwierdzającą podstawy tego optymizmu mogą być pra- ce iraporty OECD. Ta międzynarodowa organizacja poświęca bardzo

201 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

znaczne środki właśnie na analizę i perspektywy naszej przyszłości. Eksperci OECD stwierdzają zasadnicze znaczenie irolę technik „bio”, przede wszystkim wzakresie zwalczania chorób będących dolegliwo- ściami wpodeszłym wieku, aprzez to rzutujących na poprawę ogólnej kondycji psychofi zycznej. Mamy obecnie szansę poprawy jakości na- szego bytu. Natomiast zatrzymanie nici życia, wstrzymanie wjakimś momencie tego, co przędą Parki, byłoby wielkim błędem.

153. Szczepionki. Do czego służą?

Przyjmuje się, że szczepienia umożliwiają skuteczne zapobieganie chorobom zakaźnym. Wyeliminowano ospę prawdziwą, która przed wprowadzeniem szczepień zabijała co trzeciego człowieka; proces taki nazywa się eradykacją. Blisko usunięcia są choroba Heinego-Medina, czyli poliomyelitis oraz odra i różyczka wrodzona. Przyjmuje się, że obowiązkowe szczepienia ochronne są skuteczną ispołecznie powszech- nie akceptowaną metodą zapobiegania chorobom zakaźnym. Dzięki szczepieniom ogranicza się koszty leczenia tych chorób oraz wielu powikłań. W Polsce odsetek osób zaszczepionych wynosi około 95% populacji, co chroni również tych, którzy zpowodu wieku lub przeciw- skazań zdrowotnych nie mogli być zaszczepieni. WPolsce kalendarz obowiązkowych szczepień ochronnych przeciw chorobom zakaźnym określa Rozporządzenie Ministra Zdrowia. Wiele informacji dotyczących szczepień można znaleźć na stronie Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego-Państwowego Zakładu Higieny38. Szczepionka jest preparatem biologicznym opartym na antygenach, które pobudzają wsposób kontrolowany nasz układ odpornościowy do wytworzenia odporności nabytej, nazywanej również uodpornieniem po- szczepiennym. Zdolność do aktywacji układu odpornościowego określa się jako immunogenność. WFarmakopei Europejskiej szczepionki okre- śla się jako: „preparaty zawierające antygeny, które są wstanie induko- wać uludzi rozwój swoistej, czynnej odporności przeciwko czynnikowi zakaźnemu lub wytwarzanej przez niego toksynie, lub antygenowi”. Wpowstaniu pierwszej na świecie szczepionki przeciw wirusowi polio, który jest przyczyną choroby Heinego-Medina, brał udział nasz rodak, prof. Hilary Koprowski.

38 http://szczepienia.pzh.gov.pl/, opracował Paweł Stefanoff.

202 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

Szczepionka wywołuje odpowiedź immunologiczną podobną do na- turalnej odporności, którą uzyskuje się po przebytym zakażeniu lub chorobie, a głównym celem szczepionki jest ochrona przed ciężkim przebiegiem choroby ipowikłaniami, których nie da się przewidzieć. Podczas kontaktu zpatogenem wytwarzane są przeciwciała, pojawia się również zjawisko pamięci immunologicznej. Właśnie dzięki pamięci im- munologicznej, przy ponownym kontakcie zpatogenem nasz organizm bardzo szybko wytwarza swoiste przeciwciała, które uniemożliwiają rozwój choroby. W Polsce obserwuje się zaledwie jeden niepożądany odczyn poszczepienny na 10 tys. szczepień. Wprowadzenie powszechnych szczepień ochronnych przeciwko ro- tawirusom znacząco obniżyło hospitalizacje związane znieżytem żołąd- kowo-jelitowym wywołanym zakażeniem rotawirusem (RVGE, rotavirus gastroenteritis), uzasadniając tym samym kontynuację szczepień. W skład szczepionki może wchodzić żywy, o osłabionej zjadliwo- ści (atenuowany) lub zabity drobnoustrój, atakże inne fragmenty jego struktury czy metabolity. Przyjmuje się, że szczepionki żywe wywołują silną odporność już po pojedynczej dawce, natomiast szczepionki in- aktywowane (zabite) wymagają zreguły podania kilku dawek. Wskład szczepionki może wchodzić jeden lub więcej antygenów. Antygenami mogą być żywe lub zabite drobnoustroje, ich oczyszczone fragmenty, produkty metabolizmu bakterii oraz ich fragmenty uzyskane metodami inżynierii genetycznej. Dodatkowo występują substancje stabilizujące iśrodki konserwujące, które chronią przed drobnoustrojami, substancje wzmacniające iprzyspieszające pojawienie się odporności, atakże śla- dowe ilości substancji pochodzących zprocesu produkcji.

154. Jakie szczepienia obowiązują wPolsce?

Kalendarz szczepień obowiązkowych jest corocznie aktualizowany przez Ministerstwo Zdrowia wodniesieniu do bieżących potrzeb oraz dostęp- nych generacji szczepionek, głównie wstosunku do dzieci imłodzieży do 19 roku życia, ale również dla zawodowych grup ryzyka, na przy- kład studentów uczelni medycznych, pracowników ochrony zdrowia lub służb weterynaryjnych39. Kalendarz informuje również, wjakim wieku należy szczepienie przeprowadzić. Do szczepień obowiązkowych, któ- re są szczepieniami bezpłatnymi, zaliczane są szczepienia przeciwko

39 http://szczepienia.pzh.gov.pl/, opracował Paweł Stefanoff.

203 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

gruźlicy, zakażeniom pneumokokowym, błonicy, krztuścowi, polio (po- liomyelitis), odrze, śwince, różyczce, tężcowi, wirusowemu zapaleniu wątroby typu B oraz zakażeniom przeciwko Haemophilus infl uenzae typu B. Ponadto przeprowadzane są szczepienia przeciwko ospie wietrznej, błonicy, tężcowi iwściekliźnie dla osób zgrup podwyższonego ryzyka.

155. Czy dostępne są inne formy szczepień?

Tak. Formę szczepień stanowią zpewnością szczepienia zalecane, które mają na celu uzupełnienie szczepień obowiązkowych. Wśród nich na- leży wymienić szczepionki przeciwko ospie wietrznej, kleszczowemu zapaleniu mózgu, wirusowemu zapaleniu wątroby typu A(WZW typu A). Szeroko obecnie polecane są szczepienia przeciw grypie, które mają umożliwić łagodniejsze przejście zakażenia koronawirusem SARS- -CoV-2. Dostępne są również szczepienia przeciw zakażeniom rotawi- rusami imeningokokami. Ciekawą propozycję stanowią dostępne także w Polsce szczepionki skojarzone, które zawierając kilka antygenów, zapewniają ochronę przeciwko kilku patogenom, ale są odpłatne. Należą tutaj: szczepionka czterowalentna DTaP-IPV (4 w 1) uodporniająca przeciw błonicy, tężcowi, krztuścowi, poliomyelitis; szczepionka pięcio- walentna DTaP-IPV+Hib (5 w1) uodporniająca przeciw błonicy, tężco- wi, krztuścowi, poliomyelitis, Haemophilus infl uenzae typu b; szczepionka sześciowalentna DTaP-IPV+Hib+HBV (6 w1) uodporniająca przeciw błonicy, tężcowi, krztuścowi, poliomyelitis, Haemophilus infl uenzae typu b, wirusowemu zapaleniu wątroby typu B.

156. Jak należy rozumieć pojęcie odporności zbiorowiskowej?

Odporność zbiorowiskowa, zwana jest inaczej odpornością populacyjną, stadną lub grupową, związana jest zochroną osób nieuodpornionych wwyniku zaszczepienia wysokiego odsetka społeczeństwa. Wykazano, że obecność wpopulacji osób uodpornionych przeciwko danej chorobie zmniejsza prawdopodobieństwo zachorowania na tę chorobę również osób nieuodpornionych. Odporność zbiorowiskowa dotyczy chorób prze- noszonych zczłowieka na człowieka. Próg odporności zbiorowiskowej, stanowiący odsetek osób uodpornionych wpopulacji, po osiągnięciu którego liczba nowych zakażonych zaczyna się zmniejszać, różni się wzależności od choroby, zwykle dotyczy 90-95% populacji odpornej. Wartości te zabezpieczają przed pojawieniem się zakażeń na więk-

204 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

szą skalę. Przyjmuje się, że im więcej osób zostanie zaszczepiona tym większa jest odporność zbiorowiskowa, tym bardziej jesteśmy chronieni przed chorobami zakaźnymi.

157. Czym można uzasadnić zapotrzebowanie na surowicę ozdro- wieńców?

Zapotrzebowanie na surowicę ozdrowieńców wiąże się zwystępowa- niem wich krwi „gotowych” przeciwciał, które umożliwiły im zwalcze- nie określonej choroby. Wykorzystujemy tutaj zjawisko odporności bier- nej, zwykle krótkotrwałej, związanej zpodaniem gotowych przeciwciał, umożliwiających szybką reakcję na patogen, pomijając czas potrzebny na wytworzenie własnej odporności. Proces ten nazywany jest immuni- zacją bierną. Taka sama sytuacja występuje podczas karmienia piersią, podczas którego matka przekazuje niemowlęciu przeciwciała iwybra- ne komórki odpornościowe. Natomiast podczas szczepienia organizm nabywa odporności czynnej dzięki wytworzeniu własnych przeciwciał ikomórek pamięci przechowujących informację okontakcie zpatoge- nem; jest to immunizacja czynna.

158. Czym różnią się szczepionki swoiste od nieswoistych?

Szczepionki swoiste zapobiegają określonym jednostkom chorobowym, na przykład brucelozie, wściekliźnie, ospie. Zkolei szczepionki nie- swoiste zwiększają poziom odporności ogólnej przez stymulację ogólnej odporności organizmu opartej na nieswoistych mechanizmach obron- nych organizmu. Przykładem takich szczepionek jest preparat Panodina stosowany uludzi czy wetastymina oparta na ekstrakcie ztkanek wątro- by iśledziony zdrowych świń wykorzystywana uzwierząt. Nieswoiste szczepionki wieloważne zawierają zabite ogrzewaniem komórki bakterii występujących wzakażeniach lub stanach zapalnych niebędących wy- nikiem zakażenia bakteryjnego lub ich lizatach.

159. Jakie typy szczepionek można wyróżnić?

Wyróżnia się cztery główne rodzaje szczepionek: żywe szczepionki ate- nuowane (ang. live-attenuated vaccines, LAV), inaktywowane szczepionki (zabity antygen), szczepionki oparte na podjednostkach ikoniugatach (oczyszczony antygen) oraz szczepionki na bazie toksoidów (inaktywo-

205 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

wane toksyny = anatoksyny). Żywe szczepionki dzieli się na zawierają- ce całe, pozbawione zjadliwości drobnoustroje oraz szczepionki zabite, zawierające inaktywowane (zabite) drobnoustroje lub ich fragmenty, na przykład pojedyncze białka. Szczepionki mogą chronić przeciw jednej chorobie lub być wieloskładnikowe. Szczepionki żywe zazwyczaj wywołują silniejszą odporność, jed- nak są bardziej odczynowe, ponieważ zawierają drobnoustroje, które mogą wywołać zakażenie. Pozbawione są właściwości chorobotwórczych dzięki wieloletnim próbom ieksperymentom (np. szczepionka przeciw gruźlicy lub szczepionka przeciw odrze). Szczepionki zabite (inaktywowane) zazwyczaj wymagają kilku dawek wcelu uzyskania trwałej odporności, jednak niezwykle rzadko prowadzą do niepożądanych odczynów poszczepiennych. Oparte są na patogenach inaktywowanych wysoką temperaturą, działaniem substancji chemicz- nych lub promieniowania (np. szczepionka przeciw kleszczowemu za- paleniu mózgu lub szczepionka przeciw durowi brzusznemu). Szczepionki rekombinowane wykorzystują fragmenty struktur pato- genów wytwarzane metodami inżynierii genetycznej wkomórkach ssa- ków lub drożdży. Białka drobnoustrojów produkowane przez zmienione genetycznie komórki są izolowane, oczyszczane istosowane jako anty- geny szczepionkowe (np. szczepionka przeciw wirusowi brodawczaka ludzkiego). Szczepionki można podzielić również ze względu na działanie prze- ciwko jednej chorobie zakaźnej – szczepionki jednoskładnikowe, zwane również monowalentnymi – oraz działanie przeciwko kilku jednostkom chorób zakaźnych. Wówczas mówimy oszczepionkach wieloskładniko- wych, poliwalentnych. Niekiedy określa się je też jako szczepionki sko- jarzone, jak na przykład szczepionka DTP (błonica, tężec, krztusiec) czy MMR (odra, świnka iróżyczka).

160. Jak rozwijają się badania nad szczepionką przeciw COVID-19?

Badania nad szczepionką przeciw COVID-19 rozpoczęły się natych- miast po opublikowaniu sekwencji nukleotydowej koronawirusa SARS- -CoV-2. Po kilku miesiącach od poznania sekwencji nowego koronawi- rusa 47 szczepionek znajduje się wfazie badań klinicznych, adalszych 155 eksperymentalnych szczepionek wfazie badań przedklinicznych (3 listopada 2020). Wdniu 11 stycznia 2020 r. opublikowano sekwen- cję nukleotydową koronawirusa SARS-CoV-2 wywołującego COVID-19.

206 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

Od tego czasu prowadzone są intensywne działania badawczo-rozwojo- we na całym świecie mające na celu opracowanie szczepionki przeciw tej chorobie. Humanitarne igospodarcze skutki pandemii COVID-19 stanowią niezwykłą motywację wbadaniach nad szczepionką, dzięki czemu pierwsze prototypy szczepionek, wniespotykanym wcześniej tempie, były gotowe do rozpoczęcia badań klinicznych na ludziach (16 marca 2020). Naukowcy testują różne technologie; niektóre znich nie były wcześniej stosowane wlicencjonowanej szczepionce. Przeciwko koronawirusowi testowanych jest co najmniej osiem rodza- jów szczepionek opierających się na różnych wirusach lub częściach wiru- sowych. Trzecią fazę badań klinicznych rozpoczęło 10 fi rm. Inaktywowa- ne cząsteczki wirusa wykorzystują: Sinovac, Wuhan Institute of Biological Products/Sinopharm, Beijing Institute of Biological Products/Sinopharm. Nie replikujący wektor wirusowy stosuje University of Oxford/AstraZe- neca (ChAdOx1-S). Zkolei nie replikujące wektory wirusowe oparte na adenowirusach wykorzystuje CanSino Biological Inc./Beijing Institute of Biotechnology (Adenovirus Type 5 Vector) oraz Gamaleya Research In- stitute (Adeno-based rAd26-S+rAd5-S). Janssen Pharmaceutical Com- panies stosuje nie replikujący wektor wirusowy (Ad26COVS1). Firma Novavax opiera swoją strategię na podjednostce białkowej, przygoto- wując pełnowymiarową rekombinowaną szczepionkę nanocząsteczko- wą zrekombinowaną glikoproteiną SARS CoV-2 zadiuwantem Matrix M. Z kolei szczepionki wykorzystujące RNA przygotowały fi rmy Mo- derna/NIAID (mRNA zawarty w nanocząsteczkach lipidowych LNP) oraz BioNTech/Fosun Pharma/Pfi zer (3 LNP-mRNAs). Łącznie wśród 47 szczepionek znajdujących się wfazie badań klinicznych 14 opartych jest na podjednostce białkowej wirusa, dziewięć wykorzystuje nierepli- kujący się wektor wirusowy, siedem stosuje szczepionki inaktywowane, sześć szczepionki oparte na RNA, apięć na DNA, cztery fi rmy stosują replikujący się wirus, adwie – cząsteczki podobne do wirusów (ang. vi- rus-like particles, VLP). Wśród 155 szczepionek wtrakcie badań przedkli- nicznych bazą 55 jest podjednostka białkowa, po 19 nie replikujące wek- tory wirusowe iRNA, 17 replikujące wektory wirusowe, 15 cząsteczki podobne do wirusów VLP, 13 to szczepionki DNA, 12 szczepionki inak- tywowane, trzy żywe atenuowane szczepionki oraz po jednej szczepionce opartej na replikującym wektorze bakteryjnym oraz limfocytach T. Inne działania mają na celu sprawdzenie, czy znane szczepionki przeciwko wirusowi polio lub gruźlicy mogłyby pomóc wwalce zSARS- -CoV-2 przez wywołanie ogólnej odpowiedzi immunologicznej (zamiast

207 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

specyfi cznej odporności adaptacyjnej), czy też niektóre komórki odpor- nościowe mogą być genetycznie zmodyfi kowane wcelu zaatakowania wirusa. Co najmniej siedem zespołów opracowuje szczepionki przy użyciu samego wirusa (ang. virus vaccine), wosłabionej lub inaktywowanej for- mie. Wiele dostępnych szczepionek jest wytwarzanych wten sposób, na przykład przeciwko odrze ipolio, ale wymagają one szeroko zakrojonych testów bezpieczeństwa. Sinovac Biotech wPekinie testuje inaktywowa- ną wersję SARS-CoV-2 na ludziach. Można jako szczepionkę stosować również wirus konwencjonalnie osłabiony (ang. weakened virus). Osłabione formy uzyskuje się przez se- lekcję podczas przechodzenia przez komórki zwierząt lub ludzi, dopóki nie wykryje się mutacji, które zmniejszają jego zdolność do wywoływa- nia choroby. Codagenix wFarmingdale wNowym Jorku współpracuje zSerum Institute of India, producentem szczepionek wPune, aby osła- bić SARS-CoV-2 przez zmianę jego kodu genetycznego, tak aby białka wirusowe były wytwarzane mniej wydajnie. Inaktywowaną formę wiru- sa (ang. inactivated virus) uzyskać można dzięki działaniu substancjami chemicznymi, na przykład formaldehydem lub ciepłem. Przygotowanie takiej formy wymaga jednak wykorzystania dużej ilości zakaźnego wi- rusa. Szczepionki oparte na kwasach nukleinowych (ang. nucleic acid vac- cines) wykorzystują informację genetyczną (DNA lub RNA) kodującą białka koronawirusa, które wywołują odpowiedź immunologiczną. Kwas nukleinowy jest wprowadzany do komórek człowieka, które wytwarzają kopie białka wirusa; większość tych szczepionek koduje białko wypustki wirusa (ang. spike). Przyjmuje się, że szczepionki na bazie RNA iDNA są bezpieczne iłatwe do opracowania, wymagają jedynie wytworzenia materiału genetycznego, anie wirusa. Problematyczny jest brak licen- cjonowanych szczepionek korzystających już ztej technologii. Liczne zespoły prowadzą prace wykorzystujące wektory wirusowe (ang. viral-vector vaccines). Genetycznej modyfi kacji poddaje się wirusy typu odry lub adenowirusa, aby mogły wytwarzać białka koronawirusa worganizmie. Wirusy te są osłabione, więc nie mogą powodować cho- rób. Rozróżnia się wektory wirusowe, które nadal mogą się replikować wkomórkach oraz takie, które nie mogą, ponieważ kluczowe geny zo- stały wyłączone. Przykładem szczepionki opartej na replikujących wek- torach wirusowych (ang. replicating viral vector) jest osłabiony wirus odry. Również nowo zatwierdzona szczepionka przeciw wirusowi Ebola jest

208 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

przykładem szczepionki opartej na wektorze wirusowym, który repliku- je się wkomórkach. Takie szczepionki wydają się być bezpieczne iwy- wołują silną odpowiedź immunologiczną. Istniejąca odporność na wek- tor może jednak osłabić skuteczność szczepionki. Zkolei niereplikujące się wektory wirusowe (ang. non-replicating viral vector) oparte są na ade- nowirusach. Do tej pory nie uzyskano licencjonowanych szczepionek stosujących tę metodę, ale ma ona długą historię zastosowania wterapii genowej. Przyjmuje się, że dawki przypominające mogą być potrzebne do wywołania długotrwałej odporności. Nad takim podejściem pracuje Johnson & Johnson – amerykański gigant farmaceutyczny. Wielu badaczy zainteresowanych jest wykorzystaniem szczepionek opartych na białkach wirusa (ang. protein-based vaccines), które można podawać bezpośrednio do organizmu. Planuje się również stosowanie fragmentów białek lub otoczek białkowych, które imitują zewnętrzną warstwę koronawirusa. Nad podjednostkami białkowymi (ang. protein subunits) pracuje blisko 30 zespołów, koncentrując się na białku wypu- stek (ang. spike protein) wirusa lub jego kluczowej części, zwanej domeną wiążącą receptor. Podobne szczepionki przeciwko wirusowi SARS chro- niły małpy przed infekcją, ale nie zostały przetestowane na ludziach. Do działania szczepionki te mogą wymagać adiuwantów – cząsteczek stymulujących układ odpornościowy dostarczanych wraz ze szczepion- ką – atakże wielu dawek. Stosowane są również cząsteczki wirusopo- dobne (ang. virus-like particles) wykorzystujące puste otoczki wirusów, które naśladują strukturę koronawirusa, ale nie są zakaźne, ponieważ nie mają materiału genetycznego. Pięć zespołów pracuje nad szczepion- kami przeciw wirusowi (VLP), które mogą wywołać silną odpowiedź immunologiczną, ale prawdopodobnie będą trudne do wyprodukowania.

161. Czy można wykorzystać rośliny jako biofabryki do produkcji szczepionek?

Przyjmuje się, że szczepionki są najbardziej opłacalną i najskutecz- niejszą metodą zmniejszania obciążenia chorobami zakaźnymi. Myśli się oopracowaniu skutecznej szczepionki do zwalczania COVID-19. Obejmuje to szczepionki pochodzenia roślinnego, które można wy- produkować mniejszym kosztem wdużych ilościach, ponieważ rośli- ny nośnikowe są łatwo akceptowane przez pacjentów, a pochodzące znich antygeny są stabilne imogą być przechowywane przez długi czas. Przyjmuje się, że dostępne technologie roślinne mogą wnieść znaczący

209 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

wkład do zwalczania wirusa SARS-CoV-2 odpowiedzialnego za pande- mię COVID-19. Dotyczy to uzyskiwania odczynników diagnostycznych do zestawów do wykrywania wirusów, produkcji szczepionek ileków przeciwwirusowych do leczenia objawów. Opublikowanie sekwencji nukleotydowej SARS-CoV-2 dostarczyło informacji wymaganych do wytworzenia rekombinowanych białek wirusowych jako odczynników diagnostycznych. Rośliny są w stanie produkować te białka w szyb- kiej, masowej skali, co prowadzi do przyspieszenia produkcji bardzo potrzebnych zestawów testowych. Drugą zidentyfi kowaną funkcją roślin jest ich wykorzystanie wopra- cowywaniu szczepionek. Szczepionki podjednostkowe przeciwko grypie sezonowej ipandemicznym szczepom grypy były wytwarzane wrośli- nach, głównie zwykorzystaniem przejściowej ekspresji wtytoniu. Wro- ślinach można produkować przeciwciała służące do biernej immunotera- pii. Wniektórych przypadkach najbardziej ekonomiczną opcją produkcji przeciwciał jest sadzenie roślin transgenicznych na dużą skalę. Inne zastosowanie roślin związane jest produkcją leków przeciwwi- rusowych. Hamują one cykl replikacji wirusa, atym samym spowalniają infekcję iumożliwiają zwalczanie infekcji przez układ odpornościowy. Przyjmuje się, że pochodzące z roślin białka wiążące węglowodany, zwane lektynami, mogą być stosowane jako środki przeciwwirusowe. Lektyny wiążą się zszerokim zakresem wirusów, umożliwiając ich dez- aktywację. Idąc wtym kierunku, zespół naukowców zQueensland University of Technology opracowuje szczepionkę przeciwko wirusowi COVID-19, wykorzystując rośliny tytoniu (Nicotiana benthamiana). Zkolei biofarmaceutyczna fi rma Medicago, zsiedzibą wKanadzie, zpowodzeniem opracowała wirusopodobną cząstkę (VLP) koronawirusa już 20 dni po uzyskaniu sekwencji nukleotydowej SARS-CoV-2 przy użyciu zastrzeżonej technologii roślinnej. Obecnie produkt znajduje się wpierwszej fazie badań klinicznych. Firma zamierza badać bezpieczeń- stwo iskuteczność podawania szczepionki obejmującej wyłącznie wiru- sopodobną cząstkę oraz wpołączeniu zadiuwantami wzmacniającymi jej działanie typu GSK lub Dynavax (adiuwanty CpG 1018 lub AS03, dawki VLP 3,75 μg, 7,5 μg i15 μg). Również British American Tobacco, poprzez swoją biotechnologiczną spółkę wUSA, Kentucky BioProcessing (KBP) jest obecnie na etapie badań klinicznych iwykorzystuje tytoń do produkcji fragmentu wirusa jako antygenu.

210 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

Wśród kluczowych zagadnień związanych z zastosowaniem roślin jako jadalnych szczepionek jest możliwość wykorzystania wtórnych metabolitów roślin jako potencjalnych adiuwantów lub wprowadzenie dodatkowych genów kodujących takie adiuwanty. Jadalne szczepionki odgrywają znaczącą rolę wstymulowaniu odpor- ności śluzówki, gdy wchodzą wkontakt zwyściółką przewodu pokar- mowego. Dodatkową przewagę umożliwiającą produkcję antygenów dla niedrogiej ibezpiecznej szczepionki podjednostkowej stanowi możli- wość wprowadzania zmian wchloroplastach lub uzyskania przejściowej ekspresji, wykorzystując wektory oparte na wirusach roślinnych. Zkolei problematyczny może być brak określenia możliwości wystąpienia zja- wiska alergii czy tolerancji (Sahoo iin., 2020). Chociaż produkcja jadalnych szczepionek przeciwko różnym choro- bom zakaźnym ludzi izwierząt jest wciąż na wczesnym etapie, uważa się, że jej rozwój stanie się faktem w najbliższej przyszłości. Celem produkcji szczepionki jadalnej jest uzyskanie immunizacji przez bez- pośrednie podanie jadalnej części rośliny, jednak stężenie antygenu w różnych częściach rośliny nie jest takie same i utrudnia standary- zację dawki szczepionki. Skład produktu końcowego, bezpieczeństwo, skuteczność i długoterminowa stabilność w warunkach polowych są również przedmiotem obaw. Kwestie etyczne dotyczą także stosowa- nia jadalnych szczepionek, przede wszystkim, czy jadalne szczepionki należy uznać za środek spożywczy czy za lek. Kontrowersje budzi po- nadto jadalna szczepionka jako organizm genetycznie modyfi kowany. Jednocześnie wskazuje się na konieczność ponownej oceny przepisów dotyczących GMO, zwłaszcza wEuropie, umożliwiającej wykorzystanie roślin genetycznie modyfi kowanych izprzejściową ekspresją na szerszą skalę, wtym uwolnienie do środowiska (Capell iin., 2020). Równie poważnym wyzwaniem dla globalnego bezpieczeństwa izdrowia publicznego staje się bioterroryzm zpowodu niewłaściwego zarządzania transgenicznymi roślinami jadalnymi w złych zamiarach. Wrezultacie zarówno kraje rozwinięte, jak irozwijające się muszą pod- jąć kroki w celu zdefi niowania przepisów, które byłyby przestrzega- ne na całym świecie, aby uniknąć bioterroryzmu. Za bezpieczeństwo szczepionek opartych na roślinach odpowiada w Europie Europejska Agencja Leków (EMA), awUSA Agencja ds. Żywności iLeków (FDA) wprzypadku ludzi oraz Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA) zatwierdzający szczepionki weterynaryjne.

211 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

162. Czy pandemia COVID-19 zmieni podejście do produkcji leków iszczepionek?

Przyjmuje się, że pandemia istotnie zmieni podejście ze względu na przyspieszenie prac nad opracowaniem szczepionki przeciwko wirusowi SARS-CoV-2. Mówi się opojawieniu się podejścia Industry 4.0, ponie- waż częściowo wykorzystuje się tradycyjne podejście do szczepionek, opartych na produktach inaktywowanych iatenuowanych. Większość badań koncentruje się jednak na bardziej nowoczesnych szczepionkach opartych na DNA, RNA ibiałkach. Tradycyjne szczepionki wytwarzane wjajach kur lub ze składników pobranych zosocza krwi uzyskuje się zbyt wolno; są również zbyt złożone, aby je wyprodukować. Ponad- to występują trudności ze zwiększeniem skali produkcji i wiążą się znimi obawy związane zbezpieczeństwem. Natomiast zaawansowane szczepionki, wtym szczepionki oparte na rekombinowanym antygenie,

Ryc. 14. Wykrywanie wirusa SARS-CoV-2 zzastosowaniem metod diagno- stycznych tradycyjnych opartych na wykrywaniu przeciwciał oraz nowo- czesnych, rekomendowanych metod molekularnych. Na schemacie został przedstawiony przebieg choroby od momentu kontaktu z koronawirusem wodniesieniu do możliwości diagnostycznych iskuteczności wykrywania kontaktu zwirusem SARS-CoV-2

212 Inżynieria genetyczna ijej wpływ na człowieka

DNA imRNA, są wyjątkowo bezpieczne imogą szybko iskutecznie reagować na wirusy owysokim potencjale pandemicznym iwysokim wskaźniku śmiertelności. Przyjmuje się, że wysiłki na rzecz stworzenia szczepionek przeciwko pandemii będą miały długoterminowy wpływ na rozwój przemysłu biofarmaceutycznego po COVID-19 w sposób niewyobrażalny jeszcze rok temu. Uruchomienie dodatkowych mocy produkcyjnych szczepionek skłoni programistów do ponownej oceny produktów, które wcześniej uważano za zbyt drogie. Zaawansowane szczepionki są wytwarzane wustalonych operacjach bioprocesowych, które wcześniej zostały szeroko przetestowane przy użyciu innych metod terapeutycznych. Szczepionki tego typu są jednak drogie iprzed COVID-19 nie mogły konkurować ztradycyjnymi szcze- pionkami. Jednak COVID-19 całkowicie ina zawsze zmienił stosunek ryzyka do kosztów/korzyści szczepionek. Naukowcy iinżynierowie zaj- mujący się bioprocesami pracują teraz przez całą dobę, aby opracować bioprodukcję nowej generacji, dzięki której powstaną zaawansowane

Ryc. 15. Schemat uzyskiwania szczepionki metodami tradycyjnymi oraz przyspieszoną ścieżką, która została dopuszczona wprzypadku szczepion- ki przeciw wirusowi SARS-CoV-2. Wpodejściu przyspieszonym wykorzy- stuje się dostępne dane dla podobnych wirusów, dla których uzyskano już szczepionki. Wbadaniach klinicznych prowadzi się równolegle fazy badań od Ido III. Dodatkowo, jeszcze przed kilkuletnią oceną skuteczności szcze- pionki przez Europejską Agencję Leków (EMA) oraz Agencję ds. Żywności iLeków (FDA), zakłada się produkcję szczepionki na dużą skalę, co może stanowić podejście ryzykowne ze względu na brak pełnego potwierdzenia skuteczności ibezpieczeństwa nowych szczepionek. Przyspieszona ścieżka skraca okres prac nad szczepionką zblisko 10 lat do około 1 roku

213 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

szczepionki – wopłacalny sposób iwilościach niezbędnych do reago- wania na przyszłe pandemie iepidemie (ryc. 14, 15). COVID-19 nie jest jedynym czynnikiem zmieniającym produkcję leków iszczepionek. Przemysł biotechnologiczny wykorzystał już tech- nologie jednorazowego użytku iobecnie zmierza wkierunku ciągłego przetwarzania biologicznego. Będzie to możliwe jedynie dzięki zasto- sowaniu zaawansowanych technologii analitycznych (PAT), automa- tyzacji ikontroli. Cyfrowa bioprodukcja, wtym sztuczna inteligencja (AI), rzeczywistość rozszerzona (AR) i rzeczywistość wirtualna (VR) już zaczynają być wdrażane imogą potencjalnie przekształcić produkcję biologiczną. Cyfrowa bioprodukcja oferuje dodatkowo bezpieczeństwo pacjentów dzięki zaawansowanym technologiom, które można wykorzy- stać do monitorowania każdego etapu procesu produkcyjnego wniespo- tykany dotąd sposób. 10. Biotechnologia zwierząt

163. Na czym polega procedura uzyskiwania zarodków zwierząt wwarunkach laboratoryjnych – in vitro?

Kompleksowa procedura uzyskiwania zarodków zwierząt wwarunkach laboratoryjnych (in vitro) obejmuje trzy główne etapy: 1) pozyskanie iprzygotowanie gamet do zapłodnienia; oocyty pozyskane zpęcherzy- ków jajnikowych są wstadium profazy pierwszej mejozy (diktioten) inie są gotowe do zapłodnienia, dlatego wymagają wstępnej inkubacji określanej mianem dojrzewania (ang. in vitro maturation, IVM) wcelu osiągnięcia pełnej kompetencji do zapłodnienia (stadium metafazy drugiej mejozy), natomiast ejakulowane plemniki poddawane są pro- cesowi kapacytacji zmierzającemu do nabycia pełnej ruchliwości oraz przygotowania błony komórkowej plemnika do fuzji ze specyfi cznymi receptorami zlokalizowanymi na osłonce przejrzystej (zona pellucida) oocytu, 2) zapłodnienie (ang. in vitro fertilization, IVF); etap mający na celu uzyskanie zapłodnionych oocytów (zygot), który można prze- prowadzić na dwa sposoby: tzw. standardowy polegający na wspólnej inkubacji gamet albo wspomagany, polegający na mikrochirurgicznym wprowadzeniu jednego plemnika do cytoplazmy oocytu (ang. intra- cytoplasmic sperm injection, ICSI), 3) inkubacja zarodków (ang. in vitro culture, IVC) określana także mianem „hodowli zarodków”. Wszystkie etapy procedury prowadzone są wspecjalistycznym inkubatorze kon- trolującym szereg parametrów środowiska (skład atmosfery gazowej, na

przykład 5% CO2 wpowietrzu, temperatura, wilgotność).

164. Jakie są podstawowe źródła gamet (oocytów, plemników) wpro- cedurze uzyskiwania zarodków zwierząt in vitro?

Stopień trudności wpozyskiwaniu gamet do procedury IVM/IVF/IVC znacznie się różni wodniesieniu do gamet męskich iżeńskich. Podczas gdy plemniki zwierząt są dostępne wofercie komercyjnych fi rm zaj-

215 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

mujących się sprzedażą nasienia mrożonego (np. bydło) lub świeżego (np. świnia domowa), pozyskanie oocytów jest bardziej skomplikowane. Oocyty rozwijają się w gonadach żeńskich (jajniki) zlokalizowanych w jamie ciała w wyspecjalizowanych strukturach zwanych pęcherzy- kami jajnikowymi. Istnieją dwa źródła oocytów: jajniki samic podda- wanych komercyjnemu ubojowi ijajniki żywych zwierząt, poddanych procedurze przyżyciowego pozyskiwania oocytów (ang. ovum pick-up, OPU). Podczas gdy rzeźnia jest źródłem dużej ilości łatwo dostępnego materiału, to procedura OPU dotyczy pojedynczych zwierząt iwymaga wyspecjalizowanego personelu oraz sprzętu. Ponadto samice poddawa- ne procedurze OPU reprezentują zwykle grupę najcenniejszych pod względem hodowlanym zwierząt wstadzie. Najczęściej stosowanym sposobem pozyskiwania oocytów jest aspi- racja zawartości pęcherzyków jajnikowych, wtym oocytów, przy użyciu strzykawki zigłą. Taki uproszczony system stosuje się wlaboratorium wodniesieniu do jajników rzeźnianych, natomiast przyżyciowe pozyski- wanie wymaga użycia zestawu USG zgłowicą dopochwową wyposażoną wsystem aspiracji. Wtym przypadku oocyty pozyskuje się bezpośrednio zjajników żywego zwierzęcia przeprowadzając igłę przez ścianę pochwy inakłuwając poszczególne pęcherzyki jajnikowe, kontrolując jednocze- śnie czynności na monitorze USG. Zabieg przyżyciowego pozyskiwania oocytów (OPU) stosuje się coraz częściej we wspomaganym rozrodzie zwierząt (pierwsze doniesienie ubydła w1992 r.). Jest także standardo- wym elementem procedury pozyskiwania in vitro zarodków człowieka.

165. Czy zarodki zwierząt pozyskane in vitro są podobne do zarodków pozyskanych in vivo?

Dostępna jest bardzo bogata literatura porównująca cechy przedimplan- tacyjnych zarodków zwierząt pozyskanych in vivo iin vitro. Wocenie zarodków bydła jako punkt odniesienia przyjęto tzw. złoty standard (ang. gold standard). Odpowiada on charakterystyce zarodków pozy- skanych in vivo mających prawidłową morfologię idynamikę rozwoju. Przyjmuje się, że dynamika rozwoju przedimplantacyjnych zarodków zwierząt, rozumiana jako czas osiągania poszczególnych stadiów, jest zbliżona wobu systemach. Pewne cechy zarodków pozyskanych in vitro odbiegają jednak od parametrów złotego standardu. Dotyczy to między innymi morfologii iaktywności transkrypcyjnej genów. Dobrym przy- kładem jest proces silnego zwierania się (kompakcji) komórek zarodka

216 Biotechnologia zwierząt

zachodzący wstadium moruli (ubydła około 30 komórek, piąty dzień po zapłodnieniu). Wwarunkach in vivo kompakcja jest znacznie silniej- sza irozłożona wczasie, podczas gdy wwarunkach in vitro przebiega szybciej iwograniczonym zakresie. Wykazano jednak, że wpewnym zakresie zarodek może kompensować te niedoskonałości. Przyjmuje się, że odsetek ciąż bydła wynikających zprzeniesienia zarodków pozy- skanych in vitro (40-50%) jest niższy wporównaniu zzarodkami pozy- skanymi in vivo (60-75%). Należy jednak pamiętać, że część zarodków pozyskanych in vivo także wykazuje nieprawidłowości rozwojowe inie spełnia wymagań złotego standardu. Zjawisko to widać wkomercyjnie monitorowanych parametrach rozrodu, na przykład ubydła przyjmuje się, że ponad 90% owulowanych oocytów ulega zapłodnieniu in vivo, podczas gdy odsetek urodzonych cieląt waha się między 40 a 55%. Na to zjawisko składa się wiele parametrów (np. stan zdrowia iwiek samicy), ale także duża skala fi zjologicznej zamieralności zarodków (około 40% zapłodnionych oocytów).

166. Czy zarodki zwierząt pozyskane in vitro stanowią alternatywę dla zarodków pozyskanych wwarunkach naturalnych – in vivo?

Pierwsze cielę wywodzące się zzarodka uzyskanego po zastosowaniu kompleksowej procedury IVM/IVF/IVC urodziło się w1987 r. Pomimo dużego zainteresowania hodowców zwierząt zarodkami pozyskanymi wwarunkach in vitro skala ich wykorzystania wiąże się bezpośrednio zefektywnością procedury IVM/IVF/IVC różniącą się znacznie między gatunkami. Wnajwiększym zakresie zarodki pozyskane in vitro wyko- rzystuje się whodowli bydła. Zgodnie zdanymi Międzynarodowego Towarzystwa Technologii Zarodków IETS (ang. International Embryo Technology Society) dotyczącymi bydła, wskali globalnej liczba zarodków pozyskanych in vitro iprzeniesionych do biorczyń (757652) w2017 r. przewyższyła liczbę zarodków pozyskanych in vivo (406287). Wstosun- ku do 2016 r. udział zarodków pozyskanych in vivo wcałej puli zarod- ków bydła wzrósł o48,9%. Można zatem stwierdzić, że wodniesieniu do bydła zarodki pozyskane in vitro stanowią pełną alternatywę dla zarodków pozyskanych in vivo. Wprzypadku innych gatunków zwie- rząt gospodarskich zakres wykorzystywania zarodków IVF jest znacznie mniejszy, na przykład w2017 r. przeniesiono 21011 zarodków koni, wtym 543 zarodków pozyskanych in vitro (około 2,6%). Uowiec zarodki pozyskane in vitro stanowiły zaledwie 0,004% (55/12626).

217 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

167. Jaka jest efektywność uzyskiwania zarodków zwierząt in vitro?

Efektywność kompleksowej procedury IVM/IVF/IVC jest bardzo zróż- nicowana między gatunkami zwierząt iwdużej mierze odzwierciedla aktualny stan wiedzy na temat biologii rozrodu danego gatunku. Ru- tynowo stosowanym parametrem obrazującym skuteczność tej proce- dury jest procent zarodków osiągających stadium blastocysty (bydło 6-9 dzień po zapłodnieniu). Jest to najbardziej zaawansowane pod względem rozwojowym stadium przedimplantacyjnego rozwoju zarod- ka ssaków możliwe do uzyskania wlaboratorium. Odsetek zarodków osiągających stadium blastocysty wyrażony stosunkiem liczby blasto- cyst do liczby oocytów poddanych zapłodnieniu zależy od gatunku iwynosi: 30-40% ubydła iowcy oraz 25-35% ukonia. Wprzypadku świni domowej należy uwzględnić wysoką częstość nieprawidłowości przy zapłodnieniu polegającej na penetracji oocytu przez więcej niż jeden plemnik (polispermia). Dlatego publikowane dane uwzględniają to zjawisko, odnosząc procent blastocyst do prawidłowo zapłodnionych zarodków (monospermia). Udział blastocyst świni waha się od 30% do 40%. Największym wyzwaniem dla embriologów zwierząt okazuje się pies domowy, u którego tylko okazjonalnie uzyskuje się pojedyncze blastocysty.

168. Przez jaki czas po zapłodnieniu in vitro zarodki mogą rozwijać się w inkubatorze przed ich przeniesieniem do macicy matki zastępczej (biorczyni)?

Wwarunkach laboratoryjnych zarodki ssaków mogą rozwijać się zzacho- waniem potencjału rozwojowego przez kilka dni po zapłodnieniu, aż do uzyskania stadium blastocysty (np. bydło 6-9 dzień po zapłodnieniu, świnia domowa 6 dzień). Jest to okres rozwoju przedimplantacyjnego, czyli wwarunkach naturalnych (in vivo) zarodek dopiero przygotowuje się do interakcji zukładem rozrodczym samicy iimplantacji. Czas in- kubacji zarodków zależy od gatunku zwierzęcia oraz założonego celu. Wodniesieniu do hodowli zwierząt celem jest zwykle uzyskanie za- rodków wstadium blastocysty, które można skutecznie przenieść do macicy matki zastępczej (biorczyni) wcelu implantacji irozwoju płodu lub poddać mrożeniu (kriokonserwacji) iprzechowywaniu.

218 Biotechnologia zwierząt

169. Czy procedura pozyskiwania zarodków zwierząt in vitro różni się od procedury stosowanej uludzi?

Podstawowa rozbieżność rutynowo stosowanego protokołu pozyskiwania in vitro zarodków zwierząt iczłowieka dotyczy warunków przygotowy- wania oocytów do zapłodnienia (proces dojrzewania). Oocyty zwierząt pozyskuje się zmniejszych, rosnących pęcherzyków jajnikowych, które nie są jeszcze gotowe do owulacji i w naturalnych warunkach tylko nieliczne znich uległyby owulacji wkolejnych cyklach. Takie oocyty, znajdujące się wstadium profazy pierwszej mejozy (diktioten), są okre- ślane mianem „niedojrzałych” iprzed zapłodnieniem wymagają dodat- kowej inkubacji (dojrzewania) in vitro (np. ubydła 24 godziny, uświni 44 godziny). Wodróżnieniu od zwierząt wzdecydowanej większości zabiegów IVF uczłowieka oocyty dojrzewają wjajniku pacjentki hormo- nalnie przygotowanej do tego zabiegu. Dynamika wzrostu pęcherzyków jajnikowych jest monitorowana przy użyciu USG. Wściśle określonym czasie przed owulacją wykonuje się zabieg przyżyciowego pozyskiwania oocytów (OPU) wcelu pozyskania oocytów dojrzałych do zapłodnienia, czyli wstadium metafazy drugiej mejozy. Należy podkreślić, że niektóre kliniki stosują procedurę dojrzewania in vitro (IVM), jednak biorąc pod uwagę skalę, takie zabiegi stanowią niewielki odsetek. Drugim czynnikiem różnicującym procedury stosowane uzwierząt i człowieka jest sposób zapłodnienia oocytu. U zwierząt dominuje wspólna inkubacja gamet, czyli dochodzi do naturalnej penetracji oocy- tu przez plemnik. Natomiast uczłowieka najczęściej stosuje się zabieg mikrochirurgicznego wprowadzenia jednego plemnika do cytoplazmy oocytu (ang. intracytoplasmic sperm injection, ICSI). Oznacza to, że nie dochodzi do penetracji oocytu przez losowy plemnik, aselekcji doko- nuje embriolog na podstawie parametrów morfologicznych plemników.

170. Czy hodowcy zwierząt są zainteresowani zarodkami ookreślo- nej płci?

Zainteresowanie hodowców potomstwem określonej płci wynika bez- pośrednio ze specyfi ki produkcji zwierzęcej. Dobrym przykładem jest bydło mleczne. Przyjmuje się, że średnia długość życia wysokowydajnej krowy mlecznej wPolsce wynosi 5 lat, zczym wiąże się spora dynami- ka brakowania (usuwania ze stada iprzeznaczania ma rzeź) zwierząt ikonieczność ich zastępowania przez młode osobniki, co określane jest

219 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

mianem remontu stada. Ponieważ produkcja mleka wiąże się zciążą, dlatego producenci mleka są głównie zainteresowani zwierzętami płci żeńskiej. Możliwość uzyskiwania potomstwa o określonej płci pojawiła się w1999 r. wraz zkomercyjnym zastosowaniem cytometru przepływowe- go do sortowania plemników na podstawie przenoszonego chromosomu płci. Uzwierząt gospodarskich chromosom X jest większy od chromo- somu Y istąd zawiera on więcej DNA. Cytometr przepływowy, zwany w tym przypadku sorterem, dokonuje pomiaru całkowitej zawartości DNA wkażdym zplemników idzieli populację gamet na dwie kate- gorie: przenoszące chromosom X iprzenoszące chromosom Y. Różnica zawartości DNA wchromosomach X iY wpływa na zróżnicowaną zawar- tość całkowitego DNA wplemnikach obu kategorii (np. 3,8% ubydła, 3,6% uświni domowej). Sorter pozwala na uzyskanie frakcji zawierającej >90% plemników zawierających dany chromosom płci. Oznacza to moż- liwość uzyskania potomstwa opożądanej płci zprawdopodobieństwem >90%. Należy pamiętać, że dawka nasienia sortowanego jest droższa od dawki standardowej (niesortowanej), askuteczność unasieniania (od- setek ciąż) jest niższa (około 42%) wporównaniu ze skutecznością po użyciu nasienia niesortowanego (około 52%). Nasienie sortowane wy- maga zatem dobrej organizacji rozrodu wstadzie icieszy się zaintereso- waniem głównie wdużych stadach wysokowydajnych krów mlecznych. Według IETS w2017 r. zarodki bydła uzyskane po użyciu sortowanego nasienia stanowiły wskali globalnej niecałe 6% populacji zarodków po- zyskanych in vivo. Zainteresowanie nasieniem sortowanym nie ogranicza się tylko do bydła, gdyż jest stosowane, chociaż wmniejszym zakresie, także wrozrodzie koni czy świń.

171. Na czym polega procedura przenoszenia zarodków zwierząt (ang. embryo transfer, ET)?

Przenoszenie zarodków w znaczeniu ogólnym polega na pozyskaniu większej liczby zarodków od wybitnej samicy (dawczyni), wypłukaniu ich z jej macicy po kilku dniach od zapłodnienia i przeniesieniu do macicy tzw. matki zastępczej (biorczyni). Ta biotechnika cieszy się szczególnym zainteresowaniem whodowli bydła. Bydło jest gatunkiem monopłodowym (ciąża pojedyncza uważana jest za fi zjologiczną) odłu- gim okresie ciąży (9 miesięcy) iuzyskiwaniem hodowlanej dojrzałości do rozrodu średnio wwieku 18,5 miesiąca. Te parametry sprawiają, że

220 Biotechnologia zwierząt

hodowcy zainteresowani są uzyskiwaniem większej liczby potomstwa od wybitnych samic niż pozwala na to standardowy rozród. Procedura przenoszenia zarodków (ang. embryo transfer, ET) obejmuje następu- jące etapy: • stymulację hormonalną dawczyni wcelu uzyskania tzw. mnogiej owu- lacji (superowulacja) • hormonalną synchronizację cyklu rujowego dawczyni ibiorczyń zarod- ków • sztuczne unasienianie dawczyni • wypłukanie iocenę morfologii zarodków siódmego dnia po unasienia- niu, gdy powinny one osiągnąć stadium blastocysty • przeniesienie prawidłowych zarodków do macicy przygotowanych bior- czyń lub ich zamrożenie iprzechowywanie.

Hormonalna stymulacja dawczyni wcelu uzyskania mnogiej owulacji stwarza warunki do wzrostu iowulacji wielu pęcherzyków jajnikowych, podczas gdy wwarunkach fi zjologicznych wdanym cyklu płciowym ga- tunek monopłodowy owuluje tylko jeden pęcherzyk pomimo wzrostu większej ich liczby. Pozostałe pęcherzyki ulegają degeneracji. Liczba zarodków możliwych do pozyskania u bydła holsztyńsko-fryzyjskiego (bydło mleczne) po zastosowaniu superowulacji waha się wszerokim zakresie do ponad 50, ze średnią wynosząca około 6 zarodków na zabieg przeniesienia zarodków.

172. Jak została sklonowana owieczka Dolly?

Zasadnicza istota sukcesu zespołu profesora Iana Wilmuta (Wilmut iin., 1997) ze szkockiego Roslin Institute polega na tym, że po raz pierwszy whistorii odtworzono dorosłego ssaka zkomórki innej niż rozrodcza, adokładnie zcałkowicie zróżnicowanej komórki somatycznej. Wcelu przeprowadzenia procedury klonowania somatycznego (SCNT) naukow- cy pobrali dwa rodzaje komórek: komórkę zwymienia owcy (owca A) oraz dojrzały do zapłodnienia oocyt od drugiej samicy (owca B). Oocyt został poddany procedurze enukleacji, czyli usunięcia jądra ko- mórkowego, atym samym jądrowego DNA. Następnie komórka soma- tyczna owcy Azostała mikrochirurgicznie wprowadzona przez iniekcję do oocytu owcy B uprzednio pozbawionego jądra. Wten sposób po- wstał jednokomórkowy, klonowany zarodek składający się zkomórki wymienia oraz oocytu pozbawionego jądra. Dla dalszego rozwoju oba

221 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

elementy tej zrekonstruowanej zygoty poddane zostały jeszcze fuzji wpolu elektrycznym. Klonowany zarodek zawierał DNA pochodzący zarówno zkomórki somatycznej (DNA jądrowy ikilka kopii DNA mi- tochondrialnego owcy A), jak iwielu tysięcy kopii mitochondrialne- go DNA zawartego wcytoplazmie oocytu owcy B. Następnie zarodek został wprowadzony do macicy trzeciej owcy, czyli matki zastępczej (owca C), która urodziła owieczkę Dolly. Uznaje się, że owca Dolly była klonem owcy A. Różniła się jednak od niej mitochondrialnym DNA pochodzącym zoocytu owcy B. Zpewnością klonowanie komórek so- matycznych wyższych ssaków to ogromny sukces naukowy, stwarzający wistotny sposób nowe możliwości wzakresie inżynierii genetycznej, biomedycyny, hodowli zwierząt iwielu innych dziedzin.

173. Co rozumiemy pod pojęciem ksenotransplantacji?

Ksenotransplantacja to przeszczepianie komórek, tkanek inarządów po- między różnymi gatunkami. Według U.S. Public Health Service jest to każda procedura, która obejmuje transplantację, implantację czy infuzję człowiekowi żywych komórek, tkanek lub organów pochodzących od zwierząt, atakże płynów ustrojowych, komórek, tkanek czy narządów człowieka, które weszły wkontakt ex vivo ze zwierzęcymi komórkami, tkankami lub narządami. Niestety, taki przeszczep jest immunolo- gicznie wysoce niezgodny, co wynika zróżnic genetycznych pomiędzy dawcą abiorcą. Wtransplantologii funkcjonuje pojęcie gatunków fi lo- genetycznie bliskich (ang. concordant) iodległych (ang. disconcordant), aczas przeżycia przeszczepu zależy od dystansu fi logenetycznego, jaki dzieli dawcę ibiorcę. Wprzypadku gatunków blisko spokrewnionych proces odrzucenia przeszczepu jest względnie długi iwynosi od kilku godzin do paru dni. Wprzypadku gatunków odległych fi logenetycznie następuje bardzo szybko, wciągu kilkunastu minut. Ksenotransplan- tacja stała się realna dzięki metodom inżynierii genetycznej, która obniża rozpoznawanie przeszczepu ijego natychmiastowe odrzucanie.

174. Dlaczego potrzebny jest rozwój ksenotransplantacji?

Pogłębiający się zkażdym rokiem niedobór narządów zmusza do po- szukiwania nowych i bardziej skutecznych metod ich pozyskiwania. Do najważniejszych znich można zaliczyć inżynierię tkankową, wy- korzystanie komórek macierzystych, terapię biohybrydową, tworzenie

222 Biotechnologia zwierząt

sztucznych narządów czy bioreaktorów, które będą pełnić ich funkcje. Szczególne nadzieje pokłada się wprzeszczepianiu zmodyfi kowanych metodami inżynierii genetycznej narządów pozyskiwanych od zwierząt, czyli wksenotransplantacjach.

175. Jakie zwierzęta mogą być źródłem komórek, tkanek inarządów dla człowieka?

Wybór dawcy nie jest prostą kwestią. Narządy zwierzęcia muszą wdu- żym stopniu wykazywać podobieństwo do narządów człowieka zarówno anatomiczne, jak ifi zjologiczne. Pod uwagę bierze się małpy naczelne – pawiany (Papio sp.) iszympansy (Pan troglotydes), atakże świnię domo- wą (Sus scrofa). Naczelne są fi logenetycznie najbliżej spokrewnionymi zczłowiekiem zwierzętami (ang. nonhuman primates, NHPS). Szympansy ipawiany były początkowo brane pod uwagę jako potencjalni dawcy ze względu na duże podobieństwo anatomiczne ifi zjologiczne ich na- rządów do organów człowieka. Problemem wydają się być jednak małe rozmiary narządów pawiana czy szympansa, atym samym niemożność wykorzystania na przykład serca uludzi dorosłych, ajedynie udzieci oczekujących na właściwy alloprzeszczep (przeszczep od innego czło- wieka). Podejmowano nawet próby kliniczne zwykorzystaniem organów pochodzących od naczelnych. Pomimo dość owocnych wyników wba- daniach klinicznych, zainteresowanie naczelnymi jako potencjalnymi dawcami narządów dla ludzi zmalało zkilku powodów. Małpy są trudne whodowli, mają niską płodność, wydają na świat zazwyczaj tylko jedne- go potomka ito po dość długim okresie ciąży, późno osiągają dojrzałość płciową. Wszystko to sprawia, że zastosowanie kliniczne pochodzących od nich narządów potencjalnie byłoby rozwiązaniem bardzo drogim. Mała efektywność ich pozyskiwania mogłaby również nie pokryć wca- łości zapotrzebowania terapeutycznego na narządy. Ich wykorzystanie budzi także ogromny sprzeciw opinii publicznej. Wiele osób uważa, że struktury społeczne, jakie budują, oraz inteligencja, jaką posiada- ją naczelne, ze względów etycznych uniemożliwia ich wykorzystanie jako dawców na wielką skalę. Filogenetyczna bliskość jest jednocześnie najsilniejszym atutem i największą barierą. Tak duże podobieństwo biochemiczne sprawia, że znaczna część patogenów wirusowych pawia- nów iszympansów jest wstanie zpowodzeniem infekować ludzi. Do retrowirusów mogących powodować objawy chorobowe uludzi zalicza się wszczególności: BaEV (ang. baboon endogenous retrovirus), SIV (ang.

223 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

simian immunodefi ciency virus), STLV (ang. simian T-lymphotropic virus), SRV (ang. exogenous simian retrovirus), SFV (ang. simian foamy virus) oraz wirus SV40 (ang. simian virus). Ogrom problemów związanych zwykorzystaniem wksenotransplan- tacji gatunków bliskich wymagał znalezienia potencjalnego dawcy wśród gatunków fi logenetycznie odległych. Optymalnym gatunkiem okazała się świnia. Świnie są łatwe itanie whodowli, rozmnażają się szybko, mają liczne potomstwo. Zróżnicowanie wielkości wśród ras pozwala na dobranie organów oodpowiedniej wielkości dla różnych biorców. Zwie- rzęta te łatwo poddają się zabiegom inżynierii genetycznej. Mają zbliżo- ne parametry anatomiczne ifi zjologiczne. Zbliżona jest także osmolar- ność moczu, wielkość fi ltracji kłębuszkowej iprzepływ krwi przez nerki. Podobny jest też rzut minutowy serca i ciśnienie tętnicze. Niektóre hormony (insulina) oraz czynniki tkankowe (czynnik VIII krzepnię- cia) działają na organizm człowieka, co potwierdza ich zastosowanie wbadaniach klinicznych. Perfuzja krwi przez wątrobę świni umożliwia detoksykację chorych wśpiączce wątrobowej. Znaczny dystans fi loge- netyczny jest jednak powodem ogromnych problemów immunologicz- nych po przeszczepie, ale potencjalnie zmniejsza ryzyko zakażeń wi- rusowych. Mimo istotnych problemów właśnie na świni koncentrują się obecnie wszystkie badania mające doprowadzić w przyszłości do zlikwidowania problemu, jakim jest brak narządów do transplantacji uludzi. Jednak taki narząd jest dla człowieka przeszczepem tkanko- wo wysoce niezgodnym i prawie natychmiast zaczyna być odrzucany wwyniku tzw. nadostrej reakcji immunologicznej. Uczłowieka obec- ne są ksenoreaktywne przeciwciała skierowane przeciwko antygenowi Gal świni obecnemu na glikolipidach i glikoproteinach. Antygen Gal (Gal--1,3-Gal) powstaje wwyniku przyłączenia cząsteczki galaktozy do N-acetylolaktozoaminy wiązaniem -1,3-glikozydowym przy udzia- le enzymu -1,3-galaktozylotransferazy. Zarówno enzym, jak i reszta cukrowa nie występują uludzi imałp Starego Świata. Sugeruje się, że uprzodków wyższych naczelnych gen GGTA1 kodujący enzym -1,3- galaktozylotransferazę uległ inaktywacji. Aby przedłużyć czas przetrwania ksenoprzeszczepu w organizmie biorcy, metodami inżynierii genetycznej próbuje się modyfi kować ge- nom potencjalnego dawcy, co wkonsekwencji prowadzi do uzyskania zwierząt, których organy będą się charakteryzowały obniżoną immuno- gennością.

224 Biotechnologia zwierząt

176. Jakie osiągnięcia mają polskie zespoły wzakresie ksenotrans- plantacji?

Wramach projektu sektorowego opracowano innowacyjną technologię wykorzystania tkanek transgenicznych świń do celów biomedycznych, na potrzeby ksenotransplantacji, ze szczególnym uwzględnieniem skóry, zastawek i naczyń. Uzyskano świnie, których komórki nie są rozpoznawane przez układ odpornościowy biorcy istanowią alternaty- wę do wykorzystania komórek macierzystych isztucznych narządów jak również umożliwią przyszłościowe wykorzystanie transgenicznych tkanek u pacjentów oczekujących na przeszczepy. Jest to znaczące osiągnięcie nie tylko wramach krajowych prac badawczo-rozwojowych, lecz także w badaniach światowych. Polski projekt był realizowany wlatach 2014-2018 przez partnerów: Uniwersytet Przyrodniczy wPo- znaniu – Katedrę Biochemii iBiotechnologii (lider projektu), Instytut Zootechniki-Państwowy Instytut Badawczy wBalicach, Instytut Gene- tyki Człowieka Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego wPoznaniu, Fundację Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi wZabrzu, Centrum Leczenia Oparzeń im. dr. Stanisława Sakiela wSiemianowicach Śląskich oraz Laboratorium Genetyki Molekularnej. Prowadzone prace hodowlane umożliwiły uzy- skanie transgenicznych świń zdelecją wobydwu allelach genu, prowa- dząc do wyłączenia antygenu Gal (Gal--1,3-Gal). Obecnie wFundacji Rozwoju Kardiochirurgii wZabrzu prowadzone są prace, których celem jest sprawdzenie możliwości wykorzystania do przeszczepów zastawek, natomiast Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich wykorzystuje wpraktyce klinicznej skórę pochodzącą od uzyskanych wramach projektu ksenotransplantacyjnego zwierząt jako materiał opa- trunkowy. Zkolei Uniwersytet Medyczny wPoznaniu podjął badania, których celem jest wykorzystanie skóry inaczyń krwionośnych trans- genicznych świń. Wzrastająca dostępność genetycznie modyfi kowanych świń umożliwia dokonanie postępu w eksperymentach dotyczących transplantacji wukładzie świnia-naczelne, wyłączając człowieka. Wten nurt wpisują się prace prowadzone wramach projektu MEDPIG. Pod- czas wieloletnich prac uzyskano kilka linii transgenicznych oraz poli- transgenicznych świń, włączono również najnowsze technologie edycji genomu – palce cynkowe oraz technologię CRISPR/Cas9 do uzyskania transgenicznych zwierząt. Niezbędne okazało się opracowanie syste- mu hodowli zwierząt oraz pozyskiwania tkanek transgenicznych świń

225 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

opartego również na biotechnologii rozrodu świń politransgenicznych. Opracowano icharakteryzowano nowe konstrukcje genowe do trans- genezy iprzeprowadzono wieloparametryczną charakterystykę trans- genicznych zwierząt. Ważną część projektu stanowi praktyczne wykorzystanie uzyskanych świń dla potrzeb biomedycznych, prowadzone przez renomowane ośrod- ki krajowe. Obejmują one przygotowanie opatrunku biologicznego do leczenia ran oparzeniowych iprzewlekłych oraz wykorzystanie naczyń iskóry wleczeniu chorób naczyń człowieka. Ponadto przygotowywano innowacyjne bioprotezy zastawek serca. Skóra transgenicznych świń już wielokrotnie przyczyniła się do uratowania życia ludzi zoparzeniami. Wartościami dodatkowymi zrealizowanego projektu jest wykazanie możliwości ścisłej współpracy współwykonawców na tym samym mate- riale biologicznym, jak również wprowadzenie do badań technologii mo- dyfi kacji CRISPR/Cas9 iuzyskanie pierwszych na świecie dużych zwie- rząt zwyłączonym genami warunkującymi odrzucanie przeszczepów.

177. Dlaczego prowadzi się badania zzakresu transgenezy zwierząt?

Modyfi kacje genetyczne komórek zwierzęcych prowadzi się wcelu po- twierdzenia, że wyizolowane (badane) geny kierują syntezą określo- nych białek lub są odpowiedzialne za określone czynności fi zjologiczne. Ocenia się wpływ wprowadzonych mutacji. Uzyskuje się (izoluje) geny odpowiedzialne za syntezę określonych białek. Prowadzi się analizę konsekwencji fi zjologicznych ekspresji specyfi cznych białek. Bada się również wpływ leków lub innych czynników. Prowadzi się produkcję zwiększonych ilości białek, które występują wniewielkich ilościach. Można również wyróżnić zastosowania praktyczne transgenezy zwie- rząt. Do celów biomedycznych uzyskuje się białka o znaczeniu far- maceutycznym, ksenogeniczne komórki itkanki. Planuje się również prowadzenie ksenotransplantacji organów. Wśród celów użytkowych wskazuje się modyfi kację produktów nabiałowych, mięsa iproduktów mięsnych jak również zwiększenie produkcji wełny.

178. Czy transgeniczne zwierzęta wytwarzają komercyjnie dostępne białka?

Tak. Pierwsze były transgeniczne kozy wytwarzające wmleku rekom- binowaną antytrombinę III człowieka, dostępną pod komercyjną nazwą

226 Biotechnologia zwierząt

ATryn®. Antytrombina III to środek antykoagulacyjny stosowany do profi laktyki zakrzepów krwi upacjentów zrzadką chorobą – dziedzicz- nym niedoborem antytrombiny. Stany Zjednoczone nie chciały dopuścić do stosowania leków uzyskiwanych w transgenicznych zwierzętach. Jednak fi rma GTC Biotherapeutics uzyskała w2006 r. zgodę na dopusz- czenie do sprzedaży zatwierdzone przez Komisję Europejską, ATryn® – zgodę Europejskiej Agencji Leków (ang. European Medicines Agency, EMA) do stosowania przy zapobieganiu krzepnięciu podczas zabiegów chirurgicznych upacjentów zdziedzicznym niedoborem antytrombiny. Agencja ds. Żywności i Leków (Food and Drug Administration, FDA) wprowadziła zmiany w przepisach dotyczących leków pochodzących ze zwierząt wcelu zatwierdzenia nowego zastosowania leków pocho- dzących od zwierząt (ang. new animal drug application, NADA). Preparat został zatwierdzony w2009 r. do sprzedaży dla pacjentów zdziedzicz- nym niedoborem antytrombiny. Zkolei fi rma Alexion Pharmaceuticals, Inc. (Lexington, MA) wpro- wadziła na rynek europejski iamerykański rekombinowaną lizosomalną kwaśną lipazę człowieka (ang. lysosomal acid lipase, LAL), wytwarzaną w genetycznie zmodyfi kowanym białku jaj kurzych. Oczyszczone re- kombinowane białko, nazywane sebelipazą alfa (nazwa komercyjna KA- NUMA), jest wskazane do stosowania wdługookresowej enzymatycznej terapii zastępczej (ang. enzyme replacement therapy, ERT) u pacjentów wkażdym wieku zniedoborem lizosomalnej kwaśnej lipazy.

179. Czy są dostępne komercyjnie transgeniczne zwierzęta wykorzy- stywane jako żywność?

Pierwszym whistorii genetycznie zmodyfi kowanym zwierzęciem prze- znaczonym do spożycia, które weszło do sprzedaży wUSA, jest łosoś AquAdvantage. Łosoś AquAdvantage rośnie dwa razy szybciej niż oryginal- ny atlantycki łosoś, potrzebuje o20% mniej pożywienia. Jego twórcą jest fi rma AquaBounty Technologies, która ma siedzibę wMaynard wstanie Massachusetts. Łosoś AquAdvantage jest genetyczną mieszanką trzech ryb: łososia atlantyckiego, pacyfi cznego iwęgorzycy. Do genomu tego zwierzęcia wprowadzono dodatkową kopię genu kodującego hormon wzrostu zodmiany łososia pacyfi cznego – czawyczy. Promotor pochodzi z węgorzycy, dzięki czemu hormon wzrostu produkowany jest stale, anie jak uzwykłego łososia tylko wlecie. Modyfi kacja łososia spowo- dowała, że osiąga on rozmiary dorosłego osobnika w16-28 miesięcy,

227 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

podczas gdy normalnie łososiom zabiera to 36 miesięcy. Transgeniczna ryba zatrzymuje swój wzrost wmomencie osiągnięcia typowych roz- miarów dla tego gatunku. Ryby są hodowane wzamkniętych stawach, co ogranicza możliwość przedostania się do środowiska. Kolejną biolo- giczną barierą jest sterylność łososi zapobiegająca ich krzyżowaniu się zdzikimi osobnikami. Uzyskano to dzięki potrojeniu kompletu chro- mosomów. Wgrudniu 2015 r. wtoku długich irygorystycznych badań naukowych FDA ustaliło, że łosoś AquAdvantage może być bezpiecznie spożywany przez ludzi izwierzęta. Łosoś jest dostępny wKanadzie iUSA.

180. Czy genetyczna modyfi kacja komarów może pomóc w walce zmalarią?

Brytyjska fi rma Oxitec opracowała genetycznie modyfi kowaną linię ko- mara Aedes aegypti (OX513A) wcelu ograniczenia populacji tego komara wmiejscu uwalniania. Otwarte próby polowe zostały przeprowadzone wBrazylii, na Kajmanach, wPanamie iMalezji. Aedes aegypti przenosi potencjalnie wyniszczające choroby wirusowe człowieka, wtym Zíka, dengi, żółtej febry ichikungunya. Do środowiska uwalniane są wyłącz- nie samce, ponieważ samice owadów są bezpośrednio odpowiedzialne za rozprzestrzenianie się chorób lub wytwarzanie larw, które niszczą uprawy. Samce mają jedyne zadanie: znaleźć dzikie samice w miej- scu ich występowania ikojarzyć się znimi. Samce Ae. aegypti OX513A zawierają samoograniczający gen (ang. self-limiting gene), który koduje nietoksyczne iniealergenne białko, uniemożliwiające ich potomstwu osiągnięcie dojrzałości, co powoduje zmniejszenie populacji owadów szkodników. Modyfi kacja jest stabilna przez ponad 150 pokoleń. Pięć badań wtrzech krajach wskazało ponad 90-procentową redukcję popu- lacji komarów. Samce są jednocześnie bardziej atrakcyjne od dzikich samców, żyją około 1 tygodnia, apo zaprzestaniu dostarczania mody- fi kowanych komarów do środowiska zanikają inie stanowią dla niego zagrożenia. Metodę można zastosować do różnych szkodników, od komarów przenoszących takie choroby jak denga iZika, po gąsienice ićmy nisz- czące pola kukurydzy. Technologia ma kilka kluczowych zalet. Wykazuje specyfi czność dla gatunku, owady rozmnażają się wobrębie własnego gatunku, nie powodując śmierci innych, pożytecznych owadów. Wyko- rzystuje naturalne instynkty kojarzenia samców wyszukujących wich

228 Biotechnologia zwierząt naturalnych środowiskach dzikie szkodniki, aukład można skalować. Nie są stosowane żadne substancje chemiczne szkodliwe dla środowi- ska. System samoograniczający oznacza, że owady nie mogą utrzymać się wekosystemie. Białka kodowane przez wprowadzone geny nie są toksynami ani alergenami. Perspektywy rozwoju 11. nowoczesnej biotechnologii

181. Co biotechnologia może zaoferować ludzkości?

Technologia organizmów zmodyfi kowanych genetycznie (GMO) jest szeroko stosowana wrolnictwie wostatnich latach wkilku regionach ima zróżnicowany potencjał wzakresie rozwiązywania problemów zwią- zanych ze zrównoważonym rozwojem, takich jak szkodniki ichoroby, susza, niedożywienie ibrak bezpieczeństwa żywnościowego wkrajach rozwijających się. Jednak kontrowersje dotyczące możliwych zagrożeń związanych ztechnologią GM wywołują również obawy społeczne. Po- mimo potencjalnych zagrożeń, nie udokumentowano żadnego przypad- ku dotyczącego negatywnego wpływu GMO od 1996 r., kiedy to po raz pierwszy skomercjalizowano uprawy GMO (James, 2015). Obecnie coraz większą wagę przykłada się do możliwości zastosowa- nia wramach Unii Europejskiej upraw opartych na edycji genomu, ze względu na potencjał nowych technik genomowych wpoprawie zrów- noważenia w całym łańcuchu dostaw żywności. Wynika to ze zmian klimatu, które wymagają podjęcia działań wcelu lepszej ochrony roślin przed pojawiającymi się agrofagami ichorobami, atakże wzakresie in- nowacji. Nowa Strategia Unii Europejskiej „od pola do stołu” (ang. Farm to Fork) dotycząca sprawiedliwego, zdrowego i przyjaznego dla środowiska systemu żywnościowego została przyjęta wBrukseli 20 maja 2020 r.40 Strategia przygotowana w ramach Zielonego Ładu zakłada, że nowe innowacyjne techniki, wtym biotechnologia iopracowywanie bioproduktów, mogą zwiększać dostępność żywności, pod warunkiem że są bezpieczne dla konsumentów iśrodowiska, przynosząc korzyści całemu społeczeństwu. Mogą również przyspieszyć proces zmniejszania zależności od pestycydów, atakże zapewnić bezpieczeństwo iróżnorod- ność materiału siewnego.

40 Strategia „od pola do stołu” na rzecz sprawiedliwego, zdrowego iprzyjaznego dla środowiska systemu żywnościowego. Bruksela, 20.5.2020 r. COM(2020) 381 fi nal.

230 Perspektywy rozwoju nowoczesnej biotechnologii

Organizacja EU-SAGE (ang. European Sustainable Agriculture through Genome Editing)41 jest przekonana, że Europa powinna stosować techniki edycji genomu, gdyż przyczyniają się one do bardziej zrównoważonego rolnictwa iprodukcji żywności. Sieć EU-SAGE obejmuje obecnie 129 europejskich instytutów istowarzyszeń zajmujących się badaniami ro- ślin, które wezwały europejskich decydentów ipolityków do podjęcia odpowiednich działań, aby dopuścić techniki edycji genomu do zrów- noważonego rolnictwa. Udoskonalanie plonów odbywa się od wieków za pomocą konwencjonalnych technik hodowli roślin, co prowadzi do zmian genetycznych wroślinie. Dziś innowacyjne precyzyjne techniki hodowli, takie jak CRISPR/Cas9, umożliwiają wprowadzanie ważnych właściwości do upraw wbardzo efektywny sposób. Innowacyjne meto- dy hodowli roślin są niezbędne do sprostania wyzwaniom związanym ze zmianami klimatu. Ztego powodu awaria systemów żywnościowych jest jednym znajwiększych zagrożeń związanych ze zmianami klimatu. Uprawy, które są bardziej odporne na szybko zmieniające się i trud- niejsze warunki środowiskowe, takie jak ostatnie okresy ekstremalnych susz w niektórych częściach Europy, będą miały kluczowe znaczenie dla powodzenia przyszłych podejść do produkcji żywności. Hodowla precyzyjna może przyczynić się do dostosowania upraw do określonego obszaru, zuwzględnieniem czynników środowiskowych danego regio- nu. Hodowla precyzyjna jest również wykorzystywana do generowania upraw oulepszonym składzie odżywczym, lepszej strawności, niższej zawartości składników przeciwodżywczych, zmniejszonej alergenności lub wymagającej mniejszych nakładów, co przyniesie bezpośrednie ko- rzyści dla naszego środowiska. Wśród 129 jednostek naukowych do sieci EU-SAGE dołączyły rów- nież polskie uczelnie oraz instytuty: Uniwersytet Warszawski, Instytut Biochemii i Biofi zyki Polskiej Akademii Nauk, Komitet Biotechnolo- gii Polskiej Akademii Nauk, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego (SGGW) oraz Uniwersytet im. Adama Mickiewicza. Wostatnich 20 la- tach zmieniło się postrzeganie iopinie społeczne na temat biotechnolo- gii igenetycznie modyfi kowanych roślin wUE (Dettenhofer iin., 2019; Zimny iin., 2019; Sowa iin., 2020; Woźniak iin., 2020). Zpewnością wpłynęła na to również pandemia wywołana wirusem SARS-CoV-2.

41 https://www.eu-sage.eu/

231 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

182. Jak biotechnologia oraz inżynieria genetyczna rozwijają się win- nych krajach?

Rozwój biotechnologii wdużym stopniu zależy od akceptacji społeczeń- stwa. Wróżnych krajach poziom rozwoju nowoczesnej biotechnologii przedstawia się inaczej. Dziewiętnaście z 27 państw członkowskich Unii Europejskiej głosowało za częściowym lub całkowitym zakazem stosowania organizmów zmodyfi kowanych genetycznie (GMO). Francja, Niemcy, Austria, Grecja, Węgry, Holandia, Łotwa, Litwa, Luksemburg, Bułgaria, Polska, Dania, Malta, Słowenia, Włochy iChorwacja wybrały całkowity zakaz upraw. Zupraw zrezygnowały również Walonia, fran- cuskojęzyczny region Belgii, atakże Szkocja, Walia iIrlandia Północna. Flamandzki region Belgii, Anglia iRumunia dopuszczają uprawy GMO. Przedstawiamy to na wybranych przykładach: Argentyna jako pierwszy kraj już w2015 r. wprowadziła przepisy dopuszczające stosowanie nowych technik edycji genomu. Obowiązują- ce tutaj przepisy prawne sprzyjają aktywnemu rozwojowi komercjalizacji biotechnologii. Uprawy genetycznie modyfi kowane obejmują bawełnę, lucernę, kukurydzę, soję, ziemniaki. Wostatnim czasie Argentyna za- twierdziła jako pierwszy kraj pszenicę oporną na suszę. Jest trzecim co do wielkości upraw krajem, przy czym prawie 100% upraw soi ibawełny oraz ponad 97% upraw kukurydzy jest transgeniczna. Austria. Austriacy są przeciwnikami inżynierii genetycznej, wyrażając wielokrotnie swoje obawy odnośnie do nowoczesnej inżynierii genetycznej wpublicznych protestach. Parlament zaakceptował wstrzymanie wszel- kiego importu transgenicznej żywności w trosce ośrodowisko. Austria promuje uprawy soi nietransgenicznej wkrajach spoza Unii Europejskiej. Belgia. Podejście do GMO zależy od regionu. Region Flamandzki zajmuje neutralne, wspierające stanowisko wsprawie GMO, natomiast regiony Brukseli iWalonii są przeciwko GMO. Region Walonii zakazał uprawy na swoim terytorium niektórych upraw GMO, surowe przepisy zniechęcają do uprawy GMO. Region Brukselski całkowicie zakazuje uprawy roślin GM na swoim terytorium. Bułgaria jest pierwszym państwem wEuropie Środkowej, wktórym przeprowadzono badania nad roślinami ulepszanymi biotechnologicz- nie. Obecnie Bułgaria określiła się jako kraj wolny od GMO, wprowa- dzając zakaz upraw GMO. Chiny. Wgrudniu 2019 r. chińskie Ministerstwo Rolnictwa iSpraw Wsi wydało certyfi katy bezpieczeństwa biologicznego dla dwóch no-

232 Perspektywy rozwoju nowoczesnej biotechnologii wych odmian roślin transgenicznych (soja ipapaja) oraz odnowiło cer- tyfi katy bezpieczeństwa biologicznego dla dziesięciu innych. Przyznano również certyfi kat bezpieczeństwa biologicznego dla upraw 192 odmian roślin, w tym jednej soi i dwóch produktów kukurydzianych. Chiny przede wszystkim zatwierdzają uprawy GM do importu wcelu dalszego przetwarzania na paszę dla zwierząt iolej roślinny oraz promują własne produkty. Zwyjątkiem papai ibawełny Chiny nie zatwierdziły jeszcze żadnej żywności ani pasz genetycznie modyfi kowanych do uprawy kra- jowej, chociaż zostały wydane certyfi katy bezpieczeństwa biologicznego dla uprawy niektórych produktów. Osobno rząd chiński wyjaśnił ścieżkę regulacyjną dla enzymów pochodzących zmikroorganizmów modyfi ko- wanych genetycznie (GMM). Długo oczekiwane przepisy dotyczące edycji genomu nie zostały jeszcze wydane pomimo aktywnego chińskie- go przemysłu krajowego ibadań oraz rozwoju publicznych instytutów. Czechy. Ustawodawstwo jest wpełni zbieżne zustawodawstwem Unii Europejskiej. W2019 r. wprowadzono trzy uwolnienia GMO do środowiska w postaci prób terenowych: śliwy, soi i jęczmienia jarego ołącznej powierzchni około 0,1 ha. Od 2018 r. nie są prowadzone upra- wy komercyjne ze względu na problemy z wprowadzaniem na rynek produktów, w tym mięsa i mleka od zwierząt karmionych kukurydzą zmodyfi kowaną genetycznie. Nowe techniki hodowli roślin inowe tech- niki edycji genów są stosowane tylko wramach zamkniętego użycia. Dania. Stanowisko Danii wsprawie GMO jest politycznie określa- ne przez rząd iFolketing. Dania zajmuje indywidualne stanowisko za każdym razem, gdy składany jest wniosek orozwój lub sprzedaż GMO. W związku z tym Dania wyraziła zgodę na część GMO. Uprawy ge- netycznie modyfi kowane nie są obecnie dopuszczone wDanii, jednak wiele produktów zupraw zmodyfi kowanych genetycznie zatwierdzono do stosowania wżywności ipaszy. Duńska Rada ds. Etyki opublikowa- ła w2019 r. raport zalecający zmianę prawodawstwa UE dotyczącego GMO wcelu ułatwienia wprowadzania roślin ozmodyfi kowanych ge- nach, ponieważ mogą one pomóc wosiągnięciu celów zrównoważonego rozwoju. W sprawozdaniu wezwano do zniesienia obecnych regulacji opartych na procesie uzyskiwania produktu na rzecz regulacji opartych na produktach. Finlandia jako członek Unii Europejskiej ściśle stosuje się do jej zaleceń. Społeczeństwo tego kraju jest żywo zainteresowane problema- tyką żywności genetycznie modyfi kowanej, nie kryjąc przy tym obaw. Prowadzone są jednocześnie szeroko zakrojone prace doświadczalne.

233 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

W 2019 r. wprowadzono dokładniejszą ocenę ryzyka dla zamierzone- go uwalniania GMO do środowiska. Zgoda na wprowadzane do obrotu produktów GMO jest udzielana wdrodze scentralizowanej procedury udzielania zezwoleń w UE. Genetycznie zmodyfi kowane rośliny za- twierdzone do upraw mogą podlegać krajowym zakazom uprawy lub ograniczeniom. Kilka prowincji zostało uznanych za wolne od GMO, a kilka gmin wprowadziło ograniczenia w stosowaniu żywności GM w kawiarniach gminnych i w uprawie odmian GM na polach gminy. W2014 r. Fińska Rada ds. Technologii Genów wyraziła opinię, że rośliny wytworzone wwyniku mutagenezy bezpośredniej nie wchodzą wzakres fi ńskiej ustawy otechnologii genowej. W2016 r. podjęto tymczasową decyzję, że linie potomne, modyfi kowane zzastosowaniem technologii CRISPR nie zawierające obcego DNA nie powinny podlegać przepisom UE dotyczącym technologii genów. Hiszpania. Od 1998 r. wszystkie prace związane zbiotechnologią iinżynierią genetyczną są nadzorowane przez władze regionalne. Od tego roku prowadzone są uprawy genetycznie zmodyfi kowanej kuku- rydzy MON810, jedynej rośliny zatwierdzonej wUE. Uprawa dotyczy 13 regionów, ze szczególnym udziałem Aragonii iKatalonii, ze względu na endemiczne występowanie omacnicy prosowianki. Całkowity areał upraw kukurydzy biotechnologicznej od 1998 r. wyniósł 35% iprowa- dzi do wzrostu zysków związanych zobniżeniem wydatków na środki ochrony roślin imniejsze zużycie paliwa. Holandia ma silną pozycję międzynarodową w sektorze hodowli roślin, rozwinięty przemysł hodowli warzyw, ziemniaków, traw iroślin ozdobnych. Jak dotąd modyfi kacje genetyczne są rzadko stosowane wich hodowli, ale rozwój nowych technik hodowli przy zmniejszeniu ograniczeń związanych zich stosowaniem zpewnością przyczyni się do dalszego rozwoju sektora. W2017 r. zaproponowano kryteria oparte na produktach końcowych, a nie technice stosowanej do ich powstania. Holenderskie fi rmy prowadzą bardzo małą hodowlę głównych roślin uprawnych takich jak soja ikukurydza, wktórych przypadku powszech- nie stosuje się modyfi kację genetyczną. Obecnie tego typu uprawy nie są prowadzone wHolandii. Japonia. Rząd japoński intensywnie popiera rozwój nowych techno- logii, aszczególnie wiele uwagi poświęca się rozwojowi biotechnologii. Dopuszczone do obrotu są: lucerna, rzepak odmiana Argentina, goź- dzik, bawełna, kukurydza, papaja, ziemniaki, róże, soja, burak cukrowy. Uprawia się głównie rośliny ozdobne. Wlistopadzie 2020 r. rząd Japonii

234 Perspektywy rozwoju nowoczesnej biotechnologii uzupełnił iopublikował wytyczne dotyczące postępowania zżywnością iproduktami rolnymi pochodzącymi ztechnologii edycji genomu. Mi- nisterstwo Zdrowia, Pracy iOpieki Społecznej opracowało inadzoruje wytyczne dotyczące żywności i dodatków do żywności poddawanych edycji genomowej, a Ministerstwo Rolnictwa, Leśnictwa i Rybołów- stwa – wytyczne dotyczące zarówno pasz idodatków paszowych pod- danych edycji genomowej, jak iwpływu produktów poddanych edycji genomowej na różnorodność biologiczną produktów podlegających jego jurysdykcji. Agencja ds. Konsumentów sfi nalizowała również wytyczne dotyczące oznakowania produktów poddanych edycji genomowej. Kanada jest obok Stanów Zjednoczonych krajem onajbardziej sko- mercjalizowanym wykorzystywaniu inżynierii genetycznej. Lucerna, rzepak, kukurydza, len, ziemniaki, soja, burak cukrowy, jabłka (uzyska- ne nowymi technikami hodowli) uprawiane są na skalę przemysłową. Wsklepach można zaopatrzyć się wżywność genetycznie zmodyfi kowa- ną. WKanadzie po raz pierwszy dopuszczono do spożycia transgenicz- nego łososia. Producenci nie mają obowiązku znakowania tej żywności – decyzję wtej sprawie podejmują dobrowolnie. Kanada była jednym zgłównych negocjatorów „Protokołu biobezpieczeństwa”, prezentując stanowisko fi rm biotechnologicznych. Meksyk od kilkudziesięciu lat jest uznawany za pioniera biotech- nologii roślin uprawnych w Ameryce Łacińskiej. Wkrótce po opraco- waniu technik genetycznej modyfi kacji roślin meksykańscy naukowcy zaczęli wykorzystywać je wswoich laboratoriach iustanowiono przepisy zapewniające rolnikom bezpieczną uprawę roślin biotechnologicznych. Niestety, wiele ztych postępów zostało zniweczonych przez zaanga- żowanych działaczy przeciwko GMO, co doprowadziło do zawieszenia upraw soi ikukurydzy GM wcałym Meksyku oraz znacznego ograni- czenia upraw bawełny GM. We wrześniu 2013 r. koalicja grup prze- ciwnych biotechnologii złożyła pozew zbiorowy, aby powstrzymać rząd meksykański przed wydawaniem zezwoleń, które pozwoliłyby rolni- kom uprawiać kukurydzę zmodyfi kowaną genetycznie. Orzeczenie od tego czasu wstrzymało uprawę ibadania zmodyfi kowanej genetycznie kukurydzy, co miało poważny wpływ na meksykańskich producentów żywności ikonsumentów. Meksyk jest teraz zależny od importu kuku- rydzy na paszę ze Stanów Zjednoczonych, Argentyny, Brazylii iRepu- bliki Południowej Afryki. Prawo zabrania stosowania nasion kukurydzy GMO wośmiu północnych stanach Meksyku jako środka chroniącego bioróżnorodność kukurydzy, przy czym po pozwie zbiorowym w2013 r.

235 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

uprawa kukurydzy GMO została zakazana we wszystkich 32 stanach Meksyku bez dodatkowego uzasadnienia. Obecnie w Meksyku upra- wiana jest jedynie bawełna. Dopuszczone do obrotu są lucerna, rzepak, bawełna, kukurydza, ziemniaki, ryż, soja, buraki cukrowe ipomidory. Niemcy. Niemieckie ustawodawstwo dotyczące organizmów mo- dyfi kowanych genetycznie jest zgodne z prawem Unii Europejskiej. Przepisy iregulacje dotyczące GMO są restrykcyjne ipozwalają na sku- teczny nadzór. W 2009 r. zakazano uprawy kukurydzy MON810. Od 2012 r. nie prowadzono wNiemczech komercyjnych upraw GMO, aod 2013 r. nie wprowadzano ich do obrotu. Przez krótki czas uprawiano na niewielką skalę ziemniaki GMO (0,3 ha) i buraki cukrowe GMO (0,5 ha). Prowadzone są prace dążące do zmiany defi nicji GMO lub związanych znią wyjątków wcelu wyłączenia organizmów poddanych edycji genomu z zakresu prawodawstwa, jeżeli nie wprowadzono ob- cych informacji genetycznych i/lub jeśli istnieje kombinacja materiału genetycznego, która może również powstać naturalnie lub tradycyjnymi metodami hodowlanymi. Norwegia. Norweska Rada Doradcza ds. Biotechnologii proponu- je nowe, zróżnicowane ramy regulacyjne, które pozwoliłyby na rozwój technologiczny przez znaczne zmniejszenie przeszkód regulacyjnych dla niektórych zastosowań inżynierii genetycznej, przy jednoczesnym utrzymaniu nadzoru i kontroli rządu. Zakłada trzy poziomy regulacji w zależności od wprowadzanych zmian. Poziom pierwszy wymagałby powiadomienia władz zpotwierdzeniem spełnienia kryteriów, miałby zastosowanie do GMO ze zmianami genetycznymi, które można rów- nież uzyskać konwencjonalnymi metodami, wtym zastąpieniem allelu innym, który już istnieje wgatunku, lub mutacjami, które mogą powstać naturalnie lub w wyniku mutagenezy. Drugi poziom obejmujący bar- dziej rozległe zmiany genetyczne, ale nie przekraczające granic gatun- kowych (transgenów) lub wstawianie syntetycznych (sztucznych) se- kwencji genetycznych, wymagać powinien przyspieszonej oceny, mniej rygorystycznej niż obecnie. Organizmy transgeniczne lub syntetyczne, które mogą stwarzać dodatkowe lub nieznane ryzyko, podlegałyby bie- żącej ocenie ryzyka wramach poziomu trzeciego. Ponadto organizmy ztymczasowymi, nie dziedzicznymi zmianami genetycznymi, takie jak zwierzęta zaszczepione szczepionkami DNA, powinny być wyłączone zzakresu regulacji dotyczących GMO. Rosja. W1999 r. zezwolono na import iuprawę genetycznie zmo- dyfi kowanej soi do celów spożywczych i paszowych. W 2020 r. Rosja

236 Perspektywy rozwoju nowoczesnej biotechnologii podpisała dekret nr 481, który przyspieszy technologie genetyczne iedycję genomu do zastosowania dla zdrowia publicznego, rolnictwa iprzemysłu. Dekret ten jest następstwem dekretu nr 680 „Orozwo- ju technologii genetycznych w Federacji Rosyjskiej”. Nowy program postawił sobie za cel przyspieszenie wszechstronnego rozwoju tech- nologii genetycznych wRosji, wtym edycji genomu, oraz stworzenie możliwości naukowo-technologicznych w dziedzinie medycyny (two- rzenie szczepionek), rolnictwa (tworzenie linii roślin izwierząt) oraz przemysłu (immunologia imikrobiologia), atakże uniezależnić Rosję od zagranicznych zasobów, sprzętu itechnologii. Przyjęto, że produkty poddane edycji genetycznej zostaną wyłączone zprawa uchwalonego w 2016 r., które zakazuje upraw genetycznie modyfi kowanych roślin wRosji, zwyjątkiem zastosowań badawczych. WRosji dopuszczone są do obrotu kukurydza, ziemniaki, ryż, soja iburaki cukrowe. Rumunia. W 1999 r. rozpoczęto komercyjną uprawę genetycznie zmodyfi kowanych ziemniaków ikukurydzy opornych na szkodniki iher- bicydy. Do 2007 r. uprawiano soję oporną na herbicydy, uprawy wstrzy- mano po wejściu Rumunii do Unii Europejskiej. Rumunia nadal jest jednym znajbardziej postępowych ipronaukowych państw członkow- skich Unii Europejskiej wdziedzinie biotechnologii rolniczej, chociaż od 2015 r. nie uprawiano żadnych roślin biotechnologicznych. Impor- towana modyfi kowana genetycznie śruta sojowa jest szeroko stosowana jako składnik paszy. Jednocześnie zadeklarowano występowanie stref wolnych od GMO. Rząd Rumunii zezwala na biotechnologiczne bada- nia terenowe, ale obecne badania ograniczają się do drzew genetycznie modyfi kowanych – śliwy. Szwajcaria mimo że nie jest członkiem Unii Europejskiej, to obo- wiązujące tu przepisy są zbieżne zprawem europejskim. Prowadzi się prace związane z nowoczesną biotechnologią i inżynierią genetycz- ną, włącznie zpatentowaniem wyższych organizmów. Szwajcaria jako pierwszy kraj wEuropie wprowadziła obowiązek znakowania produktów zawierających GMO. Od 2005 r. obowiązuje zakaz wykorzystywania ge- netycznie zmodyfi kowanych zwierząt iroślin wszwajcarskim rolnictwie przez okres pięciu lat. Zakaz uprawy roślin zmodyfi kowanych genetycz- nie przedłużono do końca 2021 r. Od początku istnienia GMO kilka kantonów, regionów igmin ogłosiło, że są wolne od GMO. Dopuszczono do obrotu kukurydzę isoję. Szwecja. Przepisy są zgodne zprawem unijnym. Szwedzi – zarów- no konsumenci, jak iproducenci są bardzo świadomi istnienia organi-

237 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

zmów modyfi kowanych genetycznie. Stosowanie GMO jest ograniczone i prawie wyłącznie stosowane w produktach paszowych dla zwierząt. Szwecja, jako członek Unii Europejskiej, przyjęła analizę każdego przy- padku zosobna dla każdego GMO. Tylko jeden produkt zmodyfi kowany genetycznie, ziemniak GM Amfl ora, został zatwierdzony do produkcji handlowej wSzwecji. Obecnie nie jest uprawiany. Zgodnie zprzepisami Unii Europejskiej dwa rodzaje kukurydzy są również dopuszczone do uprawy. Kilka lokalnych gmin ogłosiło, że są wolne od GMO. Impor- towane GMO wykorzystuje się prawie wyłącznie wpaszach. Wprze- szłości kilka fi rm nasienniczych wSzwecji opracowało własne odmiany modyfi kowane genetycznie, wtym rzepak oporny na herbicydy, burak cukrowy oporny na herbicydy iziemniak skrobiowy (Amfl ora). Obecnie wSzwecji nie ma żadnych upraw GMO. Przyszłe wprowadzenie na ry- nek jakichkolwiek upraw poddanych edycji genetycznej, opracowanych dzięki innowacyjnej biotechnologii, zostanie określone przez przyszłe ramy regulacyjne UE. Obecnie jednak prawodawstwo UE jest zbyt restrykcyjne, aby komercjalizować uprawy zedycją genów. W2017 r. szwedzkie Ministerstwo Spraw Zagranicznych stwierdziło, że techniki prowadzące do ukierunkowanej mutagenezy, wtym poniżej technicznej granicy wykrywalności wynoszącej 20 nukleotydów, nie powinny być uznawane za GMO, podczas gdy techniki prowadzące do docelowej in- sercji ponad 20 nukleotydów powinny zostać uregulowane jako GMO. Przy dopuszczaniu nowych odmian do obrotu należy dokonać oceny opartej na indywidualnych cechach każdej pojedynczej uprawy i jej wpływu na zdrowie ludzi i zwierząt oraz środowisko, niezależnie od tego, która technologia hodowli roślin została zastosowana. Turcja opublikowała ustawę obezpieczeństwie biologicznym iprze- pisy wykonawcze w2010 r. Od 31 października 2019 r. tylko 36 roślin zostało zatwierdzonych do stosowania na paszę w Turcji (10 odmian soi i26 kukurydzy). Żadne GMO nie są dopuszczone do użytku jako żywność lub do uprawy. Od 2018 r. Ministerstwo Rolnictwa iLeśnictwa stało się jedynym organem zatwierdzającym GMO. Wprzypadku pasz każdy zatwierdzony produkt modyfi kowany genetycznie zawierający więcej niż 0,9% modyfi kowanych genetycznie musi być oznakowany. Wtureckich mediach jest wiele dezinformacji na temat produktów ge- netycznie modyfi kowanych iich bezpieczeństwa, co spowodowało po- wszechne nieporozumienia iobawy dotyczące biotechnologii rolniczej. USA. Biotechnologia wtym kraju jest całkowicie skomercjalizowa- na, aduży udział wjej rozwoju mają organizacje pozarządowe. Uprawia-

238 Perspektywy rozwoju nowoczesnej biotechnologii ne rośliny to: lucerna, rzepak, kukurydza, bawełna, len, papaja, ziemnia- ki, soja, melony, buraki cukrowe, tytoń ipomidory. Dostępne są rośliny powstałe wwyniku edycji genomu. Od stycznia 2021 r. konieczne stało się znakowanie produktów, które powstały wwyniku bioinżynierii obej- mującej inżynierię genetyczną inowe techniki edycji genomu. Węgry. Węgierskie przepisy dotyczące upraw genetycznie modyfi ko- wanych iich produktów są wpełni zharmonizowane zUE, przenosząc dyrektywy do prawa krajowego. Na Węgrzech uprawa genetycznie mo- dyfi kowanych roślin jest konstytucyjnie zabroniona od 2006 r. Węgry są jednym znajsilniejszych przeciwników biotechnologii rolniczej wUnii Europejskiej. Utrzymanie statusu kraju wolnego od GMO stanowi nadal jeden zpriorytetów rządu ijest postrzegane jako korzyść handlowa. Wę- gry nie produkują roślin uprawnych, zwierząt ani sklonowanego inwen- tarza żywego poddanych inżynierii genetycznej. Rząd Węgier sprzeciwia się stosowaniu produktów genetycznie modyfi kowanych wrolnictwie. Mimo że orzeczeniem Europejskiego Trybunału Sprawiedliwości in- nowacyjne biotechnologie objęły restrykcyjne przepisy UE dotyczące biotechnologii, węgierskie Ministerstwo Rolnictwa oraz instytucje na- ukowe publicznie wyraziły swoje poparcie dla tych technologii, uznając je za konieczne iprzewidując ich pozytywny wpływ na podejmowanie przyszłych wyzwań dla rolnictwa. Wielka Brytania. Wzwiązku zwyjściem zUnii Europejskiej przy- gotowano w2019 r. kilka aktów prawnych, wtym przepisy dotyczące organizmów zmodyfi kowanych genetycznie dla potrzeb celowego uwol- nienia oraz przepisy dotyczące zdrowia zwierząt i organizmów zmo- dyfi kowanych genetycznie. Przy czym przepisy dotyczące GMO będą poddawane przeglądowi ikorygowane co 5 lat (pierwszy raport do wrze- śnia 2024 r.), aby wmiarę możliwości priorytetowo traktować „mniej uciążliwe przepisy regulacyjne”. W Wielkiej Brytanii zdecydowanym przeciwnikiem biotechnologii jest książę Karol. Włochy utrzymują zakaz upraw organizmów zmodyfi kowanych ge- netycznie (GMO), są bardziej zainteresowane skupieniem się na zrów- noważonych biotechnologiach, takich jak cisgeneza iedycja genomu. Przyjmują, że są to techniki, które nie wymagają użycia obcego DNA dla rośliny, dlatego mogą chronić bioróżnorodność włoskiego rolnictwa, ajednocześnie są bardziej zrównoważone, tworząc bardziej oporne od- miany o mniejszym zużyciu pestycydów. Ochrona i użytkowanie tej różnorodności biologicznej ma zasadnicze znaczenie, nadaje także tra- dycyjnym odmianom winorośli cechy genetyczne umożliwiające prze-

239 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

ciwdziałanie atakowi patogenów izmianom warunków klimatycznych. Zgodnie zprawem unijnym nowe techniki hodowlane podlegają dyrek- tywie oGMO. Zakaz uprawy genetycznie zmodyfi kowanej kukurydzy MON810 został podtrzymany w2020 r.

Uprawy GMO prowadzono również w2018 r. wBrazylii, Hondura- sie, Kostaryce, Kolumbii, Paragwaju, Chile, Urugwaju, Boliwii, Nigerii, Sudanie, Republice Południowej Afryki, Kenii, Eswatini, Pakistanie, Indiach, Chinach, Bangladeszu, Mjanmie, Wietnamie, Filipinach, In- donezji iAustralii. Burkina Faso planuje wkrótkim czasie wprowadzić uprawy genetycznie modyfi kowanej wspięgi wężowatej zrodziny bo- bowatych, opornych na szkodniki dzięki wprowadzeniu genu zBacillus thuringiensis. Pandemia COVID-19 wzbudziła wwielu krajach zaintere- sowanie zabezpieczeniem własnej bazy żywnościowej, również opartej na uprawach biotechnologicznych. Wwielu miejscach prowadzone są działania dążące do aktualizacji podejścia do genetycznie modyfi ko- wanych organizmów iprzejścia wkierunku edycji genomów, przy jed- noczesnym wyłączeniu wybranych technik spod europejskiej defi nicji GMO odnoszącej się do procesu, anie do produktu. Trudniejsze lub mniej 12. znane pojęcia występujące wbiotechnologii oraz instytucje/ /organizacje zajmujące się biotechnologią

Biotechnologia jest wielodyscyplinarna, zależna nie tylko od naukowców biologii ichemii, oraz inżynierów, lecz także od specjalistów wzakresie fi nansów, prawa izarządzania. Każda grupa ekspertów (biolodzy, praw- nicy, informatycy) iinnych specjalistów ma skłonność do popełnienia błędu przez opisywanie idei imateriałów zwłasnego pola działania. Ta praktyka komplikuje porozumiewanie się; dlatego przedstawiamy proste wyjaśnienie głównych terminów występujących wielokrotnie wrozmaitych publikacjach.

Słowniczek terminów

Agrobacterium tumefaciens – bakteria, która wnaturalnych warunkach przenosi materiał genetyczny do komórek roślinnych. Aminokwas – cegiełka elementarna tworząca białka; zawiera charak- terystyczne elementy struktury chemicznej: grupę karboksylową iaminową. Jest dwadzieścia podstawowych aminokwasów. Ssaki nie są zdolne do biosyntezy wszystkich aminokwasów, dlatego niektóre znich (określane jako egzogenne) są pobierane zpożywieniem. Antybiotyk – lekarstwo; związek chemiczny zdolny do wstrzymania rozwoju mikroorganizmów; najbardziej znane antybiotyki to penicy- liny (pierwszy poznany antybiotyk). Bakterie – na przykład Escherichia coli – małe organizmy jednokomór- kowe nie zawierające jądra. Białko – łańcuch aminokwasów połączonych wiązaniem peptydowym; białka pełnią podstawowe funkcje worganizmie (katalityczne, bu-

241 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

dulcowe, transportowe iinne), natomiast nie są nośnikami informa- cji genetycznej. Biooczyszczanie (bioremediacja) – oczyszczanie środowiska zwyko- rzystaniem żywych organizmów. Mikroorganizmy irośliny degradują lub absorbują toksyczne zanieczyszczenia bądź metale ciężkie znaj- dujące się wzanieczyszczonej glebie, wodzie lub powietrzu. Bioreaktor – zob. fermentor. Biosensor – system rozpoznania łączący elementy biologiczne (np. enzymy, przeciwciała) i elementy elektroniki umożliwiające pre- cyzyjne ibardzo czułe wykrywanie minimalnych ilości określonych substancji, na przykład herbicydów, metali iinnych zanieczyszczeń wśrodowisku. Biotechnologia – stosowanie metod biologicznych dla pozyskiwania dóbr iusług. BSE – encefalopatia gąbczasta bydła, schorzenie niszczące mózg spo- wodowane przez zainfekowanie cząstkami białka, znanych jako prio- ny. Udowodniono, że priony mogą infekować ludzi poprzez dietę ispowodować syndrom neurologiczny – chorobę Creutzfeldta-Jakoba. BST – somatotropina wołowa BST jest bydlęcym hormonem wzrostu; używana do podwyższenia mleczności krów ido produkcji chudego mięsa wołowego. Bt – skrót od Bacillus thuringiensis, bakterii występującej wglebach, któ- ra wytwarza białko toksyczne dla różnych szkodliwych owadów, ale nie dla zwierząt iludzi. Białko to jest używane jako insektycyd od ponad 25 lat. Inżynierowie zajmujący się genetyką roślin obecnie przenoszą także gen kodujący Bt-białko do roślin, by nabyć oporność na szkodliwe owady. Cefalosporyny – antybiotyki zdolne do niszczenia infekcji, na które nie działają penicyliny. Celowe zmiany genomu (intentional genomic alterations, IGA) – dotyczy organizmów z celowo zmienionym genomowym DNA, głównie zwierząt uzyskanych wnowoczesnych technologiach edycji genomu iinżynierii genetycznej. Celowe zmiany genomu obejmują losowe lub ukierunkowane zmiany sekwencji DNA, wtym insercje, substytucje lub delecje nukleotydów, lub inne technologie, które wprowadzają określone zmiany wgenomie zwierzęcia. Chemia kombinatoryjna – technika, w której miliony cząstek są wytwarzane przez przypadkowe kombinacje ich związków. Chemia

242 Trudniejsze lub mniej znane pojęcia występujące wbiotechnologii

kombinatoryjna połączona z technikami biotechnologii proponuje nowe ważne możliwości dla tworzenia leków. Chromosom – jednostka zawierająca „upakowany” DNA, chromosomy występują wjądrze komórek roślin, zwierząt, grzybów. Czytanie kodu DNA – proces biosyntezy białka zaczyna się wjądrze za pomocą mechanizmu transkrypcji. Wprocesie tym powstaje kopia genu – RNA, który przenosi instrukcje dotyczące tworzenia białka. Po określonej liczbie procesów biochemicznych kopia RNA, nazy- wana informacyjnym RNA (mRNA), jest dekodowana przez mały złożony aparat biochemiczny – rybosom. Ten proces dekodowania to translacja. Ofunkcji rybosomu można najkrócej powiedzieć, że czyta on trzy zasady mRNA – kodon; każdy kodon rozpoznaje określony aminokwas przyłączany do łańcucha białka. Określone kodony także identyfi kują początek ikoniec biosyntezy białka. DNA – kwas deoksyrybonukleinowy – nośnik informacji genetycznej; DNA zbudowany jest zczterech podstawowych nukleotydów (czyli zasad połączonych grupami fosforanowymi) „cegiełek elementar- nych”: A, C G i T, u łożonych liniowo i tworzących przestrzennie helisę. DNA jest to długa podwójna helisa cząsteczki, która za- wiera wszystkie instrukcje dotyczące dziedziczenia genetycznego, konieczne do powstania organizmów. Kompozycja genetyczna orga- nizmu – jego genotyp – w połączeniu z wpływem czynników śro- dowiskowych determinuje pojawienie się ifi zyczną charakterystykę – jego fenotyp. cDNA – komplementarny DNA, zsyntetyzowany przez enzym odwrotną transkryptazę na matrycy RNA mtDNA – mitochondrialny DNA, znajdujący się w mitochon- drium rDNA – rekombinowany DNA, utworzony przez dwa różne DNA zróżnych organizmów. Drobnoustroje – luźny termin obejmujący rząd mikroskopijnie małych organizmów. Zarówno algi, jak iwirusy są także drobnoustrojami. Edycja genomu (ang. genome editing) – zastosowanie nowych tech- nologii do wprowadzania wsposób ściśle kontrolowany iprecyzyjny. Technologie edycji genomu można wykorzystać do wprowadzenia, usunięcia lub zastąpienia jednego lub większej liczby określonych nukleotydów (liter wkodzie DNA) wokreślonym miejscu wgeno- mie organizmu.

243 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Ekspresja (genu) – wytwarzanie białka, kodowanego przez gen, przez aparaty komórkowe. Elektroforeza wżelu poliakryloamidowym (PAGE) – technika analityczna stosowana do identyfi kacji, oczyszczania icharakterysty- ki białek ikwasów nukleinowych. Enzym – białko katalizujące przebieg procesów biologicznych.

Etylen – C2H2, najprostszy hormon roślinny odpowiedzialny za prze- bieg szeregu procesów biologicznych, między innymi dojrzewanie owoców. Fermentor/bioreaktor – dwa pojęcia stosowane wymiennie, by opisać naczynia, wktórych zachodzi proces biologiczny. Termin fermentor zreguły zarezerwowany jest dla pojemników, wktórych żyjące ko- mórki wzrastają swobodnie. Wbioreaktorach czynnikami aktywnymi mogą być także oczyszczone enzymy, ekstrakty komórkowe lub całe komórki wzrastające na powierzchni podłoża. Gen – fragment DNA kodujący białko lub RNA; jednostka dziedzi- czenia. Herbicyd – środek chemiczny używany do zwalczania niepożądanych roślin – chwastów. Humulina (gensulina) – insulina człowieka otrzymana zbakterii za pomocą technik inżynierii genetycznej. Immobilizacja – technika, za której pomocą cząstki biologiczne, enzy- my, organizmy lub komórki są przyłączane do powierzchni lub „łapa- ne wpułapkę” wmatrycach. Immobilizacja chroni delikatny materiał biologiczny iuniemożliwia jego ponowne wprowadzenie do obiegu. Instrukcje genetyczne dla istoty ludzkiej – są zawarte wDNA sta- nowiącym genom, który ma długość około 1,8 metra. Każda komórka naszego ciała zawiera kopię tego DNA, podzielonego na 46 (części) chromosomów. Są one tak wysoce skondensowane, że mogą się do- pasowywać do jądra komórkowego, mierzącego 3-4 milionowych me- tra średnicy. Pomiędzy nimi chromosomy człowieka przenoszą około trzech miliardów jednostek kodowania chemicznego. Jednostki te znane są pod nazwą zasad i dzielą się na cztery typy – adenina, cytozyna, guanozyna i tymina, lub A, C, G iT. W łaśnie sekwencja tych zasad stanowiących cząsteczkę DNA ustala biochemię komórek ifi zjologię organizmu. Insulina – polipeptyd (hormon) wytwarzany wtrzustce iregulujący poziom cukru w organizmie. Insulinę odkryto w 1921 r. Jej brak worganizmie powoduje cukrzycę. Pierwszy hormon, który otrzymano

244 Trudniejsze lub mniej znane pojęcia występujące wbiotechnologii

dzięki technikom inżynierii genetycznej przez wprowadzenie genu człowieka do bakterii Escherichia coli. Interferon – białko (hormon), który jest wytwarzany wcelach obron- nych przez organizm przy infekcji wirusowej. Jeden z pierwszych hormonów produkowany technikami inżynierii genetycznej. In vitro ibin vivo – terminy używane do opisania eksperymentów, któ- re mają miejsce w probówce (in vitro) lub wżywych organizmach (in vivo). Przy rozwijającym się wykorzystaniu symulacji kompute- rowych itechnologii informatycznych wbiologii, badacze prowadzą teraz także eksperymenty in silico. Inżynieria genetyczna – modyfi kacja materiału genetycznego (doda- nie, wyłączenie bądź modyfi kacja) prowadząca do zmiany właściwo- ści komórki lub organizmu. Klon – populacja identycznych organizmów otrzymana zjednej komór- ki macierzystej: wszystkie klony mają identyczny materiał genetycz- ny zorganizmem macierzystym ipomiędzy sobą. Kodon – trzy sąsiednie zasady kodujące jeden aminokwas. Komórka – podstawowa jednostka żywej materii zdolna do reprodukcji. Koniugacja, transdukcja, transformacja – trzy naturalne procesy przenoszenia genu w bakteriach, które badacze zaadaptowali jako narzędzia winżynierii genetycznej. Koniugacja jest procesem, wktó- rym małe fragmenty DNA, nazywane plazmidami, przechodzą od komórki donora do biorcy. Wtransdukcji DNA jest przenoszony do komórki przez wirus. Transformacja jest procesem bardziej pasyw- nym, wktórym DNA wprowadzany jest do komórki przez pory lub niszczy fragment ściany komórkowej. Lek sierocy (ang. orphan drug) – lek stosowany wdiagnostyce, za- pobieganiu lub leczeniu stanu zagrażającego życiu lub chronicznie wyniszczającego, który występuje rzadko lub wprzypadku którego jest mało prawdopodobne, aby lek przyniósł wystarczający zysk uza- sadniający koszty badań irozwoju. Mapowanie i sekwencjonowanie – mimo że przebiegają zbieżnie, mapowanie genu isekwencjonowanie genomu dotyczą dwóch eta- pów projektu genomu człowieka (lub innego materiału genetyczne- go). Mapowanie determinuje pozycję genów zależnych od położenia wchromosomach. Sekwencjonowanie to określenie kolejności indy- widualnych zasad wgenach iinnych fragmentach kwasów nukleino- wych.

245 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Metabolizm wtórny, metabolity wtórne – substancje produkowane w określonych warunkach, na przykład w suboptymalnych warun- kach życiowych, które nie są konieczne dla metabolizmu organizmu. Mikroorganizm – najmniejsza forma życia; potocznie oznacza bakte- rie, wirusy, grzyby iorganizmy jednokomórkowe. Modyfi kacja genetyczna, inżynieria genetyczna, manipulacja ge- netyczna itechniki rekombinowanego DNA – wszystkie podane terminy są merytorycznymi synonimami używanymi jako skróty do opisania procesu, wktórym geny mogą być przenoszone przez bada- czy zjednego organizmu do drugiego. Proces ma dwie podstawowe fazy. Pierwszą, jest ekstrakcja DNA z komórek organizmu donora ikonstrukcja cząsteczki nosiciela – wektora, który zawiera podsta- wową część genu. Druga faza obejmuje przeniesienie wektora do organizmu biorcy, będącego zwykle pojedynczą komórką. Jeżeli im- plant przyjmie się, to inżynierowana komórka nabędzie nową cha- rakterystykę. Lepiej używać terminu modyfi kacja niż manipulacja. Molekuła antysensowa – cząsteczka (zbudowana z nukleotydów wodwrotnej kolejności niż wDNA lub RNA), która wspecyfi czny sposób blokuje fragment RNA lub DNA izatrzymuje go przed dal- szym kodowaniem białka. Cząsteczki antysensu zwykle pochodzą pod względem chemicznym od DNA lub RNA. mRNA, rRNA, tRNA, rDNA, cDNA, mtDNA, dsDNA issDNA – małe litery poprzedzające RNA oznaczają różne typy naturalnego RNA, które pełni odmienne funkcje wkomórce. Wten sposób: mRNA oznacza informacyjny RNA, rRNA oznacza rybosomalny RNA, atRNA oznacza transferowy RNA. Przyczyną częstych pomyłek jest rDNA oznaczający rekombinowany DNA icDNA – komplementarny DNA (DNA, który został skopiowany zmRNA). Istnieje także mtDNA (mitochondrialny), dsDNA issDNA (podwójnie ipojedynczo niciowy DNA). Mutacje – zmiany wmateriale dziedzicznym (czyli wDNA) prowa- dzące do zmiany we właściwościach fi zykochemicznych. Mutacje zachodzą stale worganizmach; tylko niektóre prowadzą do chorób. Przyjmuje się, że mutacja występuję zczęstością poniżej 1%. Organizmy chimeryczne itransgeniczne – chimera to każdy orga- nizm utworzony zkomórek różniących się kompozycją genetyczną. Chimera może pochodzić od zarodka, do którego komórek zostały wprowadzone takie same lub inne fragmenty, od innego zarodka. Organizmy transgeniczne mają dodatkowy fragment genomu lub zmieniony genom we wszystkich komórkach.

246 Trudniejsze lub mniej znane pojęcia występujące wbiotechnologii

Otwarta ramka odczytu (ang. open reading frame, ORF) – obszar DNA, który może być genem kodującym białko. Penicylina – pierwszy antybiotyk odkryty przez Aleksandra Fleminga w1928 r. Peptyd, polipeptyd ibiałko – wszystkie są cząsteczkami stworzonymi z„włókien” zbudowanych zaminokwasów. Termin peptyd używany jest dla krótkich łańcuchów aminokwasów zawierających od dwóch do trzydziestu aminokwasów, apolipeptydy – to dłuższe łańcuchy. Białka są głównie polipeptydami, ale mogą zawierać więcej niż je- den łańcuch polipeptydowy lub mogą posiadać niektóre dodatkowe grupy chemiczne (tłuszcze, węglowodany, metale). Poza tym termin białko oznacza również, że dany peptyd ma jakąś funkcję, na przy- kład katalityczną. Plazmid – mały, kolisty fragment DNA z bakterii. Wykorzystywany wdużym stopniu przez inżynierów genetyki roślinnej jest plazmid Ti. Ten plazmid pochodzi zbakterii Agrobacterium tumefaciens, który umożliwia wprowadzenia nowych genów do rośliny. Polimerazowa reakcja łańcuchowa, PCR (ang. polymerase chain reaction) – metoda do wielokrotnego duplikowania śladowych ilości DNA, by zapewnić ilości potrzebne do wykonania analizy. Reakcja PCR jest rutynowo stosowana wbadaniach ipracach molekularnych. Przeciwciało – białko występujące worganizmach ssaków rozpozna- jące i wiążące, a przez to unieszkodliwiające substancje obce dla organizmu macierzystego, na przykład bakterie, wirusy, toksyny. Przeciwciało monoklonalne – przeciwciała są składnikami odpowie- dzi immunologicznej (zabezpieczenia przed chorobą), które wiążą się zobcą materią – antygenami – worganizmie. Naturalna odpowiedź immunologiczna ukierunkowana na pojedynczy antygen powoduje wytworzenie mieszaniny przeciwciał. Przez użycie specjalnie skon- struowanej komórki hybrydowej (hybrydoma) badacze mogą wytwa- rzać klon identycznych przeciwciał, „przeciwciał monoklonalnych”. Przeciwciało monoklonalne stanowi zatem grupa identycznych prze- ciwciał, które rozpoznają tylko jeden typ antygenu, czyli elementu strukturalnego. Przeciwciała monoklonalne są używane powszechnie wbadaniach idiagnostyce medycznej. Przyswajanie azotu – przekształcanie azotu atmosferycznego (gazu) do związków azotowych, które mogą być utylizowane przez rośliny. Rekombinacja – zastosowanie procesów biologicznych ichemicznych do skonstruowania nowej cząsteczki DNA.

247 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Rekombinowany DNA – cząsteczka DNA utworzona przez połącze- nie fragmentów DNA zróżnych źródeł. RNA – kwas rybonukleinowy, różni się od DNA występowaniem ury- dyny zamiast tymidyny, jest elementem pośredniczącym wprzeka- zaniu informacji od DNA do białka, pełni ważne funkcje wkomórce: tRNA – transferowy RNA, odpowiedzialny za przenoszenie ami- nokwasów rRNA – rybosomalny RNA, występujący wrybosomach mRNA – informacyjny RNA, przenoszący informację zDNA na białka siRNA – krótki interferujący RNA, pełni funkcję regulatorową snRNA – drobnocząsteczkowy jądrowy RNA, pełni funkcję re- gulatorową gRNA – kierujący RNA, stosowany wtechnologii CRISPR/Cas9. Rybosom – część maszynerii komórkowej składająca się zRNA ibiał- ka, przeprowadza translację materiału genetycznego z mRNA na białko; wkażdej komórce są tysiące rybosomów. Rybozym – fragment RNA, który, tak jak enzym, katalizuje reakcję chemiczną. Sekwencja – kolejność ułożenia zasad (w kwasach nukleinowych) iaminokwasów (wbiałkach). Sekwencjonowanie – zob. mapowanie isekwencjonowanie. Somatotropina – hormon wzrostu człowieka produkowany obecnie metodami inżynierii genetycznej, który wykorzystywany jest przy leczeniu niedoboru hormonu wzrostu u dzieci (niskorosłość przy- sadkowa). Struktura pierwszo-, drugo-, trzecio- iczwartorzędowa – duże biologiczne cząsteczki takie jak DNA, polisacharydy oraz biał- ka tworzone złańcuchów mniejszych podjednostek (odpowiednio nukleotydów, cukrów, aminokwasów). Sekwencja tych składników elementarnych jest ich strukturą pierwszorzędową. Strukturę dru- gorzędową tworzą pierścienie, helisy, skręty czy obroty części roz- poznawalne konformacji trójwymiarowej. Układ trójwymiarowy całej cząsteczki jest strukturą trzeciorzędową, astruktura czwartorzędowa jest ułożeniem wprzestrzeni spowodowanym interakcjami pomiędzy dwoma lub więcej dużymi cząsteczkami tworzącymi kompleks. Terapia genowa – metoda leczenia chorób przez modyfi kację genomu, podanie DNA lub RNA jako leku. Zasada jest taka, że DNA lub RNA, kodujące jeden lub więcej genów, jest wstrzykiwane, przyj-

248 Trudniejsze lub mniej znane pojęcia występujące wbiotechnologii

mowane wpokarmie lub inhalowane, by zostać włączone do genomu (za pomocą osłabionego wirusa lub innych cząsteczek). Normalny aparat komórkowy dekoduje wprowadzony kwas nukleinowy ipro- dukuje białka lub zatrzymuje biosyntezę białek niewłaściwych, które naprawiają wady spowodowane przez to schorzenie. TPA – aktywator plazminogenu tkanki, białko wykorzystywane do leczenia przez rozpuszczanie skrzepów krwi powodujących zawały serca iwylewy. Transkrypcja – synteza łańcucha RNA na matrycy DNA. Translacja – biosynteza białka na matrycy mRNA. Wirus – cząstka patogenna zdolna do rozmnażania się tylko winnym organizmie. Zakład inżynierii genetycznej (ZIG) – zespół pomieszczeń, budyn- ków, laboratoriów lub ich zespoły przystosowane iprzeznaczone do prowadzenia zamkniętego użycia GMM lub zamkniętego użycia GMO. Zasady – elementarne składowe kwasów nukleinowych: adenina (A), cytozyna (C), guanina (G), tymina (T), uracyl (U); wDNA wystę- pują A, C, G i T, natomiast w RNA zamiast T jest U. Niektórzy naukowcy używają terminów „zasady” i„pary zasad” zamiennie (acz- kolwiek jest to niepoprawne).

Wykaz skrótów występujących wtekście

ATMP (Advanced Therapy Medicinal Product) – produkty medycz- ne zaawansowanych terapii. CBD Secretariat (Secretariat for Convention on Biological Diver- sity) – Sekretariat Konwencji oRóżnorodności Biologicznej – pod- stawowym celem prac Sekretariatu było opracowanie „Protokołu biobezpieczeństwa” (Biosafety Protocol), który zawiera podstawowe zasady bezpiecznych warunków handlu iwspółpracy międzynarodo- wej wzakresie GMO. CGIAR (Consultative Group for International Agricultural Rese- arch) – Grupa Konsultacyjna Międzynarodowych Badań Rolniczych. Międzynarodowe centra badawcze tej organizacji zlokalizowane są wróżnych miejscach na kuli ziemskiej, tam gdzie można najbardziej efektywnie prowadzić badania biotechnologiczne wzakresie popra- wy produkcji żywności izrównoważonego rozwoju rolnictwa wkra- jach rozwijających się. Jednym zpodstawowych zadań badawczych jest troska ozachowanie biobezpieczeństwa.

249 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

EFSA (European Food Safety Authority) – Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności. Agencja Unii Europejskiej zajmująca się niezależnym doradztwem naukowym na temat istniejących ipoja- wiających się zagrożeń związanych zżywnością. EMA (European Medicines Agency) – Europejska Agencja Leków od- powiedzialna za ocenę inadzór produktów leczniczych stosowanych uludzi iproduktów weterynaryjnych wUnii Europejskiej. EPO (European Patent Organisation) – Europejska Organizacja Pa- tentowa, z siedzibą w Monachium, zrzeszająca kraje europejskie, wtym wszystkie kraje UE iSzwajcarię. EPO zajmuje się udziela- niem iochroną patentów europejskich. EPO także erytropoetyna, białko stymulujące produkcję czerwonych ciałek krwi. FAO (Food and Agriculture Organisation) – Organizacja ds. Wyży- wienia iRolnictwa (FAO) jest wyspecjalizowaną agencją ONZ, któ- ra kieruje międzynarodowymi wysiłkami na rzecz pokonania głodu. Jej celem jest bezpieczeństwo żywnościowe izapewnienie ludziom regularnego dostępu do wystarczającej ilości wysokiej jakości żywno- ści; ściśle współpracuje zWHO. Podstawową tematyką, jaką zajmuje się FAO, są kwestie rozwoju rolnictwa iwyżywienia ludzi wkrajach trzeciego świata. GMM (Genetically Modifi ed Microorganism) – genetycznie zmody- fi kowany mikroorganizm GMO (Genetically Modifi ed Organism) – genetycznie zmodyfi kowa- ny organizm. HGP (Human Genom Project) – projekt poznania pełnej sekwencji genomu człowieka, fi nansowany przez rząd USA. HUGO (Human Genom Organisation) – Organizacja Genomu Czło- wieka koordynująca różne aspekty realizacji projektu analizy czło- wieka. ICGEB (International Centre for Genetic Engineering and Biotech- nology) – Międzynarodowe Centrum Inżynierii Genetycznej iBio- technologii z placówkami w Trieście (Włochy) oraz w New Delhi (Indie); prace badawcze dotyczą nowoczesnych zastosowań biotech- nologii iinżynierii genetycznej wzakresie biotechnologii roślin oraz ochrony zdrowia. IPO (Initial Public Offering) – czyli wystawienie fi rmy na rynek pu- bliczny, ruch ekonomiczny mający na celu pozyskanie środków ka- pitałowych (money-raising) dla fi rm biotechnologicznych. Po tym jak

250 Trudniejsze lub mniej znane pojęcia występujące wbiotechnologii

fi rma stanie się publiczną, powinna być skatalogowana iodnotowana na giełdzie. Jednym znajistotniejszych elementów pierwszej oferty publicznej jest przygotowanie prospektu emisyjnego ipostępowanie przed instytucją nadzorującą dopuszczenie do obrotu giełdowego. JRC (Joint Research Center) – Wspólne Centrum Badawcze, na- ukowo-techniczno-badawcze laboratorium Unii Europejskiej. Cen- trum jest integralną częścią Komisji Europejskiej iwspiera naukowo i technicznie Unię Europejską w prowadzonej przez nią polityce wzakresie badań irozwoju. LMO (Living Modifi ed Organisms) – żywy, genetycznie zmodyfi ko- wany organizm zdolny do samodzielnego powielenia się (np. cały pomidor – świeży owoc, ale nie przecier pomidorowy). OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) – Organizacja Współpracy Gospodrczej iRozwoju; organizacja zrze- sza 37 rozwiniętych idemokratycznych państw świata (wtym Pol- skę). Biotechnologia jest uznana przez ekspertów tej organizacji za jedną znajważniejszych technologii XXI wieku. WOECD pracuje szereg komisji igrup roboczych zajmujących się aspektami handlu, bezpieczeństwa ilegislacji wodniesieniu do biotechnologii. UNEP (United Nations Environment Program) – agenda Narodów Zjednoczonych do spraw środowiska. UNIDO (United Nations Industrial Development Organisation) – Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Rozwoju Przemysłowe- go jest przede wszystkim zainteresowana rozwojem biotechnologii wsposób nie zakłócający zrównoważonego rozwoju środowiska; dla celów badawczych utworzono Międzynarodowe Centrum Inżynierii Genetycznej i Biotechnologii (International Centre for Genetic Engine- ering and Biotechnology, ICGEB). WHO (World Health Organisation) – Światowa Organizacja Zdrowia; do jej priorytetów należą zagadnienia związane zbezpieczeństwem żywności. WIPO (World Intellectual Property Organisation) – Światowa Orga- nizacja Własności Intelektualnej, zsiedzibą wGenewie. WTO (World Trade Organisation) – Światowa Organizacja Handlu; organizacja ta nie zajmuje się bezpośrednio problemami GMO, jednak przepisy dotyczące biotechnologii nie mogą być sprzeczne zogólnymi porozumieniami międzynarodowymi wzakresie handlu.

Literatura

Andrzejewska-Górecka, D., Drożdż, M., Liebers, D., Meissner, Z., Nowak, K. (2020). Biotechnologiczny skok wprzyszłość czy dryf? Polska potrzebuje stra- tegii rozwoju biotechnologii. Warszawa: Polski Instytut Ekonomiczny. Angulo, E., Cooke, B. (2002). First synthesize new viruses then regulate their release? The case of the wild rabbit. Mol. Ecol., 11, 2703-2709. Baltimore, D., Berg, P., Botchan, M., Carroll, D., Charo, R.A., Church, G., Corn, J.E., Daley, G.Q., Doudna, J.A., Fenner, M., Greely, H.T., Jinek, M., Martin, G.S., Penhoet, E., Puck, J., Sternberg, S.H., Weissman, J.S., Yamamoto, K.R. (2015). Biotechnology. Aprudent path forward for genomic engineering and germline gene modifi cation. Science, 348, 6230, 36-38. Beeckman, D.S.A., Rüdelsheim, P. (2020). Biosafety and biosecurity in contain- ment: aregulatory overview. Front. Bioeng. Biotechnol., 8, 650. Berg, P., Baltimore, D., Boyer, H.W., Cohen, S.N., Davis, R.W., Hogness, D.S., Nathans, D., Roblin, R., Watson, J.D., Weissman, S., Zinder, N.D. (1974). Letter: Potential biohazards of recombinant DNA molecules. Science, 185, 4148, 303. Capell, T., Twyman, R.M., Armario-Najera, V., Ma, J.K., Schillberg, S., Christou, P. (2020). Potential applications of plant biotechnology against SARS-CoV-2. Trends Plant. Sci., 25(7), 635-643. Cong, L., Ran, F.A., Cox, D., Lin, S., Barretto, R., Habib, N., Hsu, P. D., Wu, X., Jiang, W., Marraffi ni, L.A., Zhang, F. (2013). Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Science, 339, 6121, 819-823. Czynczyk, A. (2012). Szkółkarstwo sadownicze. Warszawa: PWRIL. Dettenhofer, M., Ondrejovič, M., Vásáry, V., Kaszycki, P., Twardowski, T., Stuchlík, S., Turňa, J., Dundar, M., Gartland, K.M.A., Miertuš, S. (2019). Current state and prospects of biotechnology in Central and Eastern European countries. Part I: Visegrad countries (CZ, H, PL, SK). Crit. Rev. Biotechnol., 39(1), 114-136. Gasiunas, G., Barrangou, R., Horvath, P., Siksnys, V. (2012). Cas9-crRNA ribonu- cleoprotein complex mediates specifi c DNA cleavage for adaptive immunity in bacteria. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 109, 39, E2579-2586. Harms, D.W., Quadros, R.M., Seruggia, D., Ohtsuka, M., Takahashi, G., Montoliu, L., Gurumurthy, C.B. (2014). Mouse genome editing using the CRISPR/Cas System. Curr. Protoc. Hum. Genet., 83, 15.7, 1-27.

253 Biotechnologia 2020. O co najczęściej pytamy?

Hogan, S. (1999). Yellow rice to prevent vitamin Adeffi ciency, by International Bioforum. GIT Verlag, https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ IP_99_619 Holme, I.B., Wendt, T., Holm, P.B. (2013). Intragenesis and cisgenesis as alterna- tives to transgenic crop development. Plant Biotechnol. J., 11(4), 395-407. Hrynkiewicz-Sudnik, J., Sękowski, B., Wilczkiewicz, M. (2001). Rozmnażanie drzew ikrzewów liściastych. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN. Ichim, M.C. (2021). The more favorable attitude of the citizens toward GMOs supports a new regulatory framework in the European Union. GM Crops Food, 12, 1, 18-24. James, C. (2015). 20th anniversary (1996 to 2015) of the global commercializa- tion of Biotech Crops and Biotech Crop Highlights in 2015. ISAAA Brief No. 51. ISAAA: Ithaca, NY, https://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/51/ default.asp Jinek, M., Chylinski, K., Fonfara, I., Hauer, M., Doudna, J.A., Charpentier, E. (2012). Aprogrammable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science, 337, 6096, 816-821. Krzysztofi k, B. (2018). Ocena wiedzy konsumentów na temat żywności gene- tycznie modyfi kowanej ijej znakowania. Assessment of consumer knowledge on genetically modifi ed foods and the labeling of the same. Probl. Hig. Epi- demiol., 99, 4, 358-363. Lander, E.S., Baylis, F., Zhang, F., Charpentier, E., Berg, P., Bourgain, C., Friedrich, B., Joung, J.K., Li, J., Liu, D., Naldini, L., Nie, J.B., Qiu, R., Schoene-Seifert, B., Shao, F., Terry, S., Wei, W., Winnacker, E.L. (2019). Adopt amoratorium on heritable genome editing. Nature, 567, 7747, 165-168. Maddalo, D., Manchado, E., Concepcion, C.P., Bonetti, C., Vidigal, J.A., Han, Y.C., Ogrodowski, P., Crippa, A., Rekhtman, N., de Stanchina, E., Lowe, S. W., Ventura, A. (2014). In vivo engineering of oncogenic chromosomal rearrangements with the CRISPR/Cas9 system. Nature, 516, 7531, 423-427. Oliva, N., Florida Cueto-Reaño, M., Trijatmiko, K. R., Samia, M., Welsch, R., Schaub, P., Beyer, P., Mackenzie, D., Boncodin, R., Reinke, R., Slamet-Loedin, I., Mallikarjuna Swamy, B.P. (2020). Molecular characterization and safety assessment of biofortifi ed provitamin Arice. Sci. Rep., 10, 1, 1376. Pellegrino, E., Bedini, S., Nuti, M., Ercoli, L. (2018). Impact of genetically en- gineered maize on agronomic, environmental and toxicological traits: ameta- analysis of 21 years of fi eld data. Sci. Rep., 8, 1, 3113. Author Correction: Sci. Rep. 8, 1, 6485. Reiss, M.J., Straughan R. (1997). Inżynieria genetyczna – nauka ietyka. Warszawa: Wydawnictwo Amber. Rzymski, P., Królczyk, A. (2016). Attitudes toward genetically modifi ed organisms in Poland: to GMO or not to GMO? Food Sec., 8, 689-697. Sahoo, A., Mandal A.K., Dwivedi, K., Kumar, V. (2020). Across talk between the immunization and edible vaccine: Current challenges and future prospects. Life Sci., 261, 118343.

254 Literatura

Sampogna, G., Guraya, S.Y., Forgione, A. (2015). Regenerative medicine: Histori- cal roots and potential strategies in modern medicine. J. Microsc. Ultrastruct., 3, 3, 101-107. Singh, A., Joshi, M., Devi, E.L. (2015). Alternative to transgenesis: cisgenesis and intragenesis. In: J. Al-Khayri, S. Jain, D. Johnson (eds.), Advances in plant breeding strategies: breeding, biotechnology and molecular tools (345-367). Cham: Springer. Sowa, S., Twardowski, T., Woźniak, E., Zimny, T. (2020). Legal and practical challenges to authorization of gene edited plants in the EU. N. Biotechnol., 60, 183-188. Wajcen, U. (2000). Zobowiązania prawne wzakresie biotechnologii wynikające zczłonkostwa worganizacjach iumowach międzynarodowych. Biotechnologia, 1, 48, 95-97. Watson, J.D. (2015). DNA – Tajemnica życia. Warszawa: Wydawnictwo CIS iWAB. Wilmut, I., Schnieke, A.E., McWhir, J., Kind, A.J., Campbell, K.H. (1997). Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature, 385, 6619, 810-813. Correction: Nature, 386, 6621, 200. Woźniak, E., Tyczewska, A., Twardowski, T. (2020). Ashift towards biotechnol- ogy: social opinion in the EU. Trends Biotechnol., S0167-7799(20), 30209-2. Zimny, T., Sowa, S., Tyczewska, A., Twardowski, T. (2019). Certain new plant breeding techniques and their marketability in the context of EU GMO le- gislation – recent developments. N. Biotechnol., 51, 49-56. Wydawca Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu Oddział Polskiej Akademii Nauk wPoznaniu

Recenzent Prof. dr hab. Jarosław Olav Horbańczuk, członek korespondent Polskiej Akademii Nauk Instytut Genetyki iBiotechnologii Zwierząt Polskiej Akademii Nauk

© Copyright by Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu, Poznań 2020 © Copyright by Oddział Polskiej Akademii Nauk wPoznaniu, Komisja Biotechnologii, Poznań 2020

ISBN 978-83-7160-982-4

Opracowanie redakcyjne Anna Zielińska-Krybus

Autorzy ilustracji wtekście Ryszard Słomski, Tomasz Cłapa, Dorota Narożna, Marlena Szalata, Agnieszka Zimna

Projekt, opracowanie grafi czne, skład iłamanie Scriptor s.c.

Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu ul. Witosa 45, 60-693 Poznań

Wydanie I. Ark. wyd. 15,2. Ark. druk. 16.

Wydrukowano wZakładzie Grafi cznym Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu ul. Wojska Polskiego 67, 60-625 Poznań „Boietchnoolg2ai0 2O0c no.a cjzęśpceiy jatmyw?” ychodnaz iprzecwioc zekwianoimsp oełcznymW .ydankeisąi zżbk eidgzsęwia omkual czowymw iydarzenaimnśwa i eiwceori k2u0 2śczś0ewil ,ąizanybmzoiet ichnoolPgeąi irw. sbzotee zsprzecznwei ybucpha ndemko iorinawruiSsaA RSC-oVŚ2-w .wai tąiżoeg ormnnea dnzezioej wskąu etcznsząc zepoinceknjoeąsi t, zwykwel ażny „Biotechnologia 2020. Oco najczęściej pytamy?” wychodzi na- Biotechnologia 2020 przeciw oczekiwaniom społecznym. Wydanie książki zbiega się zdwoma kluczowymi wydarzeniami na świecie wroku 2020, ściśle związanymi z biotechnologią. Pierwsze to bezsprzecz- Biotechnologia nie wybuch pandemii koronawirusa SARS-CoV-2. Świat wiąże ogromne nadzieje znową skuteczną szczepionką, co jest nie- zwykle ważnym globalnym wyzwaniem dla współczesnej bio- Oco najczęściej pytamy? technologii. Drugie wydarzenie to przyznanie Nagrody Nobla 2020 za odkrycie metody edycji genomu CRISPR/Cas9. Zdaniem wielu ekspertów biotechnologia stała się wXXI wieku jedną ztrzech – obok informatyki itelekomunikacji – najważniejszych dziedzin gospodarki światowej, która wpływa na jakość naszego codziennego życia. Czytelnicy odnajdą wiele ciekawych zagadnień z zakresu biotechnologii mikroorganizmów, środowiska, roślin izwierząt, wykorzystania komórek macierzystych czy stosowania szcze- Pod redakcją

pionek. Zostały również przedstawione regulacje prawne wbio- O

technologii, zagadnienia związane zpatentowaniem, stosunek Marleny Szalaty co najcz społeczeństwa do biotechnologii. Dokonano podsumowania Ryszarda Słomskiego dotychczasowych osiągnięć polskiej biotechnologii wwielu ob- szarach, m.in. medycyny, środowiska czy rolnictwa oraz tego, Tomasza Twardowskiego

jak wypadamy na tle świata. ęś

Autorzy wzbogacili książkę o rozdziały dotyczące przeło- ciej pytamy? mowych badań irozwoju nowoczesnych, innowacyjnych tech- nologii itechnik, m.in. edycji genomu CRISPR/Cas9, zawar- to też aktualne informacje na temat pandemii koronawirusa SARS-CoV-2. Sporo miejsca poświęcono aspektom związanym zbezpieczeństwem genetycznie modyfi kowanych organizmów (GMO) czy mikroorganizmów (GMM). Zwrócono uwagę na potencjalne zagrożenia, jakie mogą spowodować nieumiejętnie stosowane narzędzia biotechnologiczne. Podsumowując, z zadowoleniem należy przyjąć kolejne wydanie publikacji „Biotechnologia 2020. Oco najczęściej py- tamy?”, która rzeczywiście dostarcza czytelnikom nowej ipo- żytecznej wiedzy.

Zrecenzji prof. dr. hab. Jarosława Olava Horbańczuka ?

ISBN 978-83-7160-982-4 Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego wPoznaniu Oddział Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu