1

  GMO   Hva det er   Hva det brukes til   Hvordan de lages

  Biosikkerhets aspekter   GMO regulering

  Klassisk genetikk (1866)   Første mutasjon (1927)   DNA identifisert (1944)   DNA struktur (1953)   Genteknologi (1970)   GM plante (1982)   Genterapi (1990)

Genteknologi: Teknikker som innebærer at arvestoff

•  isoleres •  karakteriseres •  modifiseres •  innsettes i levende celler eller virus

Arvestoffet kan være fra samme organisme eller komme fra en annen art

GMO er mikroorganismer, planter og dyr hvor den genetiske sammensetningen er endret ved gen- eller celleteknologi.

Gjelder også transformering av bakterier for å opparbeide plasmid-DNA, eller DNA-overføring til planter vha bakterier.

GMOs som transgene dyr og fisk, GM planter, GM trær, GM insekter har blitt utviklet.

GMOs har blitt utviklet for innesluttet bruk; GMOs er produsert, lagret og bruk i innesluttede systemer, for eksempel i et laboriatorie, i en fermentor osv.

GMOs blir også utviklet for utsetting; felt forsøk, i landbruk, i akvakultur, i miljøet osv.

2

Formålet med genmodifiseringen kan være ønske om å:   Forandre aktivitet til et gen

•  Studier av genregulering, kreftforskning osv. •  Vaksiner (med avskrudd aktivitet av patogene

egenskaper)   Få uttrykk av et ”nytt” gen

•  Produksjon av medisiner, enzymer (industrirelaterte) i mikroorganismer

•  Nye egenskaper   onco-mus, Bt-planter, rekombinante vaksiner,

bakterier som fjerner forurensning, transgen laks, glofish osv.

  GM bakterier   GM virus   GM planter   Transgene dyr   GM vaksiner   Genterapi   Gen doping ?

Transgene

  Plasmid   Virus   Bakteriofag   Syntetiske biologi

  Viktige egenskaper   Replikere   Transformere   Selektere

BIO. "Biology in Perspective." Washington, D.C.: Biotechnology Industry Organization, 1990. /www.accessexcellence.org/AB/GG/

  Asilomar Conference Center i 1975   Biohazards   Moratorium   P 3 laboratorie National Institutes of Health ”Guidelines for reseach involving recombinant DNA molecules” (1976)

3

  Biosikkerhet –regler og mål for trygg bruk av genteknologi   Relevante lovverk;

  Norske genteknologi loven   EU direktiver   Cartagena protokollen (import og eksport)

  GMO -skiller mellom innesluttet bruk og utsetting •  Innesluttet = arbeid med GMO hvor det er fysiske hindringer

for å begrense kontakt med miljø og mennesker •  OBS! Uhell kan skje og en bør ha god avfallshåndtering

  Generelle regler for DNA/RNA arbeid gjelder også arbeid med GMO (forelesning Johanna)

  Uønskede vektor egenskaper:   Bredt vertsregister   Bryte arts barrierer   Antibiotika resistens   Gener som koder for virulens / patogene egenskaper   Stor grad av homologi med bakterie genom

•  Unngå rekombinasjon/ integrering i genom

Overlevelse er avhengig av: Beskyttelse mot nedbrytning og/eller

opptak i bakterier / celler.

Overlevelse i miljøet Jord > 4 uker (England et al., 1997) Sedimenter > 13 uker (Deere et al., 1996)

Springvann > 5 dager ((Alvarez et al., 1996)

Fersk vann > 24 h (Alvarez et al., 1996) Sjøvann > 2 dager (Dupray et al., 1997)

DNA bundet til partikler er beskyttet mot degardering

Rekombinant DNA kan overleve 2 år i jord   PCR amplifisering og Southern blotting (700bp)

Plasmid kan ha 6-24 % overlevelse etter 60 min i humant spytt

  Kjente mekanismer for DNA opptak   Transduksjon

•  DNA overføres når en celle blir virusinfisert   Naturlig transformasjon

•  DNA taes opp av en mottager celle   Konjugasjon

•  DNA overføring skjer ved opptak ved direkte kontakt mellom celler, feks ved pili eller plasmid.

GMOs

Alimentary tract

Bacteria in the intestine

Naked DNA

Bacteria in the soil, water etc.

Feces

Bacteria in the intestine

Potential routes for transfer of genetic material

4

  Rekombinant DNA kan opptas via luft •  Støv/ pollen (Duggan, 2000)

  Rekombinant DNA kan taes opp av dyre celler •  Store fragmenter funnet i hvite blodceller, milt og lever •  DNA passert placenta til foster og nyfødte mus (Doerfler

group, 1994, 1996, 1999, 2001) •  Romøren et al 2006 har funnet uttrykk av GFP 62 dager

etter injeksjon i fisk •  Tonheim et al 2007 funnet DNA 535 dager etter injeksjon i

fisk •  Netherwood et al 2004 fant opptak i tarm bakterier hos

pasienter med utlagt tarm

  Etter opptak   DNA kan bli degradert   DNA kan resirkulere til et plasmid   DNA kan integrere ved rekombinasjon i

vertsgenom

Lov 1993-04-02 nr 38:Genteknologiloven

Lov om framstilling og bruk av GMO •  Gjelder dyr, planter og mikroorganismer

•  Nakent DNA er ikke regulert

•  Humane cellekulturer er mikroorganismer

•  Loven gjelder ikke for mennesker

Anne Ingeborg Myhr

Loven omfatter:

Bruk: Fremstilling: -Dyrking -Alle trinn i en prosess -Lagring som spesifikt fører -Forskning til en GMO -Undervisning -Destruksjon -Prosessering -Transport Direktoratet for -Utsetting, Salg Naturforvaltning

Loven omfatter IKKE: • Naturlige prosesser • Tradisjonelle foredlingsmetoder • Mutasjon (kjemikalier) eller stråling (unntatt site dir. mut)

• Tradisjonelle celleteknologi metoder • Cellefusjon innen samme art (unntatt bakterier) • In vitro fertilisering (kunstig befruktning) • Alt DNA-arbeid forutsatt ikke rekombinant DNA • Polyploidi v/kjemisk behandling • Nakent DNA

5

• Hva betyr dette i praksis?

• Innesluttet bruk omfatter virksomhet med GMO i et lukket system hvor det anvendes fysiske inneslutningstiltak for å begrense organismens kontakt med mennesker og miljø

• All innesluttet bruk av GMO skal foregå i lokaler godkjent av Sosial- og helsedirektoratet

• All innesluttet bruk av GMO skal meldes til eller søkes godkjent hos Sosial- og helsedirektoratet

• Unntak gies for GMM (nivå/ klasse 1) som brukes i undervisning

• All bruk av GMO som ikke er innesluttet regnes som ut- setting og skal søkes godkjent av Miljøverndepartementet

Retningslinje for arbeid med biologisk materiale http://uit.no/getfile.php?PageId=5886&FileId=103

På bakgrunn av risikovurderingar av den enkelte verksemd (type biologisk faktor og bioteknologiske metodar) skal instituttleiar (eventuelt avdelings-/seksjonsleiar) klassifisere verksemda i fire klasser, med tilhørande innesluttingsnivå

Klasse 1:Verksemd som ikkje medførar risiko eller bare ubetydeleg risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 1 er hensiktsmessig for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet. Klasse 2: Verksemd som medførar liten risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 2 er egna for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet. Klasse 3:Verksemd som medførar moderat risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 3 er egna for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet. Klasse 4: Verksemd som medførar stor risiko, dvs verksemd der innesluttingstiltak ved innesluttingsnivå 4 er egna for å verne menneskjers og dyrs helse og miljøet

FOR 2001-12-21 nr 1600: Forskrift om innesluttet bruk av genmodifiserte mikroorganismer. (4.2, 4.3, 4.4 http://www.lovdata.no/for/sf/ho/xo-20011221-1600.html

Laboriatorie for inneslutta bruk av GMO, skal godkjennast av Sosial og helsedirektoratet før verksemda startar (særskilt søknadsskjema skal brukast) Unntak; undervisning som inkluderer bruk av genmodifiserte mikroorganismar i risikoklasse 1

Aktiviteter det må meldes om; Inneslutta bruk av GMM (nivå/klasse 1 og 2 –skjema IIA og IIB) og bruk av GM dyr til forskning som er godkjent etter dyrevernloven § 21

FOR 2001-12-21 nr 1600, nr 1602, nr 1603: http://www.lovdata.no/for/sf/ho/xo-20011221-1600.html • Aktiviteter det må søkes om;

• GMM i klasse 3 og 4,

• Alle GM planter,

• GM dyr - hvis ikke godkjent etter dyrevernloven § 21

• Overføring av humant genmateriale til mikro-

organismer

• hvis ikke forsknings hensikten er å karakterisere

dette (oppbyggning, egenskaper, funksjoner)

Melding / søknad innesluttet bruk skal inneholde risikovurdering basert på

• Biologisk inneslutning • Inneslutningstiltak er beskrevet i forskriftene

• Risikoklasse (nivå/ klasse 1 til 4)

• Risiko for uhell X konsekvens av uhell • Risiko er relevant selv om sannsynlighetet for uhell

er lav (når konsekvensen(e) kan være alvorlig)

Ved innmelding / søknad skal følgende beskrives Vertsorganismen: •  Risikoklasse •  Medfølgende skadelige faktorer

Vektoren: •  Øverføringsevne •  Vertsområde •  Hjelpevirus i vertscellen •  Antibiotikaresistens Genmaterialet: •  Velkarakterisert uten skadelige sekvenser •  (Genbibliotek: avh. av DNA-kilden) •  Toksindannelse •  Biologisk aktive stoffer

6

  Patogenisitet av organismen for mennesker, dyr og planter   De mulige helsemessige effekter av GMO eller GM

relaterte produkter basert på modifikasjonen. Dette inkluderer mulige allergene og toksiske egenskaper. Mulig skade på helse ved arbeid med GMOen (dyret, plate, cellekulturer, virus, bakterier etc.) vektlegges også

  Andre mulige skader på helse   Skadelige effekter på miljøet ved spredning og / eller

etablering i miljøet.

  Vurdering av sannsynlighet for at de mulige skadelige effektene kan oppstå.

Retningslinje for farlig avfall og for arbeid med biologisk materiale http://uit.no/getfile.php?PageId=5886&FileId=103

  GMO materiale, vev og bakteries må være autoklavert før det kastes

  Media from bakterie transformasjon hvor hensikt er å isolere plasmid DNA må være autoklavert for det kastes

  Avfall samles i gule bokser (“tørt” avfall i gule papp bokser)

  Merkes som “smittefarlig avfall”

Retningslinje for arbeid med biologisk materiale http://uit.no/getfile.php?PageId=5886&FileId=103 og Retningslinjer for farlig avfall

6.4 Genmodifiserte organismar   Genmodifiserte mikroorganismar skal alltid autoklaverast

før avhending   Genmodifiserte dyr avlivast før avhending   Genmodifiserte planter: For avfallshandtering sjå

Forskrift om inneslutta bruk av genmodifiserte planter   Alle GMO og fritt DNA/RNA frå desse, skal handterast som biologiske

faktorar, og merkast som ”Smitteavfall” (gul etikett, avfallsklasse 7)

  All bruk av GMO som ikke er innesluttet regnes som utsetting   Genterapi   GM vaksiner til mennesker, dyr (landbruk,

akvakultur, ville dyr)   GM planter, GM trær, GM dyr og GM insekter   Utslipp fra lukket virksomhet, deponering av

avfall med levende GMO   Transport og eksport av GMO

Endring:

I kraft fra 1 Juli 2004:

• Absolutt forbud mot kloning av primater

• Generelt forbud: Vertebrater (hvirveldyr) og krepsdyr

*Unntak: Biomedisinsk forskning

-søke tillatelse

-visse forutsetninger

7

Anne Ingeborg Myhr

  Behandling av arvelige sykdommer   Bytte ut mutert gen

  Behandling av kreft   Gener innvolvert i

immunoregulering   Tumorsuppressor gener

  1999: 17 åring med metabolsk sykdom døde, etter massiv immunreaksjon. Adenovirus-vektor

  2002: leukemi hos 2 av 11 barn med genterapi for X-bundet SCID. Retrovirus-vektor (RNA)

  Rearrangement, delesjon og kromosom alterasjon   Adeno-associated virus vectors

(Miller et al., 2002)

  Virus replikerer i cytoplasma som reduserer risiko for integrering

  Miljø stabile virions   Temperatur -lagring osv.

  Virus replikerer i vert ?   Rekombinerer med pox slektninger ?

  i Norge funnet i mus uten å gi symptomer   Ikke-mål organisme effekter?

  Vaksinasjon av ville dyr   Infeksjon av mennesker med

rekombinant vaccinia-rabies glycoprotein virus etter kontakt med åte (Rupprecht et al., 2001)

  Ikke intenderte effekter   GM prosess kan føre til forandret

uttrykk av transgenet eller andre gener i genomet

  Uttrykk av muse IL-4 i rekombinant Ectromelia virus (Jackson et al., 2001)

  Økt virulens

8

  Farlige mikroorganismer i hendene på terrorister   Isolering fra naturlige kilder eller ved bruk av

genmodifisering for å øke giftigheten av naturlig forekommende mikroorganismer

  Kjøpe eller stjele for universitet eller forsknings institutt

  Vanskelig å beskytte samfunnet fra bioterrorisme da de lett kan bli distribuert via mat, vann etc.

  Kommersielt tilgjengelig GM planter   Redusere bruk av kjemikalier i

landbruket: HT soya osv.   Hindre tap av avlinger pga.

skadeinsekter: Bt mais osv.   GM planter med forandret

næringssammensetning   Golden rice, økt A vitamin   Stresstoleranse   Gunstigere fettsyre- og protein-

sammensetning   GM planter som produsere medisiner,

vaksiner osv.

  Mus, rotter innen forskning   Ku, geit for produksjon av medisiner   Gris for xenotransplantasjon til mennesker   Husdyr og fisk for å øke effektivitet

  Transgen fisk •  Laks •  Zebrafisk •  Karper, tilapia og medaka

  Mere protein, mindre fett   Bedre fôrutnyttelse

9

GM-fish (GH)

Non-GM-fish

  Brukes i studier av genregulering, genoverføring og studie av sykdommer, teste medisiner

  Sensorer for forurensing

  Glow fish for akvariebruk   Lyser i mørke

  Risiko relater til menneskers og dyrs helse:   Giftighet, allergi, forandret næringssammensetning   Antibiotika resistens

  Risko for miljøet   GMO kan ”rømme” og bli etablert i miljøet

•  GM planter finner nisjer i miljøet   Overføring av gener til andre organismer

•  Transgen fisk som formerer seg med villfisk •  Opptak i jordbakterier

  Føre til skade på ”ikke-mål” organismer •  Insekter / sommerfugler etc.

  Risko for landbruk:   Sameksistens   Utvikling av resistente mål organismer   Utvikling av sprøytemiddel resistente organismer   Redusere biodiversitet (GM mais i Mexico..)   Redusere genetisk diversitet blant planter og dyr

•  Øke sårbarhet for forandrede miljøforhold, overfor sykdommer osv.

  Økonomisk og samfunnsrelaterte risiko

  Forandring i GMO   Ny egenskap   Genmodifiseringsprosessen

•  Epigenetiske forandringer   Genoverføring

•  Krysspollinering •  Horisontal genoverføring

  Forandret bruk   Nye sprøytemidler   Uforutsette effekter, kumulative effekter, effekter pga.

klima eller forurensing

10

GMO

GMOen selv Gen spredning

Forandret bruk

Redusert genetisk diversitet

Ikke Intenderte effekter

Kryss- pollinering

Horisontal genoverføring

  Atlanterhavslakslaks som er genmodifisert til å vokse raskere.   Veksthormongen ifra sølvlaks   Øker effektivitet i oppdrettsnæringa   Hva skjer ved rømning?   Lider fisken?   Hva med markedet?

  Mer omfattende risikovurderinger   Oppfølging etter utsetting kreves

  Case-specific overvåkning   Observasjon

  Tidsbegrenset godkjenning (10 år)   Søknadene mangler ofte informasjon som er relevant for

norske myndigheters vurdering av   Innvirkning på bærekraft   Samfunnsnytte

11

  VKM -Vitenskapskomiteen for mattrygghet faggruppe 3 (www.vkm.no)   om risiko for helse og miljø

  Bioteknologinemda (www.bion.no)   Bærekraftig utvikling   Samfunnsmessig nytte   Etiske aspekter …Genialt

  Generell informasjon; Søkerens navn og adresse osv.   Donor-, mottaker- eller (hvis relevant)

foreldreorganismen(e)s egenskaper:   Navn, Taksonomi. Fenotypiske og genetiske markører.

•  Grad av slektskap mellom donor- og mottakerorganismene eller mellom foreldreorganismene.

•  Beskrivelse av identifiserings- og påvisningsteknikker. •  Beskrivelse av organismens geografiske utbredelse og naturlige

habitat. Organismer som man vet kan overføre genmateriale under naturlige betingelser.

•  Patologiske, økologiske og fysiologiske egenskaper.

  Vektorens egenskaper;   Vektorens art og opprinnelse, sekvens av transposoner, vektorer og

andre ikke-kodende genetiske segmenter som brukes til å bygge opp den genmodifiserte organismen og til å få de innførte vektorer og geninsertet til å fungere i dem, mobiliseringshyppighet

  Den modifiserte organismens egenskaper;   Opplysninger om genmodifiseringen: Metoder som anvendes ved

modifikasjonen, metoder som anvendes ved oppbygging av geninsertene og innføring av dem i mottakeren eller til å fjerne en sekvens, utvelgelsesmetoder og -kriterier, sekvens, funksjonell identitet og plassering av det eller de aktuelle endrede/innførte/fjernede nukleinsyresegmenter, særlig opplysninger om enhver kjent skadelig sekvens.

•  De uttrykte proteinenes aktivitet, beskrivelse av identifiserings- og påvisningsteknikker, herunder identifiserings- og påvisningsteknikker for den innsatte sekvensen og vektoren

  Opplysninger om utsettingsforhold og mottakermiljø   Opplysninger om utsettingen, formål osv.   Opplysninger om miljøet (både om selve stedet og om

miljøet omkring)   Opplysninger om vekselvirkninger mellom de

genmodifiserte organismene og miljøet   Egenskaper som påvirker overlevelse, formering og

spredning, og andre vekselvirkninger med miljøet   Opplysninger om planer for overvåking, kontroll og

avfallsbehandling, samt om beredskapsplan

  Bærekraftig utvikling   Føre-var-prinsippet   Rettferdig fordeling av goder og byrder   De første godkjente søknaden i Norge

•  GM tobakk (forskning) •  Begonia (forskning) •  Blå nellik

  Den første avslåtte søknaden •  GM sprøytemiddel resistent raps

The Aim and Intention of the Norwegian Gene Technology Act

Impact Assessment for future Sustainable

Development

Environmental Risk Assessment

Health Risk Assessment

Socially Justification Assessment

Ethical Assessment

Sustainable Development Assessment

12

Beslutningsstruktur Vurdering av hver søknad:

1. Risiko: a) Hva er de mulige skadelige effekter på helse og miljø? b) Hva er sannsynligheten for at disse skal skje?

2. Føre-var prinsippet: a) Er usikkerhet identifisert eller forbundet med risikovurderingen? b) Er det sannsynlig at store og / eller irreversible effekter kan skje?

3. Er bruk og produksjon: a) I samsvar med bærekraftig utvikling? b) Av samfunssmessig nytte? c) Etisk og samfunnsmessig forsvarlig?