GMO-vizsgálat: 4 fontos kérdés

Fehérjét vagy DNS-t vizsgál? Miben különböznek a nyersanyagok vizsgálati módszerei a feldolgozott anyagokétól? Ez csak két olyan szempont, amelyet mindenkinek szem előtt kell tartania, aki GMO-kat szeretne vizsgálni. Christina Huber termékmenedzser néhány gyakorlati választ ad.

Amint azt az előző cikkben tárgyaltuk, a különböző országok eltérő szabályozásokkal rendelkeznek a géntechnológiával módosított növényekkel való kereskedelem vagy azok termesztésének engedélyezésére vonatkozóan a joghatóságuk alatt. Ennélfogva a vizsgálatra vonatkozó kritériumok országonként jelentősen eltérnek. Ez a cikk néhány alapvető megfontolást ismertet a megfelelő vizsgálati forma kiválasztásakor annak megállapítására, hogy egy minta géntechnológiával módosított növényből származik-e. A genetikai módosítás a növény DNS-ének mesterséges megváltoztatására utal, akár a genom szerkesztésével, akár idegen DNS-töredékek beillesztésével. A módosított gén egy új tulajdonságot közvetít, például rovarrezisztenciát, gyomirtószer-rezisztenciát vagy más, mezőgazdasági szempontból releváns tulajdonságot. Az egyik első kérdés, amellyel találkozni fog, hogy DNS-t vagy fehérjét akar-e vizsgálni. Ezt a döntést kiegészítve el kell döntenie, hogy a nyers árut vagy a feldolgozott anyagot vizsgálja. A harmadik kérdés a cél: egy konkrét GMO-tulajdonságot keres, vagy egyszerűen csak azt szeretné tudni, hogy a terménye GMO-mentes-e? Végül az olyan tényezők, mint az érzékenység, a gyorsaság és a könnyű kezelhetőség is nagy szerepet játszanak. Mindezek a döntések segítenek Önnek a megfelelő formátum kiválasztásában a leggyakrabban alkalmazott vizsgálati lehetőségek közül: polimeráz láncreakció (PCR), enzimhez kötött immunszorbiens próba (ELISA) vagy laterális áramlású eszközök (LFD).

1) DNS vagy fehérje?

A növény módosítása során a DNS-szekvenciája megváltozik. A változás megállapítható magának a DNS mesterséges módosításának azonosításával vagy az expresszált fehérje kimutatásával, amely a természetben nem fordul elő a szóban forgó növényben. A nukleinsav-alapú vizsgálati módszerek, mint például a PCR, a növényi genom egy adott régióját amplifikálják, hogy kis DNS-darabkák milliárdos példányait nyerjék ki úgynevezett primerek és DNS-polimeráz mint enzim segítségével. Korábban ezeket a DNS-darabkákat agarózgélen lehetett szétválasztani és láthatóvá tenni, de manapság a kifinomultabb műszerek lehetővé teszik az amplifikációs reakció közvetlen mérését fluoreszcencia-technikák alapján. A PCR-megközelítés nem csak minőségi, hanem lehetővé teszi a mintában lévő GM-anyag mennyiségi meghatározását is. A fehérjék kimutatására immunpróbákat alkalmaznak. Ezek az immunológiai tesztek specifikus antitesteket használnak, amelyek képesek megkötni a fehérjét. Két különböző vizsgálati forma áll rendelkezésre - laterális áramlásos eszköz (LFD) és enzimhez kötött immunszorbent teszt (ELISA). Mindkét rendszer szendvics-formátumban működik, ami azt jelenti, hogy egy antitestet immobilizálnak egy olyan felületen, amely specifikusan megköti a keresett fehérjét. Amint a fehérje az immobilizált antitesthez kötődik, egy jelölt másodlagos antitest kötődhet hozzá, ezáltal szendvicset alkotva és színjelet adva. Ha ez az érdeklődésre számot tartó fehérje nem áll rendelkezésre, nem tud szendvicset képezni, és ezért nem lesz látható szín, ami azt jelzi, hogy a vizsgált növény GMO-mentes. A legtöbb esetben az ELISA egy 96 lyukú, a specifikus antitesttel bevont lemezt használ, amely lehetővé teszi több minta egyidejű elemzését. Az LFD-k olyan csíkok, amelyek egy teszt- és egy kontrollsorral rendelkeznek, amelyek a specifikus antitesttel vannak bevonva a keresett fehérje befogására. Ha a tesztvonal megjelenik, az eredmény pozitív, ami a célfehérje jelenlétét jelzi. Ezek a tesztek mennyiségi vagy minőségi formátumban léteznek; az eredmény mennyiségi meghatározásához LFD-olvasóra van szükség. Összefoglalva, a DNS-vizsgálat a módosított DNS-szekvenciát olvassa le, míg a fehérjeteszt az ebből a specifikus DNS-szekvenciából származó új fehérjét azonosítja. Az elemzendő minta sajátos tulajdonságai is szerepet játszanak annak meghatározásában, hogy a DNS-alapú vagy a fehérjealapú módszer felel meg leginkább az Ön igényeinek. A továbbiakban megvizsgáljuk a nyersanyagok vagy a feldolgozott anyagok vizsgálatának különböző követelményeit.

2) Miben különbözik a nyersanyagok vizsgálata a feldolgozott anyagokétól?

A megfelelő vizsgálati technika meghatározásakor a célponton (DNS vagy fehérje) túl egy további kérdés is felmerül: a mátrix nyers vagy feldolgozott anyagból áll? Ez különösen fontos a fehérjék vizsgálatánál. A nyersanyagok kifejezik az ép fehérjét, ami azt jelenti, hogy mind a PCR, mind az immunológiai tesztek használhatók. Ha azonban a nyersanyagot feldolgozták, a fehérjék denaturálódnak, aminek következtében megváltozik a természetes szerkezetük, és a legtöbb esetben immunológiai tesztekkel nem mutathatók ki. A hőkezelés például olyan folyamat, amely a fehérjék denaturálódásához vezethet. Ez a folyamat azonban nem változtatja meg a DNS-szekvenciát, ezért a PCR segítségével még egyes feldolgozott anyagokban is kimutatható a beillesztett gén. Több vizsgálati lehetőség áll rendelkezésére, ha a minta nyers árucikk: mind a DNS-, mind a fehérjealapú megközelítések kimutatják a genetikai módosítást. Ha azonban a minta erősen feldolgozott anyag, amelyben a fehérje denaturálódhatott, a lehetőségei a DNS-vizsgálatra korlátozódnak.

3) Van a mintámban egy bizonyos tulajdonság? GMO-mentes? Pontosan mit kell tudnia?

Néha szükség van egy minta vizsgálatára bizonyos tulajdonságok tekintetében annak megállapítása érdekében, hogy tartalmaz-e olyan növényeket, amelyek bizonyos régiókban nem engedélyezettek. Az is szükséges lehet, hogy meghatározzuk, hogy a minta teljesen GMO-mentes-e, függetlenül bármely konkrét tulajdonságtól. Egy adott GMO jelenlétének vizsgálatához fontos tudni, hogy a kérdéses GMO-ban mely fehérjék fejeződnek ki. Ez az információ beszerezhető a termelőtől vagy olyan forrásokból, mint például az ISAAA honlapja (http://www.isaaa.org/), ahol az összes engedélyezett GMO-t felsorolják. A következő lépés a kívánt vizsgálati forma (PCR, ELISA vagy LFD) meghatározása a kívánt specificitás, az eredményig eltelt idő, az anyag típusa és a rendelkezésre álló laboratóriumi felszerelés alapján. Az elemzőknek itt óvatosnak kell lenniük, mivel sok olyan GMO-termék van, amely nem csak egy, hanem több beillesztett gént is tartalmaz (úgynevezett halmozott eseményeket); ezért ha egy adott GMO-t akarunk vizsgálni, akkor az adott növényhez kapcsolódó összes beillesztett gént (vagy kifejezett fehérjét) meg kell vizsgálnunk. A GMO-vizsgálat másik stratégiája annak meghatározása, hogy a növény egyáltalán tartalmaz-e GMO-anyagokat. Ez a fajta vizsgálat nem specifikus egy adott eseményre. Annak kimutatásához, hogy egy minta teljesen mentes-e a GMO-któl, elegendő minden egyes növénynél csak egy eseményt vizsgálni; ez még a halmozott eseményeket tartalmazó GMO-növények esetében is hatékony, mivel egyetlen esemény jelenlétének bizonyítása elegendő a GMO jelenlétének bizonyításához. Mindhárom technika alkalmas az ilyen típusú vizsgálatra. A PCR biztosítaná a legszélesebb választékot, mivel például a NOS-terminátor vagy a 35S promóter nagyon gyakran kerül beillesztésre. LFD csíkokkal történő vizsgálat esetén egy kombinációs csík egyszerre több fehérjét is képes kimutatni. Ez a két megközelítés kizárólag az ügyfél igényeitől függ, mivel egyesek számára fontosabb lehet, hogy a növény GMO-mentes-e (például egy olyan országban, ahol a termesztés tilos, de előfordulhat illegális ültetés). Mások talán azt szeretnék tudni, hogy konkrétan melyik növényt ültették.

4) Hogyan lehet kiválasztani a megfelelő vizsgálati módszert, ha figyelembe veszünk egyéb tényezőket, például a vizsgálati környezetet?

Egy másik tényező, amely szerepet játszik a megfelelő tesztelési formátum kiválasztásában, a tesztelési környezet. Rendelkezésre áll-e laboratórium és képzett személyzet, vagy inkább egy gyors, laboratóriumi felszerelést nem igénylő vizsgálatot szeretne végezni? Az 1. táblázat összefoglalja a rendelkezésre álló vizsgálati formátumokat és azok előnyeit és hátrányait. Menjünk végig a táblázaton lépésről lépésre. A GMO-vizsgálatok referencia-módszereként a PCR a legmegfelelőbb módszer, ha bármilyen feldolgozott anyagot szeretne vizsgálni. Ez a technika biztosítja a legnagyobb érzékenységet is, és gyakorlatilag minden GMO-t kimutat. Jelentős hátránya azonban, hogy laboratóriumi felszerelésre és képzett személyzetre van szükség. A PCR elvégzéséhez, különösen ha mennyiségi meghatározásra van szükség, elengedhetetlen a pontos pipettázási készség, mert a pontatlan pipettázás téves vagy nem meggyőző eredményekhez vezethet. Az ELISA legnagyobb előnye, hogy egyszerre több mintát is vizsgálhat. Ez akkor fontos, ha egymagvú vizsgálatokat szeretne végezni. Mivel azonban ez egy fehérjealapú teszt, csak nyersanyagok esetében használható. Ha mindhárom technikát összehasonlítja az eredményig eltelt idő szempontjából, az LFD a leggyorsabb módszer. Az LFD csíkok a helyszínen is használhatók, és nem igényelnek bonyolult műszereket. Ha tehát egy beérkező szállítmányt szeretne megvizsgálni, és gyors eredményekre van szüksége, nagyon ésszerű lenne az LFD-tesztet választani, mivel az eredmények 10 percen belül rendelkezésre állnak; nincs szükség laboratóriumi személyzetre és kevés berendezésre. Ez a technika szintén nem igényel laboratóriumi ismereteket, mivel az eljárást úgy tervezték, hogy könnyen használható legyen. Tehát melyik módszer működik a legjobban? A döntés végső soron az Ön által kívánt eredményig eltölthető idő, valamint a rendelkezésére álló létesítmények, berendezések és személyzet függvénye.