twitter

image1 image1 image1 image1

Techniki detekcji i identyfikacji organizmów genetycznie zmodyfikowanych

Małgorzata Mazur, Beata Król, Zbigniew Sieradzki, Krzysztof Kwiatek
Państwowy Instytut Weterynaryjny - Państwowy Instytut Badawczy Zakład Higieny Pasz

s. 29-34

Streszczenie. Modyfikacja genomu komórki przeprowadzana za pomocą technik inżynierii genetycznej w celu uzyskania nowych, pożądanych przez człowieka właściwości, prowadzi do powstania tzw. organizmów genetycznie zmodyfikowanych (GMO). Zastosowanie GMO w przemyśle czy farmacji nie budzi zbyt wielu wątpliwości, a kontrowersje związane z tego typu organizmami dotyczą przede wszystkim genetycznie zmodyfikowanych roślin i zwierząt. Rośliny transgeniczne są coraz częściej wykorzystywane w łańcuchu żywieniowym, szczególnie jako pasza dla zwierząt. Przepisy prawne obowiązujące na terenie Unii Europejskiej nakazują znakowanie żywności i pasz zawierających lub wyprodukowanych z genetycznie zmodyfikowanych organizmów. Do prowadzenia efektywnego monitoringu w zakresie GMO niezbędne jest opracowanie odpowiednich metod analitycznych. Metody, które najczęściej stosuje się w tego typu analizach wykorzystują techniki biologii molekularnej i polegają na wykryciu specyficznych sekwencji DNA lub immunologicznej detekcji białek. W artykule omówiono metody analityczne stosowane w detekcji GMO, ze szczególnym uwzględnieniem techniki PCR, najczęściej wykorzystywanej w tego typu analizach. Szybkie i wiarygodne metody detekcji GMO pozwalają nie tylko na monitorowanie jego obecności w środowisku, ale umożliwiają również znakowanie produktów zawierających GMO. Dzięki temu konsument ma możliwość świadomego wyboru pomiędzy żywnością zawierającą GMO, a żywnością wolną od GMO.

Słowa kluczowe: genetycznie zmodyfikowane organizmy, GMO, DNA, PCR, metody analityczne

Echniques detection and identification of genetically modified organisms

Magorzata Mazur, Beata Król, Zbigniew Sieradzki, Krzysztof Kwiatek

Department of Hygiene of Animal Feedingstuffs, National Veterinary Research Institute

Summary. Modification of the cell genome using genetic engineering techniques in order to obtain new, desirable features, lead to the genetically modified organisms (GMOs). The application of GMOs in the industry or pharmacy does not raise too many doubts, while most controversies related with such organisms result from the usage of genetically modified plants. Transgenic plants are increasingly applied in the food chain, especially as animal feed. Laws in force in the European Union require labeling of food and feed containing GMO or produced using of genetically modified organisms. Thus it is necessary to develop sensitive and reliable analytical methods to carry out effective monitoring in the area of GMOs. The most frequently used methods employ molecular biology techniques and relay on the detection of specific DNA sequences or immunological detection of proteins. The article discusses analytical methods applied in the GMO detection, with special emphasis on the PCR technique, which is the most commonly used in this type of analysis. Fast and reliable methods of GMO detection not only allow for monitoring of presence of GMO in the environment but also for labeling of products containing GMO. With this type of labeling the consumer has a choice between the food containing GMOs (or products derived with modified organisms) and GMO-free food.

Key words: genetically modified organisms, GMO, DNA, PCR, analitical methods

Piśmiennictwo

  • Ahmed F.E.: Detection of genetically modified organisms in foods. Trends in Biotech 2002, 20, 215-223.
  • Alexander T.W., Reuter T., Aulrich K., Sharma R., Okine E.K., Dixon W.T., McAllister T.A.: A review of the detection and fate of novel plant molecules derived from biotechnology in livestock production. Anim Feed SciTechnol 2007, 133, 31-36.
  • Deisingh A.K., Badrie N.: Detection approaches for genetically modified organisms in foods. Food Res Int 2005, 38, 639-649.
  • Dobnik D., Štebih D., Blejec A., Morisset D., Žel J.: Multiplex quantification of four DNA targets in one reaction with Bio-Rad droplet digital PCR system for GMO detection. Sci Rep. 2016, 6, 1-9.
  • Dörries H.H., Remus I., Grönewald A., Grönewald C., Berghof-Jäger K.: Development of a qualitative, multiplex real-time PCR kit for screening of genetically modified organisms (GMOs). Anal BioanalChem 2009, 396, 2043-2054.
  • Elenis D., Kalogianni D., Glynou K., Ioannou P., Christopoulos T.: Advances in molecular techniques for the detection and quantification of genetically modified organisms. Anal BioanalChem 2008, 392, 347-354.
  • Fraiture M.A., Herman P., Taverniers I., De Loose M., Deforce D., RoosensN.H.:Current and new approaches in GMO detection: challenges and solutions. Biomed Res Int. 2015, 1-22.
  • Gerdes L., Iwobi A., Busch U., Pecoraro S.: Optimization of digital droplet polymerase chain reaction for quantification of genetically modified organisms. BiomolDetectQuantif. 2016,7,9-20.
  • Hamels S., Glouden T., Gillard K., Mazzara M., Debode F., Foti N., Sneyers M., Nuez T.E., Pla M., Barben G., Moens W., Bertheau Y., Audeon C., Van de Eede G., Remacle J.: A PCR-microarray method for the screening of genetically modified organisms. Eur Food Res Technol, 2009, 228, 531-541.
  • Holst-Jensen A., Ronning S.B., Lovseth A.: PCR technology for screening and quantification of genetically modified organisms (GMOs). Anal BioanalChem 2003, 375, 985-993.
  • James D., Schmidt A.M., Wall E., Green M., Masri S.: Reliable detection and identification of genetically modified maize, soybean, and canola by multiplex PCR analysis. J Agric Food Chem 2003, 51, 5829-5834.
  • Kamle S., Ali S.: Genetically modified crops: Detection strategies and biosafety issues. Gene 2013, 522, 123-132.
  • Käppeli O., Auberson L.: How safe is safe enough in plant genetic engineering? Trends Plant Sci 1998, 3, 276-281.
  • Liang C., van Dijk J.P., Scholtens I.M., Staats M., Prins T.W., Voorhuijzen M.M., da Silva A.M., Arisi A.C., den Dunnen J.T., Kok E.J.: Detecting authorized and unauthorized genetically modified organisms containing vip3A by real-time PCR and next-generation sequencing. AnalBioanal Chem. 2014, 406, 2603-2611.
  • Marmiroli N., Maestri E., Gullì M., Malcevschi A., Peano C., Bordoni R., De Bellis G.: Methods for detection of GMOs in food and feed. Anal BioanalChem 2008, 392, 369-384.
  • Miraglia M., Berdalb K.G., Breraa C., Corbisierc P., Holst-Jensenb A., Kokd E.J., Marvind H.J.P., Schimmelc H., Rentsche J., Van Ried J.P.P.F., Zagonf J.: Detection and traceability of genetically modified organisms in the food production chain. Food ChemToxicol, 2004, 42, 1157-1180.
  • Navarro E., Serrano-Heras G., Castaño M., Solera J.: Real-time PCR detection chemistry. ClinChimActa, 2015, 439, 231–250.
  •  Peano C., Bordoni R., Gulli M., Mezzelani A., Samson M.C., Bellis G.D., Marmiroli N.: Multiplex polymerase chain reaction and ligation detection reaction/universal array technology for the traceability of genetically modified organisms in foods. Anal Biochem 2005, 346, 90-100.
  • Querci M., Van den Bulcke M., Zel J., Van den Eede G., Broll H.: New approaches in GMO detection. AnalBioanalChem 2010, 396, 1991-2002.
  • Rozporządzenie (WE) nr 1946/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 lipca 2003 r. w sprawie transgranicznego przemieszczania organizmów genetycznie zmodyfikowanych.
  • Rozporządzenie nr 1829/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 września 2003 r. w sprawie genetycznie zmodyfikowanej żywności i paszy.
  • Rozporządzenie nr 1830/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 września 2003 r. dotyczące możliwości śledzenia i etykietowania organizmów zmodyfikowanych genetycznie oraz możliwości śledzenia żywności i produktów paszowych wyprodukowanych z organizmów zmodyfikowanych genetycznie i zmieniające Dyrektywę 2001/18/WE.
  • Schubert D., Williams D.: Cisgenic' as a product designation. Nat Biotechnol 2006, 24, 1327-1329.
  • Stave J.W.: Protein immunoassay methods for detection of biotech crops: applications, limitations, and practical considerations. J AOAC Int 2002, 85, 780–786.
  • Wahler D., Schauser L., Bendiek J., Grohmann L.: Next-generation sequencing as a tool for detailed molecular characterisation of genomic insertions and flanking regions in genetically modified plants: a pilot study using a rice event unauthorised in the EU. Food AnalMethods 2013, 6, 1718–1727.