Genmodifiserte organismer (GMO)

Hva er en genmodifisert organisme (GMO)?

Med genmodifiserte organismer (GMO) menes enhver levende organisme (plante, dyr, bakterie osv.) som har fått sitt arvestoff endret ved hjelp av genteknologi. Genteknologi gjør det mulig å sette arvestoff (DNA) sammen på nye måter og overføre DNA mellom organismer. Genmodifiseringen kan bestå i at organismen får ekstra gener, at gener blir forandret eller at deler av eller hele gener fjernes.

Om gener og DNA

Informasjonsspråket i genene, den genetiske koden, er med få unntak lik i alle organismer. Koden brukes når en genoppskrift, som er bygget opp av de fire basene guanin (G), adenin (A), thymin (T) og cytosin (C), skal oversettes til aminosyrerekkefølgen i et protein. Siden koden er felles for alle organismer, kan en bakterie lage riktig protein fra et rottegen, og en plante kan bruke et gen for eksempel fra en flue. I den genetiske koden utgjør tre og tre baser (tripletter) "ord", der hvert ord eller triplett blir oversatt til en aminosyre. For eksempel blir tripletten GTA til aminosyren valin, TCC til serin og GAA til glutamat. Det er 64 mulige kombinasjoner av basene men bare 20 aminosyrer. De fleste av aminosyrene kodes derfor av flere tripletter, og ofte kan siste bokstav i tripletten variere uten at det påvirker hvilken aminosyre som blir lagd.

Hvorfor lager man GMO?

Genmodifisering kan forandre organismens egenskaper. Mennesker har i tusener av år foredlet planter og dyr for å få frem best mulig egenskaper. Med genmodifisering kan dette skje uten å avle over mange generasjoner. Helt nye egenskaper kan også fremskaffes. For eksempel kan man få en plante til å bli motstandsdyktig mot angrep fra enkelte insekter ved å sette inn et bakteriegen som koder for en spesiell gift, eller en plante kan gjøres selvlysende ved at den får et spesielt gen fra ildflue.

Genmodifiserte organismer lages nå innenfor mange felter: mat, fôr, tekstiler, legemidler osv. Mange av de nye organismene har egenskaper som er ettertraktede. Det finnes derfor en rekke genteknologiske firmaer som fremstiller genmodifiserte organismer for salg.

De viktigste mulige anvendelsesområdene for genmodifiserte organismer er:

  • Genmodifisert mat:
    • Økte avlinger
    • Sterkere avlinger
    • Bedre næringsinnhold
    • Bedre smak, konsistens eller utseende
  • Miljømessige faktorer:
    • Økt motstand mot ugress og insektangrep; mindre bruk av sprøytemidler
    • Lavere avhengighet av gjødselprodukter
    • Produksjon av nye forbindelser, for eksempel vaksiner
    • Bruk av mikroorganismer i opprenskning og kontroll av forurensning
  • Medisinske og veterinærmedisinsk bruk:
    • Farmasøytiske proteiner i melk fra dyr
    • Xenotransplantasjon (organtransplantasjon fra dyr til menneske)
    • Dyr som modeller for menneskelige sykdommer
    • Dyr som er motstandsdyktige mot egne sykdommer

Forskning på GMO

Kunnskapen om hvordan man kan genmodifisere arter kommer fra mange år med genteknologisk forskning. Genmodifisering brukes i forskning for å undersøke geners funksjon. Ved å enten legge til eller fjerne et gen kan man finne ut mye om hvilken rolle dette genet normalt har i organismen. Noen gener er felles for omtrent alle arter. Dette gjelder gener som er helt grunnleggende for å opprettholde liv. Gener som koder for proteiner som bidrar til å kopiere og lese av arvestoffet er blant disse.

Andre gener er felles for planter eller for dyr av en spesiell type. Det er derfor ikke nødvendig å studere så mange arter for å forstå de viktigste livsprosessene. Forskerne studerer heller noen få typiske organismer nøye. Blant de viktigste modellorganismene, som ofte nevnes med sine latinske navn, er:

  • vår vanligste tarmbakterie (Escherichia coli)
  • bakegjær (Saccharomyces cerevisiae)
  • bananflue (Drosophila melanogaster)
  • rundorm (Caenorhabditis elegans)
  • vårskrinneblom (Arabidopsis thaliana)
  • sebrafisk (Danio rerio)
  • mus (Mus musculus)
  • rotte (Rattus norvegicus)

Hvordan lager man GMO?

Når man genmodifiserer en organisme utarbeider man et lite sirkulært DNA-molekyl, et plasmid, som inneholder de genene som skal settes inn i organismen. Dette arbeidet foregår i laboratoriet. DNA fra kildeorganismen blir "klippet opp" med biologiske sakser som kalles restriksjonsenzymer, og "limt sammen" med annet DNA med enzymet ligase. Det finnes en stor mengde slike molekylære verktøy tilgjengelige i genteknologien, og de fleste stammer fra bakterier og virus. DNA-biter som kombineres på nye måter ved hjelp av genteknologi kalles gjerne rekombinant DNA.

Alle organismer der gener er endret, fjernet eller satt inn ved hjelp av genteknologi kalles genmodifiserte organismer. Men man skiller mellom organismer som har fått tilsatt gener fra andre organismer, og som kalles transgene organismer, og organismer der et gen i organismen er endret eller fjernet.

Transgene organismer

Transgene organismer er organismer som har fått ett eller flere gener tilsatt. Man bruker ulike metoder avhengig av organismen; her er noen eksempler:

  • Man kan få bakterier til å ta opp fremmed DNA ved å gi dem et lite elektrisk støt som gjør dem porøse.
  • For å få nytt DNA inn i planteceller kan man enten benytte en bakterie (Agrobacterium tumefaciens) som naturlig kan overføre DNA til flere plantearter, eller man kan bruke en liten partikkelpistol til å skyte mikroskopiske gullpartikler dekket med DNA inn i plantecellene.
  • For å lage transgene mus blir de nye genene, i form av rent DNA, sprøytet forsiktig inn i et befruktet egg. I noen egg vil DNAet tas opp og bli en del av kromosomene slik at det nye genet blir aktivt på linje med musens egne gener. Egget settes tilbake i en surrogatmus, og nyfødte mus blir analysert for å se om de har tatt opp det fremmede DNAet. Ved denne metoden vet man ikke hvor i kromosomet de nye genene havner. Området de nye genene havner i vil være bestemmende for hvor aktive de nye genene vil være.

Målrettet forandring av eksisterende gener

Andre metoder brukes hvis man ønsker å forandre eller fjerne gener i en organisme. Man tar da utgangspunkt i en DNA-streng med en kopi av det kromosomområdet som inneholder det genet man ønsker å forandre eller fjerne. På hver side av dette bygges det inn små elementer som fremmer ombytting av gener (homolog rekombinasjon). Målet er at den forandrede versjonen skal ta plassen til det opprinnelige genet i kromosomet.

Eksempel: Man kan fjerne et gen som kontrollerer cellevekst i mus og på denne måten fremstille en mus som kan nyttiggjøres i kreftforskning. For å fjerne gener i mus bruker man embryonale stamceller (dvs. celler fra et svært tidlig stadium i fosterutviklingen) i kultur. Disse får tilsatt de forandrede genbitene og i noen av cellene vil det skje en ombytting, som er mulig å måle. De modifiserte cellene blir satt inn i et tidlig musefoster slik at disse cellene blir til deler av den nye musen. Generasjoner kan da avles frem der hele dyret har denne genforandringen. Slik målrettet modifisering av gener er viktig i forskning for å undersøke hvilken rolle spesielle gener spiller i normal funksjon og utvikling.

Forskjellige typer GMO

Genmodifiserte mikroorganismer

Den hyppigste genmodifiseringen av mikroorganismer foregår i laboratoriet. Her brukes bakterier som et verktøy for å mangfoldiggjøre DNA-molekyler man studerer. Bakterier brukes også for å lage medisiner; allerede i 1980 begynte man å fremstille insulin til sukkersyke pasienter fra genmodifiserte bakterier. Virus er også et nyttig redskap, blant annet blir genmodifiserte virus nå utviklet som vaksiner, der de sykdomsfremkallende delene av virusene er fjernet ved bruk av genteknologi.

Genmodifiserte planter

Genmodifiserte planter benyttes nå blant annet til mat for mennesker, dyrefôr, tekstiler og for produksjon av legemidler. Sorter av genmodifisert mat og fôr er ofte laget så de er motstandsdyktige mot insektangrep eller de har fått et gen som gjør at de tåler ugressmidlene som brukes på plantefeltene. Soya og mais er de vanligste sortene. I Europa har det vært stor motstand mot genmodifiserte matsorter, mens dette nå er vanlig på markedene i USA og i Asia.

Kokosnøttpalmer er et eksempel på planter som ikke bare brukes til mat. Disse er en viktig kilde for oljer som brukes i fremstillingen av såpe. Genmanipulering av oljeproduserende raps i nordlige strøk kan tenkes å frembringe de oljene som trenges til såpeproduksjon og dermed erstatte kokosnøttoljen. Dette vil kunne skape endrede handelsforhold mellom utviklingsland og vestlige land.

Genmodifiserte dyr

Ett av hovedformålene med genmodifiserte dyr er som hjelpemiddel til å forstå menneskelige sykdommer og utvikle medisiner mot dem. Et eksempel på dette er "oncomusen" som er genmodifisert slik at den lett utvikler kreft. Disse musene brukes for å teste ut mulige nye behandlingsformer mot kreft.

Genmodifiserte dyr kan også tenkes brukt til andre formål. For eksempel kan griser bli en viktig kilde til organer for mennesker. For at organene som overføres ved slik xenotransplantasjon skal ha muligheten til å bli akseptert av kroppen, må grisene genmodifiseres slik at immunsystemet ikke aktiveres. De genmanipulerte grisene blir deretter klonet for å produsere like dyr med den samme genforandringen (les mer om kloning av dyr). Et problem ved transplantasjon av organer fra gris til menneske er at det finnes sovende virus i grisens arvestoff. Det er en fare for at disse kan aktiveres når de kommer over i en menneskekropp og spres videre til andre mennesker. På grunn av denne faren foregår forskning på xenotransplantasjon nå i begrenset omfang. (Les mer om xenotransplantasjon i artikkelen "Xenotransplantasjon vekker både frykt og håp" i Genialt nr. 3/2001.)

Et annet eksempel er genmodifiserte sauer som produserer farmasøytiske proteiner i melken sin. Et slikt protein er alfa-1-antitrypsin som er viktig for behandling av cystisk fibrose hos mennesker. Proteinet har avanserte sukkerkjeder koblet til seg som gjør at det kan ikke kan produseres i riktig form av bakterier og gjær. Nå kan dette proteinet renses i store mengder fra melken på sauer som har fått menneskegenet for dette proteinet satt inn i arvestoffet sitt.

Samfunnsmessige aspekter ved GMO

Miljørisiko

Når genmodifiserte organismer blir en del av miljøet er det en fare for at de kan overføre de nye genene de har fått til liknende organismer. For planter kan spredning skje via pollen, og for dyr kan krysning med ikke-modifiserte dyr føre til at de nye genene spres. Det kan også tenkes at de fremmede genene overføres til andre arter ved at bakterier tar opp i seg DNA fra de modifiserte organismene og fører dette videre til helt andre arter ved en mekanisme som kalles horisontal genoverføring. Når gener kombineres på nye måter er det vanskelig å forutsi hvordan de vil fungere. Det er også en fare for at modifiserte arter på lengre sikt kan fortrenge naturlige arter eller at de har andre utilsiktede virkninger på miljøet. Hvis en spredning av modifiserte organismer eller gener skulle føre til uheldige konsekvenser er det så godt som umulig å hente dem inn igjen. Det er derfor viktig å være føre var og ikke ta unødige sjanser ved utsetting av genmodifiserte organismer.

Helserisiko

Enkelte gener som brukes i genmodifiserte organismer kan tenkes å innebære en helserisiko for mennesker. Gener for motstandskraft mot antibiotika er blant disse. Dette er gener som brukes mye i forskning fordi de gjør det mulig å skille de genmodifiserte bakteriene fra de andre. Vi ønsker derimot ikke at disse genene skal komme over i sykdomsbakterier og gjøre dem motstandsdyktige mot antibiotikabehandling. Norge og EU vil derfor i løpet av få år innføre et forbud mot å bruke slike gener i genmodifiserte organismer som settes ut i naturen (se EU-direktiv 2001/18/EF og Bioteknologinemndas høringsuttalelse om direktivet).

Les mer om problemstillingen med antibiotikaresistensgener i Bioteknologinemndas rapport Nordic Seminar on Antibiotic Resistance Marker Genes and Transgenic Plants: trykk her for å bestille.

Dyrehelse

Når det gjelder genmodifiserte dyr er det ønskelig å unngå unødig lidelse. I mange tilfeller blir nytten dyret har for oss mennesker likevel regnet for å være så stor at den veier opp for den lidelsen dyret utsettes for. Generelt søker man å bruke høyerestående dyr minst mulig i forskning, og bruken av forsøksdyr blir fulgt opp og kontrollert av myndighetene. Dyrehelseaspektet ved genmodifisering av dyr behandles i Lov om dyrevern §5:

Lov om dyrevern §5. Avl:

Det er forbode å endra dyra sine arveanlegg ved bruk av genteknologiske metodar eller ved tradisjonelt avlsarbeid dersom

  1. dette gjer dyret uskikka til å utøve normal åtferd eller påverkar fysiologiske funksjonar i uheldig lei,
  2. dyret blir påført unødig liding,
  3. endringa vekkjer ålmenne etiske reaksjonar.

Det er forbode å avle dyr som har vorte slik som nevnt i fyrste ledd.

Forbrukernes vurderinger

På grunn av den mulige faren for miljøet har det vært stor motstand mot å sette genmodifiserte organismer ut i naturen. Blant forbrukere har det også vært stor motstand mot genmodifisert mat. Mange synes her at de mulige farene ikke oppveies av nytten. I medisin derimot kan genmodifiserte organismer bidra til utvikling av mange nye legemidler. Nytten på dette området oppfattes som stor og motstanden er derfor mindre. Les mer om norske holdninger til GMO og bioteknologi generelt i rapport nr. 188 fra Norsk samfunnsvitenskapelig datatjeneste, Norske holdninger til bioteknologi.

Patenter

Mange genmodifiserte arter er utviklet for salg, og i denne sammenhengen er patenter et viktig virkemiddel for å sikre firmaenes inntjening. Når det er selve den modifiserte planten eller dyret som er produktet, kan det i mange tilfeller være vanskelig å trekke et skille mellom det som kan patenteres fordi det er en oppfinnelse og det som er naturskapt og derfor ikke er patenterbart. Patenter på genmodifiserte organismer kan også by på problemer i de tilfeller der genressursene er hentet fra planer og dyr i andre land. Dette er et sentralt problem i forholdet mellom utviklingsland, der mange av de interessante genressursene finnes, og rikere land som har råd til å utvikle medisinske og andre produkter basert på disse genressursene.

I EU og EØS blir spørsmålet om patenter på levende organismer regulert av direktiv 98/44/EF. Dette direktivet, kalt patentdirektivet, har blitt mye kritisert, blant annet for å undergrave den rettferdige fordeligen av godene fra genetiske ressurser som Konvensjonen om biologisk mangfold (CBD) legger opp til. I en dom avsagt i EU-domstolen den 9. oktober 2001 ble imidlertid denne kritikken ikke regnet som holdbar. Les mer om patentdirektivet:

Utviklingen av genmodifiserte produkter påvirker også handelsmønstrene i verden. Dette gjelder både matprodukter og andre GMOer. Genmodifisert mat skaper også muligheten til å forbedre matsituasjonen i mange land, og Kina er blant land som satser stort på dette. Det er imidlertid omstridt i hvilken grad bruk av genmodifisert mat er hensiktsmessig for å bekjempe sult og feilernæring.

Regulering av GMOer

Norge har en egen lov om framstilling og bruk av genmodifiserte organismer, kalt genteknologiloven. (Les mer om genteknologiloven.)

Lovens formål er å "sikre at framstilling og bruk av genmodifiserte organismer skjer på en etisk og samfunnsmessig forsvarlig måte, i samsvar med prinsippet om bærekraftig utvikling og uten helse- og miljømessige skadevirkninger." De fleste andre land legger utelukkende vekt på konsekvensene for helse og miljø. Den norske loven er dermed spesiell ved sin vektlegging av "samfunnsmessig nytteverdi" og "bærekraftig utvikling" (§10). Det er imidlertid ikke klart hvordan disse begrepene skal tolkes i konkrete vurderinger. Dette spørsmålet behandles i Bioteknologinemndas hefte Bærekraft, samfunnsnytte og etikk i vurderinger av genmodifiserte organismer.

I loven skilles det mellom innesluttet bruk av genmodifiserte organismer, som i laboratorier, og utsetting av genmodifiserte organismer, som for eksempel i plantefelt.

Innesluttet bruk

Innesluttet arbeid med genmodifiserte organismer foregår i laboratorier eller liknende anlegg der organismene håndteres etter spesielle regler. Forskning og utvikling av genmodifiserte organismer holdes på denne måten adskilt fra utenverdenen for å hindre eventuelle helse- og miljømessige skadevirkninger. Sosial- og helsedirektoratet har tilsynet med innesluttet bruk i Norge.

Utsetting

All fremstilling og bruk av genmodifiserte organismer utover innesluttet bruk krever spesiell godkjenning. Dette vil ikke bli gitt hvis man tror at utsetting kan innebære en fare for helse eller miljø. For å få godkjenning er det også viktig at organismen kan sies å ha samfunnsmessig nytte og at den er egnet til å fremme bærekraftig utvikling. Alle genmodifiserte organismer som eventuelt blir godkjent for salg skal dessuten merkes. I Norge er det Direktoratet for naturforvaltning som har kontrollen med utsetting av GMOer.

Regelverket i EU

I dag reguleres GMOer først og fremst av EU-direktiv 2001/18/EF om utsetting og markedsføring av genmodifiserte organismer og forordning 1829/2003, som omhandler godkjenning av genmodifisert mat og fôr. Godkjenning av nye genmodifiserte organismer skal skje i tråd med føre var-prinsippet. En som søker om utsetting av en genmodifisert organisme må vise metoder for å spore organismen i naturen og ha en plan for å overvåke den modifiserte organismens virkninger på helse og miljø. EU har også vedtatt regler for hvordan genmodifiserte varer skal kunne spores og merkes, se forordning 1830/2003.

Merkekravet gjelder ikke for produkter som inneholder mindre enn 0,9 prosent av en godkjent GMO. Dersom en ingrediens ikke er godkjent eller risikovurdert i EU, er denne grensen satt til 0,5 %. Også i tilfeller der det ikke er mulig å påvise en genmodifisert komponent i et produkt (eksempelvis matoljer uten DNA) skal produktet likevel merkes dersom det er fremstilt på bakgrunn av en GMO. Dette er en form for ”prosessmerking”.

 

Bioteknologinemndas uttalelser

Uttalelser om regelverket

Trykk her for en oversikt over Bioteknologinemndas uttalelser om søknader om bruk, utsetting eller markedsføring av GMO

Videre lesning

Mange av Bioteknologinemndas publikasjoner behandler ulike aspekter ved genmodifiserte organismer:

Artikler i GENialt