ALIMENTS MODIFICATS GENÈTICAMENT, ON SOM?

Transcripción

1 ALIMENTS MODIFICATS GENÈTICAMENT, ON SOM? Teresa Esteve Nuez Servei d Anàlisis Biològiques Quantitatives (SABQ) Institut de Biología Molecular de Barcelona S.A.B.Q. IBMB-CSIC

2 CONTENIDOS SEMINARIO S.A.B.Q. 1. Plantas Transgénicas 2. Evolución mundial de las plantas MG 3. Legislación OMG 4. Percepción Social 5. Métodos de Detección - PCR cualitativa - PCR cuantitativa (a tiempo real) - Detección Proteínas Transgénicas

3 Mejora genética vegetal Especies silvestres años de domesticación Nacimiento de la agricultura Plantas cultivadas 1859: Darwin: teoría de la evolución de las especies 1865: Mendel: leyes de la herencia Introducción consciente de diversidad genética Plantas mejoradas Plantas MG 1950: Watson y Crick: estructura del ADN : Mejora de las técnicas de cultivo In vitro 1984: Primera transferencia de genes a plantas Plantas transgénicas Introducción dirigida de caracteres

4 PLANTA MEJORADA Teosinte Maíz Plantas MG

5 El gen transferido se inserta al azar en el genoma pr tm Plantas MG

6 El gen transferido se expresa como un gen más de la planta Plantas MG callo Capa aleurona del grano de maíz

7 Selección y regeneración A partir de las células transformadas regeneramos la planta Plantas MG Regeneración de callos Planta tg regenerada

8 Microinyección Transformación de protoplastos Pipeta de sujeción: succión Pipeta de inyección: presión Plantas MG

9 Cañón de bombardeo de ADN Plantas MG

10 Agrobacterium tumefaciens tumores vegetales Plantas MG

11 Beneficios plantas transgénicas Plantas MG Menor uso de herbicidas. Reduce el impacto ambiental. Control de plagas. Menores pérdidas por enfermedades y pestes. Mayor higiene del cultivo (se producen menores daño al cultivo lo que reduce la presencia de micotoxinas ya que el daño que produce el insecto es la puerta para la infectación por hongos). Flexibilidad en el manejo del cultivo (cultivos tolerantes a herbicidas, extensión de la estación de cultivo, tolerancia a estrés). Mayor productividad y mejor calidad del producto recolectado. Disminución de alergias.

12 Organismos Modificados Genéticamente: OMG OMG: es aquel, el ADN del cual se ha modificado mediante la aplicación de la tecnologia del ADN recombinante Planta transgénica: es aquella a la cual se ha incorporado en su genoma un transgén (gen de una espécie diferente). Fuente: FAO RESEARCH AND TECHNOLOGY PAPER No. 7, Plantas MG 1 er OMG comercializado, en 1994 Retirado del mercado en 1997

13 OMGs COMERCIALIZADOS Tolerantes a herbicidas: Glifosato: maíz GA21; soja RR (GTS40/3/2); colza RR (GT73), maíz NK603, algodón RR (MON1445) Glufosinato: maíces T25, TC1507; colza Topas 19/2 (HCN92), colzas MS8/RF3, algodón LL25 Resistencia a plagas: Insectos: maíces Bt 176, Bt11, MON810, MON863, TC1507 algodones Bollgard (MON531), Bollgard II (MON15985) Virus: RBMT15-101; ZW20. Plantas MG Mejora del aspecto de los alimentos tomate FLAVR SAVR; melón A, B. Mejora de la calidad nutritiva. Golden Rice ; colza. Caracteres ornamentales: clavel 4,11,15,16. Mejora de la respuesta a condiciones de estrés. Caracteres con fines terapéuticos.

14 Evolución mundial de las plantas transgénicas Evolución plantas MG M illones de hectáreas Evolución del número de hectáreas de OMGs cultivadas en el m undo ( ) ,7 52,6 58,7 39,9 44,2 27,8 11 1, Fuente: ISA A A

15 Evolución mundial de las plantas transgénicas Superficie cultivada de OM Gs por países Evolución plantas MG Millones de hectáreas USA Argentina Canada China Otros Fuente: ISA A A

16 Evolucion en la UE de las plantas transgenicas Cultivo por paises de la UE Area de OMG en España España > ha (2005) Francia República Checa Alemania ha (2005) ha (2005) ha (2005) millones ha Portugal 780 ha (2005) año 12 % del maíz sembrado Evolución plantas MG Maíz evento Mon810: resistente al taladro 56 variedades inscritas en el Registro de Variedades Vegetales Fuentes: ISAAA MAPA

17 Evolucion mundial de las plantas transgenicas Distribución por cultivos OMG (ha.) 2005 Colza 5% Otros 10% Algodón 10% Maíz 21% Soja 54% Distribución por característica OMG (ha.) 2005 Resistencia a insectos 18% (12% Maíz) Evolución plantas MG Tolerancia a herbicida 75% (63% Soja) Otros < 0,1% Tolerancia a herbicida y resistencia a insectos 8% (7% Maíz) Fuente: ISAAA

18 Legislación OMG EEUU legislación alimento depende sólo de sus propiedades y usos, no de la (FDA) forma en que se ha obtenido (equivalencia sustancial). NO etiquetado. UE Obligatorio etiquetado alimento modificado genéticamente. Decisiones de la Comisión 96/281/CE (30 abril) y 97/98/CE autorizan comercialización semillas de soja y maíz MG en la UE. Reglamento 258/97 sobre nuevos alimentos y nuevos ingredientes alimentarios. etiquetado todo producto fabricado a partir de OMG. Reglamento 1139/98 producido a/p de soja o maíz MG si ADN o proteína. Reglamento 1829/2003 sobre alimentos y piensos modificados genéticamente Reglamento 1830/2003 trazabilidad y etiquetado todo alimento cuyos ingredientes contengan más de 0.9% OMG Reglamento 50/2000 (11 enero - 10 abril) aditivos y aromas que contengan o consistan en OMG.

19 Productos farmacéuticos Anticuerpos Vacunas... Productos especiales Plásticos biodegradables Tejidos (algodón, seda) Combustibles... Incremento del valor nutritivo Composición de aceites saturados / insaturados (colza) Incremento de vitamina A (arróz), hierro... Incremento de aminoácidos esenciales (patata) Mejora de la digestibilidad (piensos) Procesamiento de alimentos tomate de maduración retardada patata con menor grado de oxidación Aplicaciones Características agronómicas Toleráncia a herbicida, resisténcia a patógenos Toleráncia a estrés abiótico (bajas temperaturas, sequia...)

20 Resistentes a insectos: plantas Bt Sesamia nonagroides Ostrinia nubilalis Aplicaciones 2005: Número medio de larvas por planta en variedades de maíz convencional: 3.1

21 Toxina Bt Cristales de proteína Bt (Bacillus thuringiensis) o cry (cristalina) Los cry constituyen una familia: diversas variedades de B. thuringiensis tienen diferentes formas génicas, y por tanto, hacen diferentes formas de la toxina (cryia, cryib,...) Aplicaciones Se debe ingerir oralmente (lo hace la larva) En el tracto digestivo, se disuelve y pasa de pre-proteína a proteína madura (toxina) Se une a un receptor específico del intestíno de un grupo de lepidópteros (como el taladro) Provoca la muerte celular de la célula donde se ha unido La lisis celular produce agujeros en el intestíno, y muerte de la larva

22 El taladro puede provocar pérdidas del 30% de la cosecha de maíz a nivel mundial. Aplicaciones El taladro tiene 2 generaciones anuales: 1a. Los huevos se depositan en las hojas, las larvas (7-10 días) se alimentan del tallo, pupan y nace la mariposa. 2a. Los huevos depositados en las hojas permanecen cerca del nódulo de la mazorca, se alimentan del polen y van al tallo

23 Salvajes Resistentes Aplicaciones

24 Factores de rechazo Su consumo es perjudicial para la salud? Posibles efectos alergénicos? Transferencia del transgén a otras variedades no transgénicas. Mariposa Monarca Inducción de resistencia a antibióticos. Percepción Social Mundialización: pocas empresas controlen el mercado de producción alimenticia.

25 Percepción Social

28 Administraciones que gestionan el riesgo en el mercado de la Unión n Europea Administración Europea. 3 direcciones generales y una Agencia de Seguridad Alimentaria 15 Administraciones Estatales. En cada Estado 3 ó 4 Ministerios y Agencias de Seguridad Alimentaria. Evaluación de Riesgos 17 Comunidades Autónomas. En cada una 3 ó 4 Consejerías y Agencias o Comisiones de Seguridad Alimentaria. Ayuntamientos.

29 Métodos de análisis, trazabilidad, coexisténcia de OMG métodos de detección, identificación y cuantificación de OMG harmonizados a nivel europeo European Network of GMO Laboratories (ENGL) validados Ensayos inter-laboratorio: Joint Research Centre (JRC) Propuestos como métodos de referéncia al Comité Europeo de normalización (CEN) Detección PCR PCR a tiempo real Automatizable Elevada especificidad Capacidad de cuantificación

30 Detección, identificación y cuantificación OMG Diagrama de flujo general: Recepción de muestras Homogeneización y preparación de la muestra Extracción ADN Amplificación Detección RESULTADO

31 La reacción de PCR Polymerase Chain Reaction Detección Se usa para amplificar regiones específicas de ADN (amplicones) hasta un nivel que se puedan detectar. Se utiliza en el análisis de OMG para detectar secuencias que solo están presentes en el transgénico. Para llevar a cabo esta reacción es necesario conocer la secuencia de ADN, al menos el principio y final de lo que queremos amplificar, para permitir el diseño de unos primers o cebadores. Esta reacción tendrá lugar gracias a la acción de una enzima denominada Taq, polimerasa termoestable que copia los fragmentos de ADN.

32 REAL - TIME PCR ABI PRISM TM 7300 ABI PRISM TM 7700 Cuantificación

33 CURVA DE AMPLIFICACIÓN Rn = fluorescencia DETECCIÓN CUANTIFICACIÓN Cuantificación Ct = cycle threshold Rn (normalized reporter signal)=fluorescence reporter dye/ fluorescence passive reference Rn = Rn baseline; C T (threshold cycle) = PCR cycle at which increase in reporter flurescence above baseline signal can first be detected