Ráðunautafundur - 15.02.2001, Side 228

218
RÁÐUNRUTRFUNDUR 2001
Grænar smiðjur- plöntur nýttar til framleiðslu á verðmætum próteinum
Bjöm Lárus Örvar1 og Einar Mántyla2
Líftœknistofii Keldnaholti (‘Iðntœknistofnun, 2Rannsóknastofnun landbúnaðarins)
INNGANGUR
Miklar framfarir hafa átt sér stað innan erfðatækninnar undanfarin ár og flest teikn benda til
þess að vöxtur og viðgangur þessarar greinar muni aukast enn frekar á næstu árum. Tækni-
legar forsendur eru fyrir hendi sem gera raðgreiningu heilu erfðamengja lífvera mögulega, og
með sífellt minni tilkostnaði. í desember 2000 lauk t.a.m. raðgreiningu á öllu erfðamengi vor-
skriðnablóms (.Ambidopsis thaliand), en þetta er fyrsta plöntutegundin sem greind er á
þennan hátt. Má búast við að innan fárra ára fylgi fleiri plöntutegundir í kjölfarið. Þessar
miklu framfarir hafa auðveldað mjög uppgötvun og einangrun á erfðavísum (genum) og fyrir-
sjáanlegt er að margir þessara erfðavísa geti haft mikla þýðingu í plöntukynbótum með erfða-
tækni. Með tilkomu plöntuerfðatækninnar og nákvæmum flutningi á einstökum erfðavísum
hafa opnast nýjar leiðir til að auka t.d. umhverfisþol og uppskeru nytjaplantna í hefðbundnum
landbúnaði. Nú þegar hefur þessi tækni rutt sér til rúms í kynbótum á korntegundum, kart-
öflum, baömull, sojabaunum og fleiri tegundum. Enda þótt þessi nýja tækni eigi enn undir
högg að sækja innan EB er rnikill uppgangur plöntuerfðatækninnar í mörgum löndum, sér-
staklega í Bandaríkjunum, Kanada, Argentínu og Kína. A seinustu misserum hafa kornið fram
nýjar, byltingarkenndar hugmyndir um nýtingu plöntuerfðatækninnar og hefðbundins land-
búnaðar í þágu lyíja- og efnaiðnaðar. Þessar hugmyndir ganga út á það að nýta plöntur til að
framleiða sérstaklega verðmæt prótein fyrir lyfjagerð. landbúnað og efnaiðnað sem of dýr eru
í framleiðslu í hefðbundnum lífrænum efnaverksmiðjum eins og gersveppum og bakteríum.
Fyrirsjáanlegt er að tækniþróun á þessu sviði geti leitt til þess að mörg prótein, sem nú eru
óaðgengileg vegna mikils framleiðslukostnaðar, verði fjöldaframleidd í plöntum með tiltölu-
lega litlum kostnaði. Slík þróun myndi auka enn frekar á fjölbreytni í hefðbundnum land-
búnaði og jafnframt stuðla að sjálfbærum framleiðsluferlum í efna- og lyfjaiðnaði.
PLÖNTUERFÐATÆKNIN
Arið 1996 voru erfðabreyttar nytjaplöntur (crops) ræktaðar á um 2,8 milljónir hektara (Kina
ekki meðtalin), 12.8 milljónum ha árið 1997, 27 milljónir ha 1998 og 43 milljónir ha 2000.
Þessi mikla aukning kemur í kjölfar tækniþróunar sem þurfti að yfirstiga ýmis vandamál: I
fvrsta lagi þurfti að vera hægt að vefjarækta plöntuna, frá ósérhæfðum frumurn í fullvaxta
plöntu og þá oftast undir fúkalyfjavali. Miklar ramisóknir á sviði plöntuvefjaræktunar hafa
skilað því að sífellt fleiri plöntutegundir er nú hægt að vefjarækta við slíkar aðstæður. í öðru
lagi þurfti að finna leiðir til að flytja erfðavísana yfir í plöntufrumur. I dag er þetta vandamál
nánast úr sögunni hvað varðar flestar algengar nytjaplöntur (helst vandamál með surnar teg-
undir einkímblöðunga), sérstaklega eftir að farið var að nota umbreytta gerð af jarðvegs-
bakteríunni Agrobacterium tumefaciens til aðstoðar í ferjun erfðavísanna (Walden og Schell
1990). I þriðja lagi þurfti að leysa vandamál er tengdust skilningi plöntufrumunnar á þessum
nýja erfðavísi. Sérhver erfðavísir geymir upplýsingar um gerð eins ákveðins próteins og með
þróun sérstakra „stýriraða‘\ sem settar eru fyrir franian erfðavísinn sem á að ferja, fæst há
tjáning (þ.e. rnikil próteinframleiðsla) á hvaða erfðavísi sem er í nánast hvaða plöntuvef sem