sou · GVB346 · 2008-01-01 00:00:00 — Bland experterna finns företrädare för bl.a. myndigheter och intresseorganisationer. Utredningen har samrått med (M 2004:03), vars uppdrag bl.a. bestått i att analysera rättsläget vad avser möjligheterna att kräva skadestånd för skador på den biolo- giska mångfalden, särskilt skador orsakade av GMO. Utredningsarbetet har bedrivits på sedvanligt sätt. I arbetet har ingått – förutom sammanträden – studier av litteratur och rättsfall. Information har därutöver inhämtats via webbplats liksom olika nationella ministeriers och myndigheters webbplatser. Den särskilde utredaren och sekreteraren har sammanträffat personligen med företrädare för försäkringsbranschen samt före- trädare för och S.A. Utredaren skall enligt sina direktiv beakta hur skadeståndsfrågan hanterats i ett lämpligt urval av gemenskapsländer. Frågor om sam- existens övervägs i de flesta medlemsstater. Utred- ningen har haft åtskilliga kontakter med företrädare för departe- ment i flera medlemsstater, bl.a. och . Sekreteraren har deltagit i ett möte i med on coexistence of genetically modified crops with conven- tional and organic agriculture (COEX-NET). Sekreteraren har även deltagit i konferensen to Co-Existence i . Konferensen utgjorde en del av projektet (Sustainable Introduction of GM crops into European Agriculture) under EG:s sjätte ramverksprogram. Sekreteraren har vidare informerat om utredningens direktiv och arbete vid med GMO-grödor – går Utredningens uppdrag och arbete i samt vid ett möte med () i . 2.1.1Vad är bioteknik? Enligt avses med bioteknik det tekniska utnyttjandet av celler och cellbeståndsdelar för att framställa eller modifiera produkter som används inom samhällssektorer som hälsovård, livsmedelshantering och jordbruk. (Organisa- tion of Economic Co-operation and Development) definierar bio- teknik som applikationen av vetenskapliga och ingenjörsmässiga principer på material med hjälp av biologiska agenter. Till biotekniken räknas teknisk användning av mikroorganismer som bakterier, jäst och mögelsvampar, liksom cellbeståndsdelar som bakterier, antikroppar, hormoner och DNA-fragment. Till biotekniken räknas vidare processer som baseras på odling av celler från högre stående växter och djur. Till biotekniken räknas däremot inte användningen av hela, fler- celliga organismer, som t.ex. djur och växter. Biotekniken omfattar inte fiskodling, skogs- och jordbruk, men kan användas inom dessa områden. Traditionell växt- och djurförädling räknas inte heller till biotekniken, med undantag för sådan förädling som sker med användning av genteknik. Biotekniska processer har använts . Några exempel på traditionella biotekniska produkter är öl, vin, ost, sojasås och filmjölk. Bakning av bröd och kompostering sker också genom biotekniska förfaranden. Genom att tillföra vissa mikroorganismer kan man styra fermenteringen (jäsningen) på önskat sätt. Den traditionella biotekniken har sina främsta tillämpningar inom livsmedelstekniken. En vidareutveckling skedde när man insåg att jäsningsprocesser sker med hjälp av levande celler. Upptäckten att sjukdomar kan framkallas av bakterier ledde till att den medicinska biotekniken utvecklades. Som exempel på organismer som används i biotekniska processer kan nämnas bakterier, svampar samt jäst-, växt- och djurceller. De mikroorganismer som används köps antingen från speciella kultur- samlingar eller isoleras från naturen. Den moderna biotekniken bygger på ett antal genombrott inom den naturvetenskapliga grundforskningen . Av särskild betydelse är den forskning som resulterade i olika gentekniker. Biotekniken är ett kunskapsintensivt område. Nya produkter och processer utvecklas i nära samarbete mellan forskning och företag. Specialister som på olika sätt deltar i den biotekniska utvecklingen är bl.a. mikrobiologer, biokemister, molekylärbio- loger och cellbiologer. Ett betydelsefullt forskningsområde inom modern bioteknik är genomik, vilket innebär studiet av hela arvsmassans struktur och funktion hos en organism. Forskningen har lett till att det nu finns praktiskt taget fullständiga genkartor för åtskilliga arter och organismer, inklusive människan. Forskarna kartlägger också genernas funktioner, s.k. funktionsgenomik. Man studerar bl.a. i vilka celler ett protein bildas, när det bildas, var i cellen proteinet finns och om det är relaterat till speciella tillstånd, t.ex. sjukdomar. Ett annat viktigt forskningsområde inom biotekniken är bioinformatik, vilket innebär databashantering av biologiska data med syfte att identifiera gener och förutsäga deras funktion. Betydelsefull forskning sker också beträffande möjligheterna att på ett kontrollerat sätt byta ut enskilda delar av proteinmolekylen mot andra för att ändra proteinets egenskaper (s.k. protein ) och när det gäller design av substanser som interagerar med proteinerna. Biotekniken används inom en rad industrisektorer för att t.ex. framställa kemikalier, bleka pappersmassa och utvinna metaller. Biotekniken tycks dock ha fått sina flesta och mest framgångsrika tillämpningar inom hälso- och sjukvården. Kartläggningen av människans arvsmassa har ökat möjligheten att minska biverk- ningar och förbättra behandlingsresultat. Den medicinska diagnos- tiken har blivit säkrare och känsligare samt har fått allt fler tillämp- ningsområden. Gentekniken har blivit ett ovärderligt redskap inom läkemedelsforskningen. Bioteknik används även för att rena luft, avloppsvatten och förorenad mark. Sådan teknik används också för att producera bioenergi i form av etanol och biogas samt för att ersätta miljö- skadliga kemikalier med nedbrytbara alternativ baserade på förnybara råvaror. 2.2.1Arvsmassans uppbyggnad och funktion Arvsmassan (generna) hos organismer är uppbyggd av det kemiska ämnet deoxyribonukleinsyra (DNA), med undantag för vissa virus vars arvsmassa består av ribonukleinsyra (RNA). DNA är en lång, spiralformad molekyl som finns i cellkärnan och består av fyra byggstenar (nukleotider) hopfogade i långa spiralformade kedjor. Den genetiska informationen finns således lagrad i den kemiska strukturen hos DNA-molekylerna. DNA ligger tvinnade i täta enheter som kallas kromosomer. Varje kromosom består av en enda lång DNA-molekyl. Människan har 46 kromosomer och vete 42. Generna innehåller all information som behövs för att producera ett visst protein. De gener som finns i en organisms DNA bestäm- mer vilka proteiner som byggs i organismen, och dessa proteiner bestämmer i sin tur hur organismen ser ut och fungerar. Proteiner- nas utformning beror på vilken ordningsföljd nukleotiderna har i DNA-kedjorna. Den totala uppsättningen gener i en cell kallas genom. Männi- skans genom innehåller cirka 25 000 gener. Alla celler i kroppen innehåller samma gener. 2.2.2Vad är genteknik? Genteknik, eller genetisk ingenjörskonst, är en viktig del av den gren av biotekniken som kallas molekylärbiologi. Med genteknik avses en rad tekniker för att isolera, studera samt hantera gener och gendata, dvs. tekniker som möjliggör ingrepp i arvsmassan hos levande organismer. Med genteknik kan man ändra en organisms egenskaper antingen genom att sätta in gener eller genom att förhindra att gener kommer till uttryck. Den viktigaste gentekniken är den s.k. hybrid-DNA-tekniken, som används för att föra över (transplantera) genetiskt material från en levande organism till en annan. Andra betydelsefulla gentekniska tillämpningar är s.k. sekvenseringsteknik, som används för avläsning av den genetiska koden i DNA-molekylen, och s.k. PCR-teknik, som används för masskopiering av genfragment i provrör. Hybrid-DNA-tekniken används för att föra över gener från en individ eller art till en annan. Med denna teknik kan gener föras över till bakterier, växter, djur och människor. Detta är möjligt eftersom DNA-tråden är uppbyggd på samma sätt hos alla levande organismer. Organismer som tagit emot främmande genetisk information brukar kallas transgena organismer. Vid tillämpning av hybrid-DNA-tekniken isoleras först givarens DNA. Därefter används s.k. restriktionsenzym för att klippa av DNA-kedjan på bestämda ställen. De avklippta fragmenten tas upp av en vektor, som är en DNA-molekyl med naturlig förmåga att förflytta sig mellan olika individer. Som vektor används ofta plasmider, vilka är ringformade DNA-molekyler som finns hos många bakterier. Därefter tillsätts ligas, som är ett enzym med förmåga att foga ihop plasmiderna med DNA-fragmenten. På detta sätt skapas hybrid-DNA-molekyler, dvs. molekyler som innehåller på konstgjord väg sammanfogade DNA-segment av olika ursprung. Dessa molekyler förs sedan över till mottagarcellerna, i regel med användning av bakterier. Innan hybrid-DNA-molekylerna överförs behandlas mottagarcellerna så att de lättare kan släppa in DNA. Även arvsmassan från virus kan användas som vektor. Virus är enkla organismer som endast kan föröka sig genom att tränga in i levande celler och utnyttja dessas fortplantningsmekanism. Virusets arvsmassa sammanfogas med DNA från givaren, vilket följer med viruset då det tränger in i mottagarens celler. När överföringen har skett förökar sig hybrid-DNA-mole- kylerna genom delning. Tekniken innebär således att man klonar och massförökar hybrid-DNA, s.k. molekylär kloning. Med klon avses en population av identiska individer. Med hybrid-DNA-tekniken kan gener från komplexa organismer som växter, djur och människor framställas i stor skala. DNA som har massframställts på detta sätt används inom den biologiska grundforskningen för att studera hur gener är uppbyggda och fungerar. Hybrid-DNA-tekniken kan även användas för att framställa läkemedel. Detta sker genom att man först för över gener från människa till bakterier. På så vis konstrueras särskilda bakterie- kloner, vilka tillverkar sådana mänskliga proteiner som kan användas som läkemedel. Fördelen med läkemedel som framställts med hybrid-DNA-teknik är att de har samma sammansättning som kroppens egen motsvarighet till läkemedlet och att det inte finns risk att främmande smittämnen sprids med läkemedlet. Vidare kan hybrid-DNA-tekniken användas för framställning av vacciner. Detta sker genom att man för över den gen från smittämnet som ger upphov till skyddande antikroppar till en mot- tagare, vanligen en bakterie eller däggdjurscell. Därefter framställer man ur mottagarorganismen ett vaccin som endast innehåller den komponent som ger upphov till immunitet. Fördelarna med att framställa vaccin med hybrid-DNA-teknik är att vaccinerna blir helt ofarliga och att produktionskostnaderna är låga. Vaccin mot bl.a. hepatit B har framställts på detta sätt. Hybrid-DNA-tekniken kan också användas för att skapa ett genetiskt förändrat djur. Det sker genom att en främmande gen överförs till ett befruktat ägg med hjälp av en mikroinjektion, dvs. en injektion av en minimal mängd DNA. Det genetiskt förändrade ägget överförs därefter till en livmoder. Tekniken förväntas få praktisk tillämpning inom husdjursförädlingen. 2.3.1Vad är växtförädling? Med växtförädling avses enligt framställning av nyttoväxter med en ärftlig konstitution som ger speciella önskade egenskaper eller generellt högre odlingsvärde. Sådana egenskaper kan vara höjd avkastning, ökad motståndskraft mot sjukdomar och insekter, ökad härdighet mot stress orsakad av fysikaliska faktorer som torka och köld, samt högre kvalitet. Odlare har sedan urminnes tider påverkat grödornas egenskaper genom att spara utsäde från växter med önskade egenskaper. Genom detta urval har kulturväxterna kommit att ha fler och fler för människan nyttiga egenskaper. fjärmade sig kulturväxterna så långt från ursprunget att många av dem knappt liknar den vilda arten. Hos kulturväxterna är de för människan intressanta delarna av växten ofta förstorade, t.ex. sockerbetans och rättikans rot, vetets och bondbönans frö samt äpplets eller pumpans frukt. Kemiska ämnen med giftverkan eller dålig smak kan ha försvunnit; så smakar exempelvis äpplen mycket bättre än vildapeln. Nivån hos kemiska ämnen med giftverkan har i vissa fall – t.ex. i rabarber och senap – bibehållits eller höjts för att ge viss smak. Kulturväxter har också ofta förlorat sina vilda förfäders sätt att sprida sig, eftersom de egenskaperna i allmänhet är negativa ur skördesynpunkt. Majs och vissa typer av säd, med sina väl förpackade kolvar respektive ax, kan t.ex. ha mycket svårt att sprida sig utan hjälp av människan. Kulturväxterna har ofta anpassats för att kunna dra nytta av de särskilda förutsättningar som gäller för jordbruket, såsom gödsling, ogräsbekämpning och bevattning. blev växtförädlingen mer systematisk och effektiv. Olika förädlingsmetoder utvecklades, vilka grundades på de olika grödornas genetik och reproduktionssätt. Man började korsa växter med önskade egenskaper och valde ut de avkommor som var bärare av dem. De högavkastande vetesorter som odlas över hela världen har t.ex. framställts genom korsning mellan olika lokalt odlade varianter av vete. 2.3.2Hur går växtförädling till? Växtförädling utförs vanligen genom korsning av växter med genetiskt önskade egenskaper. Föräldrarna i korsningen väljs så att de kompletterar varandra när det gäller vissa egenskaper. För att eftersträvat resultat skall uppnås måste korsning ske i åtskilliga generationer. Korsning bygger på två principer: kombination av egenskaper och transgression. Den förstnämnda principen innebär att man kombinerar en önskad egenskap hos den ena föräldern, t.ex. hög fetthalt, med en önskad egenskap hos den andra, t.ex. resistens mot ett bekämpningsmedel. På så vis kan man skapa nya växter som har båda dessa egenskaper. Med transgression avses att man tar fram växter som bär på goda anlag beträffande en viss egenskap från båda föräldrarna. Genom korsning av dessa kan man överträffa den bästa föräldern när det gäller denna egenskap. Flera metoder för växtförädling har utvecklats. Förädling av korsbefruktande arter sker i regel genom att man först driver fram inavlade linjer och därefter korsar de obesläktade linjerna med varandra (s.k. hybridförädling). Självbefruktande växtarter, t.ex. havre, korn och vete, förädlas genom att man tar fram genetiskt enhetliga linjer. Två växtförädlingstekniker som utvecklades senare hälft är cellhybridisering (sammanslagning av den totala arvsmassan hos två arter) och embryo rescue (metoder för att få ett embryo att mogna när det annars inte skulle mogna naturligt eftersom föräldrarna tillhör olika arter). Vid cellhybridisering eller embryo rescue fungerar det i praktiken bara att blanda genetiskt material från mer eller mindre närbesläktade vilda eller odlade arter, t.ex. tomater och potatis eller vete och strandråg. Många grödor har gener som är överförda från mer eller mindre närbesläktade vilda eller odlade arter. Det finns t.ex. vetesorter som har gener från råg, kvickrot och många andra vilda gräsarter. Dessa gener bidrar till resistens mot sjukdomar och insektsangrepp. En växt som har förädlats fram genom korsning av växter från olika arter eller linjer av samma art kallas hybrid. Växtförädling kan också ske genom mutagenes. I denna teknik används kemikalier eller strålning för att framkalla förändringar i arvsmassan (mutationer), i syfte att skapa önskade egenskaper eller utsläcka oönskade sådana. De individer som har en önskad muterad egenskap, t.ex. ny blomfärg eller sjukdomsresistens, väljs ut för vidare förädlingsarbete. Mutationer sker dock ofta naturligt och leder till den naturliga variation som ger underlag till artbildning. Det är inte möjligt att skilja en mutation som uppstått naturligt från en mutation som framkallats genom mutagenes. har kunskapen om genuppsättningen hos vissa organismer ökat. Det har medfört att mutagenes kan användas mer medvetet. Typiskt för dessa nya mutationstekniker är att man på förhand räknat ut vilka mutationer som skulle ge en önskad egen- skap. Genom s.k. (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes) kan man leta upp de individer i en population av olika mutanter som har den önskade genförändringen och använda dem för fortsatt förädling. Metoden kan användas för många olika arter av både växter och djur, men har mest använts på växter. innebär på ett sätt en större osäkerhet än användning av genteknik, eftersom det finns en risk att okända mutationer i samband med förädlingen följer med till kommande generationer. Genom andra tekniker, t.ex. RTDS () introduceras mutationen bara i den önskade genen. Genom denna teknik används cellens egna genreparationsenzymer med en kort syntetisk och muterad gensekvens som mall. Inget nytt bestående DNA kvarstår, men väl en muterad gen. Organismer som förändrats genom vissa tekniker (t.ex. polyploidi, cellfusion och mutagenes utan användning av hybrid- DNA-molekyler) definieras inte som genetiskt modifierade och faller därmed inte under de regler om utsättning och innesluten användning som gäller för GMO. För vissa tekniker för riktad mutagenes (t.ex. RTDS) är det oklart om dessa faller under reglerna för GMO. Polyploidi innebär att antalet kromosomer i individen ökas en eller . Genom denna teknik har nya klöver- och grässorter utvecklats. Genteknisk växtförädling diskuteras närmare i avsnitt 2.4. 2.3.4Kartläggning av växters arvsmassa Ett omfattande arbete pågår med att kartlägga växters hela arvsmassa. För flera kulturväxter finns nu genkartor. Arbetet inriktades först på att kartlägga arvsmassan hos vissa modellarter. Detta har medfört att kartläggningen av andra arter gått snabbare, eftersom släktingarna till en modellart har en liknande organisation på sin arvsmassa. På detta sätt har kartlägg- ningen av modellarten backtrav (Arabidopsis thaliana) underlättat kartläggningen av raps, rybs och kål. Genkartor och kunskap om genernas exakta utseende väntas få stor betydelse vid såväl traditionell som genteknisk växtförädling. Kommersiell växtförädling bedrivs i vid i och vid i . lant- bruksuniversitet bedriver växtförädling beträffande frukter och bär i och Balsgård i , beträffande jordbruksgrödor i Upp- sala och samt beträffande skogsträd i och . 2.4Genetisk modifiering av växter 2.4.1Överföring av gener steg för steg Med genteknik kan ingrepp göras även i växters arvsmassa. Detta sker genom att gener som har samband med vissa eftersträvade egenskaper förs över till celler från den växt man önskar modifiera. Genteknik används främst när det bedöms att den önskade egenskapen inte går att driva fram med traditionell korsnings- teknik. Det första steget vid genteknisk överföring är att ta fram den gen som skall föras över. Forskarna söker efter proteiner eller andra ämnen som ger växten önskade egenskaper, t.ex. förmågan att hämma angrepp av en skadeinsekt. När ett sådant protein lokaliserats hos en organism gäller det att ta reda på hur proteinet är uppbyggt och vilken kemisk sammansättning det har. Med den kunskapen kan man ta fram den genetiska informationskoden för proteinet. Härefter isolerar man genen från organismens arvsmassa eller sätter samman genen syntetiskt. Nästa steg är att bygga in den isolerade eller syntetiskt framställda genen i en s.k. genkonstruktion. Detta är en förutsättning för att genen skall kunna föras över till mottagaren och fungera där på önskat sätt. Förutom själva genen består genkonstruktionen av en promotor och en terminator. Promotorn reglerar genens aktivitet, medan terminatorn anger slutet på genen. Till genkonstruktionen läggs ofta en s.k. selektionsgen, som används för att efter ett försök urskilja vilka organismer som har mottagit en önskad egenskap. Även selektionsgenen omges av lämplig promotor och terminator. När genkonstruktionen är färdig sätts den in i en ringformad DNA-molekyl, en plasmid. Härefter överförs genkonstruktionen till mottagarcellen. Genom tillsättning av olika hormoner utvecklar man därefter mottagar- cellen till en planta. Eftersom växtens alla celler är genetiska kopior av den första modifierade cellen kommer samtliga växtens celler att innehålla den nya genkonstruktionen. 2.4.2Metoder för genteknisk överföring Vid överföring av genkonstruktion till växter används vanligen en plasmid som härstammar från jordbakterien Agrobacterium tumefaciens. Plasmiden hos denna bakterie har en naturlig förmåga att överföras till växtceller och föröka sig i dessa. Överföringen sker genom att man byter ut de gener som jord- bakterien brukar föra in i den mottagande växten mot de gener man i stället önskar föra in. Den syntetiska plasmid som skapats förs in i jordbakterien, som i nästa steg används för att infektera växt- vävnadens celler. Agrobacterium-metoden har använts för att föra över nya gener till ett stort antal växter. Metodens användningsområde är dock begränsat till jordbakteriens naturliga värdväxter, främst tvåhjärt- bladiga växter som potatis, raps, sockerbeta och tomat. Överföring av nya gener till en växt kan också ske med användning av genkanon (s.k. partikelacceleration). Detta sker genom att man fäster DNA på små kulor av metall, som sedan skjuts in i växtcellerna med hjälp av komprimerat helium. En liten del av det tillförda genetiska materialet kommer i enstaka fall att frigöras i växtcellernas kärna och därefter integreras i arvsmassan. Tekniken kan användas för förändring av alla växter, men tillämpas särskilt beträffande enhjärtbladiga växter, t.ex. majs, ris och vete. 2.4.3Promotorer, selektionsgener och bakvända gener En promotor är en kontrollsekvens, som har till uppgift att reglera genens aktivitet. Skulle samtliga gener vara påslagna i varenda cell skulle organismerna inte fungera. Det är promotorn som aktiverar vissa gener så att särskilda egenskaper hos växten manifesteras. Vissa promotorer är alltid aktiva, medan andra bara fungerar i vissa växtdelar och i vissa stadier av växtens utveckling. Promotorer kan dessutom ha olika styrka, dvs. olika grad av aktivitet. Ofta är ett starkt uttryck av genen i hela växten fördelaktigt, t.ex. om man vill göra växten tolerant mot ogräsbekämpnings- medel. I andra fall är ett sådant uttryck inte nödvändigt eller önskvärt. Vill man t.ex. ändra stärkelsesammansättningen i potatis- knölar använder man en promotor som är specifik för själva potatisknölen. Härigenom kan denna egenskap utvecklas hos potatisknölen utan att resten av växten påverkas. Vissa kontrollsekvenser är inducerbara. Detta innebär att den överförda genen under normala förhållanden är inaktiv, men kan aktiveras för att t.ex. synkronisera växtens blomning. På detta vis kan man styra tidpunkten för skörd. Vid överföring av gener används selektionsgener, även kallade markörgener, för att isolera de celler som har tagit emot de nya generna från dem där överföringen inte lyckats. Utan markör skulle det vara i det närmaste omöjligt att hitta de celler där förändringen lyckats. Selektionsgenen kodar för en lätt påvisbar egenskap, i regel antibiotikaresistens eller tolerans mot ogräsbekämpningsmedel. Utsätts mottagarcellerna för till exempel ett antibiotikum kommer endast celler som har tagit upp de tillförda generna att växa upp till plantor. Växtsorter med kvarvarande markörer kan begränsa framtida möjligheter att selektera celler efter överföring av nya gener. Det har därför utarbetats metoder för att eliminera tillförda markörer sedan de fyllt sin funktion. Dessa metoder kan inte användas för grödor där förökningen sker vegetativt, t.ex. potatis. Det bör noteras att gener för antibiotikaresistens som kan medföra negativa effekter på människors hälsa eller miljön helt skall ha eliminerats i GMO som släpps ut på marknaden. Motsvarande tidpunkt för GMO som är föremål för avsiktlig utsättning (försöksodling) är . Önskar man stänga av eller försvaga en egenskap kan en gen sättas in baklänges i kromosomen. För att detta skall kunna uppnås krävs att den bakvända genen är identisk eller nästan identisk med den gen vars uttryck skall stängas av eller försvagas. Med hjälp av bakvända gener har man bl.a. utvecklat tomater med fördröjd mognad och potatis utan viss stärkelsesyntes.