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.