Ráðunautafundur - 15.02.2001, Blaðsíða 229

219
er. Auk þess hafa aðrar, sérvirkari stýriraðir verið hannaðar sem tengja tjáninguna við
ákveðna plöntuhluta eða plöntulíffæri, eða þá við ákveðna umhverfisþætti eins og kulda, hita,
þurrk, sýkingu eða súrefnisskort (Holmberg og Bulow 1998). Með þessar framfarir í huga
virðast notkunarmöguleikar plöntuerfðatækninnar nánast takmarkalausir og að mati sumra
getur þessi tækni haft úrslitaþýðingu í að leysa mjög aðkallandi fæðuvandamál samfara ört
vaxandi mannfjölda (Herrera-Estrella 1999, Serageldin 1999), m.a. með því að búa til af-
brigði af nytjaplöntum sem þola meiri þurrk, hærri seltu og meiri kulda. Með slíkum af-
brigðum væri hægt að viðhalda ræktun á jaðarsvæðum og jafnvel auka við það ræktarland
sem nú er í notkun og er þrautpint (Holmberg og Bulow 1998).
HVAÐ ER GRÆN SMIÐJA?
Lítil takmörk eru fyrir því hverskonar erfðaefni má flytja yfir í plöntuna, því með plöntuerfða-
tækni er hægt að flytja hvaða erfðavísi sem er í nánast hvaða plöntu sem er. Þannig má flytja
erfðavísa úr dýrum í plöntur með tiltölulega einföldum hætti, þannig að plantan fari að tjá nýtt
prótein. dýraprótein. Undir ákveðnum kringumstæðum getur plantan hlaðið upp þessu prót-
eini án þess að hún hljóti skaða af eða hafi nokkurn hag af því. Svokölluð sameindaræktun
(molecular farming) er nýjasta afsprengi plöntuerfðatæknimrar og gott dæmi um hvemig nýta
má þessa tækni og einstaka eiginleika plöntunnar á alveg nýjan hátt (Fischer o.fl. 1999): Fyrst
er erfðavísir er geymir upplýsingar um eitthvert verðmætt prótein, t.d. prótein sem eftirspurn
er eftir innan lyfjaiðnaðarins, ferjaður yfir í plöntufrumu. Þessi ffuma er síðan notuð til að búa
til fullvaxna, erfðabætta plöntu fyrir hefðbundna ræktun. í ræktuninni framleiðir plantan
próteinið, eða yrkisefnið (sbr. plöntuyrki), sem síðan er einangrað og hreinsað úr plöntunni til
frekari nota. Þessar plöntur sem búnar em til fyrir sameindaræktunina má kalla grænar
smiðjur. Hver „græn smiðja“ getur framleitt eitt eða fleiri prótein (yrkisefni) í einu, sem
síðan eru hreinsuö fyrir frekari nýtingu. Repjan (canola), tóbaksplantan og maísplantan hafa
fyrst og frernst verið nýttar sem „grænar smiðjur“ í sameindaræktun, en búast má við að aðrar
plöntutegundir, jafnvel enn hentugri, fylgi í kjölfarið.
Til að auðvelda hreinsunina og trj'ggja mikla upphleðslu á yrkisefninu er erfðavísirinn
sem notaður er i ferjunina oftast endurbættur á þann hátt að yrkisefnið safnast fyrir í
einhverjum forðavef plöntunnar, s.s. fræjum eða rótarhnýðum. Einnig er einskonar „hand-
föngum“ (tags) oft bætt í erfðavísinn, en þau gera það að verkum að hægt er við úrvinnslu
hráefnisins að fanga með lífefnafræðilegum aðferðum yrkisefnið úr „próteingrautnum“ sem
samanstendur af mörgum ólíkum próteinum. Þessi aðferð er afar öflug og auðveldar mjög
hreinsun yrkisefnisins á seinni stigum framieiðslunnar.
Til þessa hafa framleiðslukerfi eins og bakteríur og gersveppir fyrst og fremst verið
notaðir til framleiðslu á verðmætum próteinum (eins og insúlíni fyrir sykursjúka), en að
mörgu leyti henta plöntur mun betur fyrir framleiðslu á verðmætum próteinum en þessi kerfi.
Í fý’rsta lagi eru meiri líkur á því að plöntufruman meðhöndli viðkomandi prótein á réttan hátt
en t.a.m. bakterían (Arakawa o.fl. 1999). Prótein eru flókin að bvggingu og til að þau virki
eðlilega verður fruman að meðhöndla þau á alveg sérstakan hátt sem t.d. bakteríum reynist oft
erfítt eða ómögulegt. í öðru lagi er framleiðslukostnaður mun lægri í samanburði við öll
önnur þekkt framleiðslukerfi (Ma og Jevnicar 1999, Palmgren 1997). í þriðja lagi hefur verið
bent á að plöntuframleiðsla á próteinum fyrir lyfjaiðnaðinn sé mun öruggari en t.a.m. í
bakteríum eða spendýrafrumum, vegna þess að lítil hætta er á því að smitefni fyrir manninn
berist með próteinum framleiddum í plöntum (Theisen 1999). Aðrir kostir sameindaræktunar
eru þeir að mjög fljótlegt og ódýrt er að auka framleiðslugetuna. einungis þarf að auka við
landið sem tekið eru undir ræktunina. Ennfremur hefur verið bent á að fræ geyma prótein