Genteknologi som ulandsbistand

Når talen falder på gensplejsede planter, er det ofte begreber som herbicidresistens, multinationale firmaer og kold profit, der rinder de fleste mennesker i hu.

 

Det er derimod nok de færreste, der er klar over, at bæredygtighed og fordelingen af klodens ressourcer ligger nogle af genteknologiens fortalere meget på sinde.

 

To af disse fortalere står i spidsen for forskningsprojekter på Det Biovidenskabelige Fakultet for Fødevarer, Veterinærmedicin og Naturressourcer, hvor der arbejdes med at ændre indholdstofferne i to forskellige rodknolde:

 

På Institut for Plantebiologi leder Professor Birger Lindberg Møller et projekt, som har til formål at fjerne nogle problematiske giftstoffer fra afrikanernes »kartoffel«, cassava, og Peter Ulvskov, der er leder af Danmarks JordbrugsForsknings Bioteknologigruppe, arbejder med at ændre kvaliteten af pektin i ganske almindelige danske kartofler, så flere dele af kartoflen kan udnyttes i industrien.

 

 

Kartofler skal lave citruspektin
Bioteknologigruppens kartoffelprojekt går ud på at kunne nyttiggøre biprodukter fra den industrielle produktion af kartoffelmel.

I dag importerer Danmarks eneste pektinfabrik appelsinskræller fra Sydeuropa for at udvinde den pektin, der bruges til fremstilling af blandt andet syltetøj og yoghurt.

 

Samtidig kasseres tonsvis af pektinholdige kartoffelskræller fra kartoffelmelsproduktionen, eller skrællerne bliver brugt som svinefoder.

 

Problemet er at kvaliteten af pektinen i kartoffelskrællerne er for dårlig, og derfor er den ikke værd at videreforarbejde.

Pektin er et polysaccharid fra plantens cellevæg, der består af en lineær, negativt ladet del og en grenet, hovedsageligt neutral del.

 

Hvis en pektin skal være interessant for levnedsmiddelindustrien, skal den for eksempel kunne holde jordbærrene flydende i yoghurten, frem for at frugten falder ned på bunden.

 

Det kan den, hvis den har meget af den negativt ladede del og mindre af de neutrale sukre, men pektinen i kartoflerne har for stor en andel af de neutrale galaktanhår.

En skræddersyet kartoffelskræl

Kunstgrebet for Bioteknologigruppen består i at få ændret den sammensætning i kartoflerne, uden at kartoflerne bliver dårligere stivelseskartofler.

 

Det er der en masse problemer i, blandt andet at der en biologisk mening med, at plantecellevæggen ser ud, som den gør.

 

Derfor er der grænser for, hvad man kan lave om i plantecellevæggen, hvis planten stadig skal kunne fungere.

 

»Det bedste ville være, hvis vi havde så godt et kendskab til plantens forskellige syntaser, at vi kunne styre biosyntesen af plantecellevæggens polymerer ved at overudtrykke den ene syntase, så vi fik mere af ét polysakkarid, samtidig med at vi undertrykte dannelsen af et andet,"fortæller Peter Ulvskov.  

 

"På den måde kunne vi få skræddersyet pektin til forskellige tekniske anvendelser. Men vi kender kun syntaserne på biokemisk niveau, vi kender intet til dem rent genetisk," forklarer han og uddyber: 

 

"Fra mutantforsøg har vi nogle bud på nogle kandidater, der muligvis spiller en rolle i biosyntesen – det er det stadie vi er på lige nu, og det studerer vi nærmere i et af vores mere grundforskningsprægede projekter« 

 

Lånte svampe-gener

Imidlertid har Bioteknologigruppen valgt, sideløbende med forskningen i biosyntesen, at bruge en anden teknologi i forsøget på at fremstille en citruslignende pektin i kartoflerne.

 

Metoden går ud på at få kartoflerne til at danne et enzym, der nedbryder de neutrale galaktanhår.

 

Til det formål har Novo Nordisk stillet en række gener, der koder for cellevægsnedbrydende enzymer, til rådighed for projektet.

 

Generne stammer fra svampe, og de cellevægsnedbrydende enzymer, de koder for, benyttes allerede i fødevareindustrien.

 

Disse gener er med succes blevet splejset ind i kartoflerne, og kartoflerne danner enzymerne, som de skal. Men det betyder ikke, at Bioteknologigruppen dermed har løst problemet med pektinkvaliteten, for der er stadig op til flere ukendte faktorer.

 

»Et af problemerne ved denne metode er at kartoflerne muligvis tror, de er inficerede af en svamp og derfor iværksætter et forsvar mod svampen," forklarer Peter Ulvskov. "En af de syv kartofler vi har med svampegener i sig ser ud til at reagere på den måde og udviser hypersensitiv reaktion, som er en af de metoder, planter beskytter sig mod infektion." 

 

"En anden ubekendt er om en plantecelle, der konstant får nedbrudt en komponent i sin cellevæg, bare reparerer skaden, så cellevæggen ser ud som før. Det ved vi faktisk ikke," siger han. 

 

"Hvis for eksempel den frigjorte galaktose bliver genoptaget i protoplasten og derefter bliver brugt til at danne nye galaktanhår, så er vi lige vidt med hensyn til sammensætningen af pektinen."

 

"Hvis plantecellevæggen derimod registrerer, at den blev lidt tyndere og reparerer væggen med alle komponenterne i den sædvanlige komposition, vil vi netto få mindre af den neutralt ladede galaktan og mere af den negativt ladede pektin, og på den måde vil fødevareindustrien kunne udnytte noget, der i dag er et affaldsprodukt," forklarer Peter Ulvskov.

 

"Vi finder, at der en miljømæssigt en særdeles fornuftig og bæredygtig tanke således at øge værdien af biprodukter, så de bliver interessante for industrien,« siger han.

 

Bæredygtighed og fordeling
Peter Ulvskov fremhæver i det hele taget de gensplejsede planters potentiale for at kunne bidrage til bæredygtig udnyttelse af naturens ressourcer.

 

Blandt andet har han – dog uden den store succes – forsøgt at få nogle af de gensplejsede afgrøder accepteret af de økologiske jordbrugere:

 

»En af de planter, jeg gerne ville sælge til økologerne, er en raps, hvor man forsøger at flytte på kvælstofpuljerne inden i planten."

 

"Raps kan godt lide at blive gødet med kvælstof, som planten tager meget effektivt op, men kun halvdelen af kvælstoffet tages væk fra på marken i form af frø, som bliver brugt til at fodre svin og kyllinger med," forklarer han. 

 

"Resten sidder i stængler og blade, som bliver marken efter høsten, hvor de ligger og rådner i løbet af efteråret, og dermed lækker kvælstoffet til grundvandet. Hvis man når til at kunne styre den indre balance i rapsen noget bedre, kan den måske gødes mindre, eller vi kan øge udbyttet ved at få den til at tømme sig selv mere effektivt, så næringsstofferne flyttes op i den høstede del af afgrøden.«  

"De kornsorter, vi dyrker på vores marker i dag, er forædlede med dette for øje, men raps mangler noget i den henseende," siger Peter Ulvskov og fortsætter: 

 

"Hvis man gerne vil dyrke raps økologisk og bæredygtigt, så er det en af de ting, der skal til. Jeg kan godt forstå, at økologerne siger nej til sprøjtemidlerne, for de har ingen plads i det økologiske landbrug, men at en kvælstofoptimeret raps ikke har en rolle at spille i det økologiske jordbrug, det har jeg svært ved at acceptere."

 

Hvad med den tredje verden?

Også Birger Lindberg Møller er uforstående over for økologernes kontante og generelle afvisning af gensplejsede planter:

"Jeg ville have forståelse for økologernes afvisning af de gensplejsede planter, hvis de kunne anvise realistiske veje til at løse verdens sultproblemer."

 

"Hvis vi ser på, hvad vi har brug for fremover, kommer vi ikke uden om genteknologien. Det kunne lade sig gøre, hvis vi levede i en bedre verden, hvis man fandt ud af at overføre ressourcer og viden til udviklingslandene, hvis vi var bedre til at dele, men det er vi ikke,« siger Birger Lindberg Møller, og fortsætter:

"De nyeste tal fra FAO siger, at befolkningstallet ikke stiger så kraftigt, som man havde frygtet, men alligevel står vi over for nogle store problemer om 20 år."

 

"Vi har fødevarer nok i dag. Der er 800 millioner mennesker, der sulter, og der er overskudsproduktion til 800 millioner mennesker. Men der er et fordelingsproblem," siger han. 

 

"Der er ingen, der vil give den overskydende mad gratis til deling. Så når vi bliver 200.000 mennesker mere pr. dag på jorden, bliver vi nødt til at have nogle produktionsforbedringer."

 

"Det er i ulandene, problemerne kommer, for 95% af befolkningstilvæksten sker der. Vi har lige haft Kosovakrisen, hvor der var en hed debat i Folketinget, om vi skulle tage imod 300 eller 400 kosovaalbanere," siger Birger Lindberg Møller. 

 

"Men hvis vi får fødevaremangel, kommer den mangel de steder, hvor man vitterlig ikke har råd til at købe fødevarer, og så taler vi altså ikke om, at vi skal overveje at flytte 400 mennesker fra Sydøstasien, og vi kommer ikke til at diskutere, hvorvidt de skal have et dansk pas eller ej. De kommer bare, og hvordan reagerer vi i den situation?" spørger han.

»Den genteknologi, der er lavet indtil nu, er jo ikke rettet mod ulandene i væsentligt omfang," siger Birger Lindberg Møller. 

 

"Det, jeg synes, at de store firmaer har gjort af godt i denne sag, er, at få de her teknologier til at virke," fortsætter han. 

 

"De har investeret mange penge i metoderne. Det er op til andre at få udnyttet teknologierne rigtigt og få lavet ting, der er relevante."

 

"Så firmaerne skal have credits for at få det til at virke, ikke for hvad de har opnået indtil nu. Når vi taler om at udvikle nye planter, ser vi på en tidshorisont på i hvert fald 10 år og måske også 20 år, så derfor er det relevant at diskutere, hvordan det ser ud fremover. Og det er der, jeg synes, at vi har nogle problemer, og at vi ikke beskæftiger os med de reelle problemstillinger« siger Møller.

 

Den vigtigste afgrøde er giftig
En af disse reelle problemstillinger har Birger Lindberg Møller og hans gruppe på Det Biovidenskabelige Fakultet grebet fat i, nemlig cassava eller maniok, som dyrkes i vid udstrækning i Afrika.

 

Der er flere grunde til, at den er en populær afgrøde netop der.

 

Dels er den tørkeresistent, fordi rodsystemet udgøres af knolde med meget lange trevlerødder, der henter vand op fra dybere jordlag.

 

Dels er den meget nøjsom og kræver ikke tilførsel af kvælstof. Og sidst, men ikke mindst, formeres den på en måde, så man ikke behøver at gemme såsæd til næste år - et projekt der ellers ofte mislykkes, hvis der opstår hungersnød.

Desværre har cassavaen en uheldig egenskab, der faktisk gør den mindre velegnet til menneskeføde, end dens popularitet turde antyde:

 

Den frigiver blåsyre og kræver et stort forarbejde, før den kan spises.

Forarbejdningen af cassavaen er meget ressourcekrævende, og man mister tillige vigtige næringsstoffer undervejs i processen.

 

Forarbejdningen består i, at man først skræller knoldene, fordi koncentrationen af giftstofferne i den yderste del af knolden er meget høj, og derved fjernes størstedelen af cyaniden.

 

Så kommes de skrællede cassava-knolde i en tromle, hvor de rives, og man sender flodvand ind igennem tromlen for at skylle cyaniden ud (i vandløbet!).

 

Stivelseskornene samles derefter op og lægges ud på nogle store plasticark for at tørre.

 

Hermed fordamper det meste af cyaniden, og man har et produkt tilbage, som er rent stivelse plus restmængder af cyanid.

Trods den omhyggelige forarbejdning er der stadig så meget cyanid tilbage i det færdige produkt, at man i praksis burde nøjes med at nyde den som en snack.

 

Det er imidlertid svært, hvis man bor i områder, hvor cassava er den eneste afgrøde, det er muligt at dyrke. Det ses da også tydeligt af tal fra FAO, idet man I Demokratisk Republik Congo (tidligere Zaire) spiser 333 kg cassava pr. person pr. år i gennemsnit.

 

Almindelig cyanid-forgiftning

Da den rige befolkning i bysamfundene ikke i så høj grad spiser cassava, betyder det, at man blandt den fattige landbefolkning indtager betydeligt mere end 333 kg om året.

Konsekvensen af dette forbrug er kronisk cyanidforgiftning, som rent fysisk giver sig udslag i, at mange afrikanere ses med opsvulmede skjoldbruskkirtler.

 

Det skyldes, at kroppen bruger svovlaminosyren cystein, når den skal afgifte cyanid.

 

Cystein indeholder et svovlatom, som kobles på cyaniden, hvorved der dannes thiocyanat.

 

Thiocyanaten ophobes i skjoldbruskkirtlen, fordi den opfatter stoffet som triiodid, og derved ødelægges hormonstofskiftet i kirtlen, som så prøver at kompensere for det ved at vokse.

 

Et andet symptom på cyanidforgiftning er blindhed.

 

Derudover er en alvorlig konsekvens af cyanidforgiftningen, at man bruger de nødvendige svovlaminosyrer til at afgifte cyaniden i stedet for at bruge dem til at opbygge muskler, og dermed forringes ens ernæringstilstand yderligere.

 

Pengene følger profitten 
Cassavagruppen forsøger ved hjælp af genteknologi at fjerne de cyanogene glykosider fra cassavaen, noget der trods flere forsøg endnu ikke er lykkedes ved at bruge den traditionelle forædling.

 

Der er ingen store firmaer involveret i projektet, for cassavaen er et typisk eksempel på en plante, man ikke kan tjene penge på.

 

"Den formeres vegetativt. Når man høster den trækker man den op af jorden, fjerner knoldene, og så har man stænglerne tilbage, som kan skæres i stykker og sættes ned i jorden, hvorefter de spirer," fortæller Birger Lindberg Møller. 

 

"Afrikanerne har altid klonet cassavaen, det vil sige, hvis du sælger én plante til en landmand, så er der ikke noget med at du kan sætte et terminatorgen ind, fordi den skal altså ikke sætte frø. Cassavabønderne er typisk også fattige, og derfor vil der aldrig være en interesse fra de store firmaer for at arbejde med genteknologi i cassava."

"Vi har selvfølgelig undret os over, at man ikke har kunnet forædle sig til at slippe af med giften, men det skyldes, at organiseringen af cassavaens arveanlæg mildt sagt er en rodekasse," forklarer han.

 

"Der er sket kombinationer af forskellige forældretyper i fortiden. Planten er allotetraploid, det vil sige, at den har flere kopier af nogle gener, så hvis man kun får forædlet nogle af dem væk, har man stadig egenskaben."

 

"Det kræver et meget avanceret forædlingsprogram for at kunne se, hvornår man har forædlet det ene gen væk, og hvornår skal man bruge dén plante for at forædle det næste gen væk og så videre, og det har man ikke haft," siger Birger Lindberg Møller. 

 

"Hvis forædlingen lykkes på én sort, skal man i gang med den næste, som jo kan vise sig at være meget forskellig fra den første. Så netop i cassavaens tilfælde har genteknologien en stor fordel, dels fordi man ikke nødvendigvis skal igennem en ny frøsætning, hvor der sker en ny rekombination med forældre, der har andre egenskaber, og dels har man med genteknologien et universalværktøj – genet – og med det kan man gå direkte ind i de forskellige sorter" fortæller han.

 

Birger Lindberg Møllers gruppe benytter sig af den specielle antisense-gensplejsning, hvor man tilfører planten et gen, som arbejder i den modsatte retning af genet, som koder for de cyanogene forbindelser i cassavaen.

 

Når planten så kopierer både det oprindelige og det nyindsatte gen, kommer der to stykker messenger RNA ud af det, og da disse RNA-stykker har fuldstændig komplementære DNA-sekvenser, opvejer de hinanden, og det kodende gen neutraliseres.

Projektet har været 25 år undervejs, og Birger Lindberg Møller håber på, at man i løbet af få år vil være klar med en giftfri cassava, så de første dyrkningsforsøg kan sættes i gang.

 

"Vi siger ikke, at vi løser alverdens problemer - vi forsøger blot at fremstille en forbedret cassavaplante. Hvis det lykkes os at fjerne det cyanidproducerende giftstof i cassava, opnås en ernæringsmæssig langt bedre plante. Så længe man har giftstofferne i cassavaen, mister man en masse næringsstoffer under forarbejdningen, og så er det svært at forbedre næringstilstanden for de afrikanere, som er afhængige af cassavaen for overhovedet at kunne overleve" siger Birger Lindberg Møller.

 

Genteknologien er som en hammer
Set fra Birger Lindberg Møllers og Peter Ulvskovs hjørne af verden åbner genteknologien for en række muligheder og fremskridt, vi ikke bør udelukke os fra.

 

Teknikken skal bare anvendes på den rigtige måde, og det gøres ifølge Peter Ulvskov blandt andet ved at vælge de rigtige planter til de forskellige formål.

 

"Jeg kan sagtens forestille mig ting, vi ikke vil have ude på marken, som vi så i stedet laver i tomatgartnerier under næsten laboratorielignende forhold. For eksempel vil visse typer af medicin blive lavet i tomatplanter i drivhuse med insektnet, blandt andet fordi planterne er rasende kostbare, så man er hverken interesseret i at få dem stjålet, at få dem ødelagt af vejrlig, eller at konkurrenten længere nede ad vejen skal have mulighed for at fange pollen til sig selv. Man vil tage stilling til, hvilke planter man skal bruge til hvad i hvert enkelt tilfælde" siger Peter Ulvskov.

 

Birger Lindberg Møller understreger derudover vigtigheden af at bruge de metoder, der allerede er udviklet, rigtigt.

 

Han sammenligner genteknologien med en hammer: Den kan bruges rigtigt: til at slå søm i med – og den kan bruges forkert: til at slå folk i hovedet med.

 

Et godt eksempel på det er de såkaldte terminatorgener:

 

"Hidtil har vi i medierne hørt om at den teknologi skal bruges til at forhindre bønderne i at dyrke deres eget udsæd, og det er efter min mening en forkert brug," siger Birger Lingberg Møller.

 

"Men man kan jo også bruge terminatorteknologien til at afgrænse sine medicinmarker fra år til år, fordi terminatorgenerne jo hindrer spredning. Det er sådan den teknologi skal bruges rigtigt," siger han. 

 

"Et andet godt eksempel er Bt-majsen. Hvorfor har man ikke valgt en promotor, der gør, at Bt-toksinet kun bliver udtrykt, der hvor det skal bruges? Hvorfor har vi Bt-toksinet i pollen? Det er klart, at det bør der ikke være, og det er en fejl ved produktet."

 

"Toksinet bør kun være i selve bladet, så havde man ikke haft den problematik med giftige pollen," forklarer han. "Man har stadig et strukturgen der, selv om det ikke bliver udtrykt, kan spredes til andre planter, men den problematik har man med enhver kulturplante."

 

"Når økologerne siger, at de får ødelagt deres afgrøder af gensplejsede planter, der dyrkes på marker umiddelbart ved siden af, ved at pollen kommer flyvende, så har de jo i forvejen problemet inde på livet med de højtydende sorter i det konventionelle landbrug, der jo også spreder deres pollen. Det er umuligt at lave en økologisk niche, hvor der ikke kommer pollen ind.«

»Problemerne bunder i, at lanceringen af de her produkter går lidt for stærkt efter min mening, og det skyldes jo, at de virksomheder og personer, der har stået bag de produkter de vil gerne tjene den investering, de har lavet, hjem igen. De produkter, som genteknologien har leveret indtil nu, er ikke dem, der redder verden. Jeg plejer at kalde dem prototyper," siger Møller. 

 

"Jeg mener faktisk, at herbicidresistensen er en god ide, men den er slet ikke udtryk for hvad potentialet er i denne teknik. Man kan diskutere den, og der er nogle positive og nogle negative effekter ved herbicidresistens, og sammenlagt tror jeg, effekterne er positive. Men hvis det kun var for dét, skulle man aldrig have udviklet teknologien. Herbicidresistensen alene retfærdiggør ikke teknikken« siger han.

 

Ikke en hurtig genvej
Peter Ulvskov fokuserer også på genteknologiens mange muligheder:

"Jeg vil ønske for plantebioteknologien, at vi engang vil ryste på hovedet og spørge os selv »Hvad var det egentlig, vi diskuterede så heftigt?«. Det er ikke en plæderen for løsere eller svagere lovgivning," siger Peter Ulvskov"  

 

"Nu har vi haft kogalskab, salmonella og dioxinskandaler, så der er et indlysende behov for, at vores fødevareproduktion – i alle trin fra primærproduktionen og dens miljøpåvirkning og frem til forbrugeren – er underkastet lovgivning der både definerer rammerne og kontrolforanstaltninger," siger han. 

 

"Det er jeg meget indstillet på, også inden for plantebioteknologien. Men jeg synes, at både økologer og myndigheder skal se på de transgene planter en ad gangen, så de tager stilling til hvert gens og hver egenskabs nytteværdi og konsekvenser for naturen, i stedet for at lave generelle beslutninger omkring de transgene afgrøder," forklarer han.

"Plantebioteknologien har et ry for at være en måde at gøre noget mægtigt hurtigt på, men det er ikke en hurtig teknik. Højteknologien koster mange penge og tager lang tid. Det er ikke en hurtig genvej til noget, man lige så godt kunne have gjort ved hjælp af den traditionelle forædling. Derimod er dens store fordel, at klaviaturet inden for forædlingen bliver udvidet – og nogle gange til noget, der med sikkerhed ligger uden for, hvad traditionel planteforædling kan gøre« slutter Peter Ulvskov.

 

BioInfo Nyt november 1999, skrevet af Lykke Thostrup

 

Litteraturforslag

• Danmarks JordbrugsForsknings planteteknologiske forskning på Landbohøjskolen. Jordbrugsforskning, 1999, nr. 2.  
• Fire, Andrew: RNA-triggered gene silencing. TIG, 1999, vol. 15, nr. 9, side 358-363.  
• Gura, Trisha: New Ways to Glean Medicines From Plants. Science, 1999, vol. 285, 27. August, side 1347-1349.  
• Hansen, Per Henrik: Økologer afviste forsøg med gensplejsning. Information, den 2. Marts 1998.  
• Kimbrell, Andrew: Derfor kan bioteknologi ikke brødføde verden. Global Økologi, 1999, april, side 10-13.  
• PlaCe: Center for Molekylær Plantefysiologi, KVL. 9 sider.  
• Saitz, Doorit: I genernes verden. Aktuelt, den 27. Februar 1999.  
• Ulvskov, Peter: Økologisk kulturteknik og transgene planter – to bløde teknologier. Debatoplæg til Det Økologiske Føderåds diskussion af "Aktionsplan II for Fremme af den Økologiske Fødevareproduktion. Bioteknologigruppen, DJF, KVL, 5 sider.  
• Wambugu, Florence: Why Africa needs agricultural biotech. Nature, 1999, vol. 400, 1. July side 15-16

 

 

På nettet: Institut for Plantebiologi på Det Biovidenskabelige Fakultet for Fødevarer, Veterinærmedicin og Naturressourcer.