Omezené možnosti detekce potravin a krmiv získaných novými technikami šlechtění

19.7.2019 |

Jak detekovat produkty nových technik šlechtění – „nová“ GMO? A je to vůbec možné?

Na tuto otázku odpovídá zpráva, kterou letos vydali evropští odborníci v oblasti geneticky modifikovaných organismů (GMO). Pojednává o možnostech detekce potravin a krmiv získaných novými technikami šlechtění, konkrétně cílenou mutagenezí neboli genovou editací jako je např. CRISPR (dále jen „genová editace“). Autoři zprávy přitom vycházeli z poznatků, které jsou již k dispozici kontrolním orgánům v oblasti detekce transgenních organismů („starších“ GMO). Zásadním zjištěním zprávy je fakt, že možnosti detekce produktů získaných genovou editací jsou omezené a v některých případech dokonce nulové. Ne všechny produkty těchto technik jsme totiž schopni detekovat, a tím i kontrolovat.

V současné době je pro detekci a kvantifikaci GMO na trhu EU nejčastěji používaná analýza DNA prostřednictvím polymerázové řetězové reakce (PCR). PCR bývají amplifikovány promotory, terminátory či vložené geny (tzv. screeningové elementy), specifické části vkládaných DNA konstruktů i sekvence zahrnující část genomu rostliny a část vloženého DNA konstruktu.

Pro autorizované (povolené) GMO jsou známé DNA sekvence vložených konstruktů, místa vložení a je dostupná metodika i referenční materiál, protože to je součástí žádosti o uvolnění GMO na trh EU.

Na hranicích EU bývají zachycena i neautorizované (nepovolené) GMO, např. GM rýže původem z Číny či GM papája. V takovýchto případech bývá detekce prováděna prostřednictvím PCR screeningových elementů a také pomocí sekvenace.

Stále většího významu nabývá tzv. sekvenování nové generace (angl. Next Generation Sequencing, NGS), které je však pro rutinní analýzy náročné hlavně na vyhodnocení dat a je i dražší v porovnání s rutinně používanou PCR.

Nová výzva v oblasti detekce přišla v létě loňského roku s rozhodnutím Soudního dvora EU o organismech získaných genovou editací, které byly zahrnuty mezi GMO. Evropská komise (DG SANTE) nato dala pokyn svému odbornému orgánu Joint Research Centre (JRC), aby společně s Evropskou sítí laboratoří GMO (ENGL) vypracovaly zprávu o důsledcích tohoto rozhodnutí na detekci GMO.

Odborníci z ENGL tedy celou věc přezkoumali a svoje závěry publikovali v březnu 2019 ve zprávě „O detekci rostlinných potravin a krmiv získaných novými technikami mutageneze“. Zpráva se zabývá konkrétně detekcí genově editovaných rostlin, které neobsahují žádnou vloženou rekombinantní DNA, tedy rostlinami upravenými prostřednictvím nových technik mutageneze zahrnující krátké indely.

Ve zprávě je navržen pojem “genom-editující událost“ (angl. genome-edited event), a to pro změnu sekvence DNA v konkrétním místě genomu v důsledku použití určité techniky editace genomu, kdy výsledný genom neobsahuje rekombinantní DNA. Genovou editací může být vytvořeno několik zamýšlených změn DNA současně, každá z těchto úprav by, při nezávislé segregaci, měla mít dostupnou specifickou detekční metodu. Termín je analogický k termínu „transformační událost“ (angl. transformation event) již používanému v právních předpisech EU. Detekcí je pak myšleno zjištění cílové sekvence, její kvantifikace a identifikace jako výsledek konkrétní genom-editující události.

Informace o místě zásahu nukleas v genomu editované rostliny jsou součástí žádosti o uvádění rostliny na trh EU. Pokud tedy výrobce bude chtít organismus legálně v EU distribuovat, bude referenční laboratoři EU (EU-RL GMFF) a národním referenčním laboratořím GMO (NRL GMO) znám způsob zavedení změny, rozsah změny, žadatelem předložená dostupná metodika i referenční materiál.

Je však sporné, zda je možné vyvinout metody identifikace a kvantifikace všech genově editovaných rostlin. U neoriginálních změn DNA ovlivňujících jednu nebo několik bazí nemusí být žadatel schopen vyvinout specifickou metodu. V současné době není jasné, jak identifikovat konkrétní genom-editující událost, pokud by mutace v konkrétním místě genomu mohla nastat i spontánně nebo být vyvolána náhodnými technikami mutageneze.

Nezdá se, že by detekce genové editace byla proveditelná pomocí běžně používaných metod popsaných výše. Obecná analytická screeningová strategie používaná pro konvenční GMO nemůže být použita pro editované rostlinné produkty, protože neexistují společné sekvence použitelné pro screening.

K průkazu mutace v konkrétním místě genomu mohou být používány PCR se sekvenací amplifikovaného produktu či NGS. Sekvenace DNA může prokázat indely, to však nemusí nutně prokázat přítomnost editované rostliny, pokud stejná změna může nastat konvenčním křížením nebo náhodnou mutagenezí, která je vyňata z předpisů GMO.

Ještě složitější situace však může nastat v případě genově editovaných organismů, u kterých nebude výrobce žádat o uvedení na trh EU. (Což jsou nyní v podstatě všechny genově editované rostliny, protože Evropská komise zatím neobdržela žádnou žádost o schválení.) V takovém případě nebude kontrolním orgánům známá ani změna primární sekvence DNA. Takový organismus může být popsán v odborné literatuře či patentu anebo nepopsaný tzn. obsahující neznámou změnu vzniklou jako důsledek použití metody editace genomu.

Při podezření, že se takovýto organismus vyskytl na hranicích EU, může být metodika průkazu navržena na základě znalostí z publikované literatury, referenční materiál však pravděpodobně nebude dostupný. Detekce bude zahrnovat amplifikaci DNA, ať už prostřednictvím PCR nebo při zjišťování primární sekvence sekvenačními metodami včetně celogenomového sekvenování.

Takováto situace bude pro laboratoře nejnáročnější na provedení i vyhodnocení analýz. Navíc rostlinné genomy jsou variabilní a mnoho změn se v nich vyskytuje spontánně. U určitých komodit může detekce zahrnovat i fenotypový projev genové editace, jako např. u syrových „nehnědnoucích“ brambor s knockoutem polyfenoloxidasy (PPO).

Prokázání úmyslného vložení indelu genovou editací bude však spíše práce pro právníky. Rostlinné produkty získané novými technikami mutageneze proto mohou vstoupit na trh EU nezjištěné.

Závěrem zprávy je konstatování, že validace metody specifické pro konkrétní genom-editující událost bude proveditelná pouze u genomů, které nesou známou jedinečnou změnu DNA. Za současných okolností se kontrolním laboratořím EU nepodaří odhalit neznámé genově editované rostlinné produkty.

Bude tedy zajímavé sledovat, jak se noví evropští představitelé (v Komisi i Parlamentu) postaví k tomuto zjištění. Budou mít nové techniky mutageneze stejnou výjimku z evropských předpisů jako jiné mutageneze? Zdravý rozum by jistě souhlasně přitakal.

Zdroje:

http://gmo-crl.jrc.ec.europa.eu/doc/JRC116289-GE-report-ENGL.pdf

https://webgate.ec.europa.eu/rasff-window/portal/?event=searchResultList