Biotechnologie
Biotechnologie houdt zich bezig met de technieken om biologie te gebruiken voor praktische doeleinden en is een heel breed terrein dat zich uitstrekt van kaasmaken tot high-tech laboratoriumwerk. Een onderdeel van de biotechnologie dat tegenwoordig in de aandacht staat is de genetische manipulatie. Dat is het gericht veranderen van het DNA in de genen van een organisme met als doel veranderingen aan te brengen in het fenotype (uiterlijk, gedrag, ...), zonder uitsluitend gebruik te maken van het normale voortplantingsproces van het organisme; de organismen die zo ontstaan worden ggo (genetisch gemodificeerd organisme) of gmo (genetically modified organism) genoemd.
Biotechnologie is een zeer breed begrip. Er wordt daarom een onderscheid gemaakt in klassieke en moderne biotechnologie.
Inhoud |
[bewerk] Klassieke biotechnologie
De klassieke biotechnologie bestaat al sinds mensenheugenis. Het fokken van dieren en het veredelen van planten zijn hier voorbeelden van. Onder de eerste categorie vallen bijvoorbeeld het brouwen van bier en het maken van kaas en yoghurt uit melk. Ook kan brood en wijn niet gemaakt worden zonder gebruik van gist. Naast gist worden schimmels en bacteriën gebruikt. DNA (een afkorting van Deoxyribo Nucleic Acid, in het Nederlands Desoxyribonucleïnezuur) is een dimere macromolecule dat in levende wezens de drager is van erfelijke informatie. Een gen draagt de informatie voor een specifieke erfelijke eigenschap in een cel.
[bewerk] Moderne biotechnologie
De moderne biotechnologie bestaat nog maar enkele decennia. Onder moderne biotechnologie worden technieken verstaan als genetische modificatie, mutatie veredeling en celfusie. De grote doorbraak kwam met de mogelijkheid DNA te analyseren en te modificeren. De erfelijke informatie van organismen is met name in deze stof opgeslagen. De biotechnologie heeft sinds ongeveer 1975 een aanzienlijke ontwikkeling doorgemaakt. Deze ontwikkeling speelt zich wereldwijd af en zeker in de geïndustrialiseerde landen, waaronder Nederland, in hoog tempo. Er is een enorme hoeveelheid gegevens verzameld die met behulp van de informatietechnologie steeds sneller kan worden ontsloten. Met behulp van deze kennis is het mogelijk om heel gericht de eigenschappen van cellen te beïnvloeden. Middels dit genetisch modificeren kan men productieprocessen winstgevender maken en hoopt men kwalitatief betere producten af te leveren. Er is echter niet aangetoond dat dit geen negatieve gevolgen kan hebben voor gezondheid en milieu. Anderzijds worden ggo's op veel aspecten uitvoerig getest, dit in tegenstelling tot rassen uit de 'normale' plantenveredeling, alvorens ze worden vrijgegeven.
Deze moderne biotechnologie kan een sterke invloed hebben op ontwikkelingen in de samenleving en is daardoor een bron van voortdurende maatschappelijke discussie. Enerzijds biedt dit perspectief voor innovatie van de gezondheidszorg, de landbouw, de voeding en het milieu. Anderzijds roepen deze mogelijkheden vragen op. Is alles wat technisch kan, ook gewenst, veilig en maatschappelijk ethisch aanvaardbaar? Kan men de consequenties van de ingrepen overzien? Bij het beantwoorden van deze vragen moeten soms sterk uiteenlopende belangen en waarden tegen elkaar worden afgewogen.
Een volledige uitsluiting van risico's, zogeheten nulrisico's, is onmogelijk. Door behoedzame afwegingen hoopt men de risico's echter wel zo klein mogelijk te houden; of men hier wel of niet in slaagt wordt fel omstreden. Het gaat om een afweging tussen mogelijke risico's en het beoogde maatschappelijk nut van nieuwe biotechnologische ontwikkelingen. De organisatie die in Nederland een belangrijke rol heeft bij de beoordeling van veiligheid, COGEM, is meermalen in opspraak geraakt wegens mogelijke belangenverstrengeling en tekort aan tijd en menskracht bij het maken van beoordelingen.
Bij genetische modificatie is een onderscheid te maken in
- transgenese en
- cisgenese
Bij de transgenese wordt soortvreemd, en bij cisgenese soorteigen DNA ingebracht.
[bewerk] Biotechnologie en voeding
In de voedselbereiding wordt veel gebruikgemaakt van biotechnologie. Zo wordt bier gebrouwen doordat gisten de aanwezige suikers om te zetten tot het smaakvolle en conserverende alcohol. Yoghurt wordt gemaakt door de melkzuurbacterie toe te voegen aan melk, brie is bedekt met schimmels. Dit zijn allemaal van oorsprong traditionele biotechnologische processen. Moderne biotechnologie heeft ook zijn intrede gedaan in de moderne voedselbereiding. Op verschillende manieren komen voeding en moderne biotechnologie elkaar tegen. Over dit onderwerp werd in Nederland in 2001 een breed maatschappelijk debat 'Eten en genen' georganiseerd (commissie-Terlouw).
- Soja en maïs zijn zo gewijzigd dat ze bestand zijn tegen insecten of onkruidbestrijdingsmiddel. Vooral in Amerika worden deze maïs en soja al zeer veel gekweekt.
- Chymosine wordt gebruikt in kaasbereiding en wordt uit kalverenmagen gewonnen. Het is echter ook op diervriendelijke manier te produceren, namelijk door micro-organismen.
- Aroma's die smaak geven aan voedingsmiddelen worden op grote schaal geproduceerd door micro-organismen. Ook enzymen worden vaak geproduceerd door genetisch gewijzigde micro-organismen. Deze enzymen worden vaak gebruikt in de productie van voedingsmiddelen.
- In Nederland houdt het RIKILT zich bezig met de controle van voedingsmiddelen. Hier beoordelen ze de kwaliteit van de voedingsmiddelen die op de Nederlandse markt verkocht worden. Zij controleren dus of het eten wel veilig is. Ze testen hier ook genetisch gewijzigde voedingsmiddelen.
Biotechnologie kan ook worden toegepast voor onderzoek naar heel andere aspecten van voeding, denk bijvoorbeeld aan de menselijke darmflora.
[bewerk] Andere toepassingen
Een belangrijke onderdeel van de biotechnologie zijn processen om micro-organismen stoffen om te laten zetten ten behoeve van de voedingsindustrie en afvalwaterreinigingsinstallaties. Ook wordt bijvoorbeeld het kweken van algen bestudeerd ten behoeven van de voedselproductie. Biotechnologie wordt ook toegepast om eiwitten, peptiden en vaccins te produceren. Met behulp van organismen (gisten, bacterien, dierlijke cellen) wordt in fermentoren het eiwit geproduceerd en vervolgens gezuiverd. Voorbeelden zijn recombinante insuline (als vervanging van insuline verkregen uit organen van varkens) en Factor VIII, een stollingsfactor die wordt gemist door hemofiliepatienten (traditioneel gewonnen uit plasma van donoren).
[bewerk] Onderzoek naar ontwikkeling en werking van het lichaam
Bij o.a. fruitvliegen wordt onderzocht welke genen verantwoordelijk zijn voor alle stappen in de ontwikkeling. Bijvoorbeeld de plaats en de vorm van ledematen. Door analogie kan dit onderzoek lijden tot inzicht in de ontwikkeling bij mensen.
De genen van de muis, en in het algemeen van alle zoogdieren, lijken sterk op die van de mens. Door onderzoek bij muisen met misvormde genen of zogenaamde knock-outs (muizenrassen waarbij selectief een gen of groep genen is uitgeschakeld), wordt onderzocht welk gen waarvoor verantwoordelijk is.
[bewerk] Veranderen van grootte of groeisnelheid van dieren
De tilapia is een vis die belangrijk is voor de voeding van de arme derde wereldlanden, omdat de tilapia daar veel voorkomt. In rijke landen is het een dure vis. Door genetische modificatie worden tilapia's gekweekt die drie maal zo zwaar zijn als normaal. Er zijn ook reeds zalmen gekweekt door genetische manipulatie, die aanzienlijk sneller groeien dan wilde zalmen en die ook in koud water doorgroeien. De FDA gaat naar het zich laat aanzien op korte termijn toestemming geven om deze zalm in productie te nemen. Het gaat om triploïde, steriele vrouwtjes.
Met traditionele kweekmethodes zijn ook reeds indrukwekkende resultaten behaald. De in Nederland voor het vlees gekweekte kippen bijvoorbeeld bereiken in 38 dagen hun slachtgewicht, waar hun wilde voorouders daar vele maanden over zouden doen. Door de juiste genen te kennen zou men door te kweken steeds grotere of kleinere dieren kunnen kweken.
Naast het doel van extra voedselopbrengst is er ook een mogelijkheid van nieuwe huisdieren.
[bewerk] Kweken van organen
Via genetica wil men niet alleen grotere en kleinere dieren produceren, maar ook dieren die organen leveren die bij mensen ingeplant kunnen worden. Dit wordt ook wel xenotransplantatie genoemd. Door DNA aanpassingen bij dieren hoopt men afstotingsverschijnselen te vermijden bij inplanting van dierlijke organen bij mensen. Dit werd geprobeerd door het verwijderen van het gal-gen bij varkens. In Virginia werden uiteindelijk varkens geboren zonder dat gen, na kunstmatige bevruchting met een aangepast gen.
Er stellen zich bij het gebruik van dierlijke organen echter nog andere problemen. De retrovirussen van varkens kunnen zich kruisen met de menselijke retrovirussen, waarvoor de mens niet immuun is.
[bewerk] Maken van proteïnen en polypeptiden
In Schotland heeft men bij schapen een menselijk gen ingebracht. Longemfyseem wordt soms veroorzaakt omdat het lichaam een bepaald proteïne niet aanmaakt. De melk van de genetisch aangepaste schapen bevat dit eiwit, dat als geneesmiddel kan dienen voor de zieke mensen. Ook het enzym insuline, wat bij bepaalde diabetespatiënten niet wordt aangemaakt, wordt tegenwoordig door genetisch gemodificeerde micro-organismen geproduceerd. Vroeger werd insuline gewonnen uit alvleesklieren van runderen en varkens. Menselijke insuline heeft bij mensen voordelen omdat er veel minder kans op immunologische reacties is.
[bewerk] Correctie genetische afwijkingen
Sommige ziekten worden veroorzaakt door een enkel kapot gen. Inbrengen van het correcte gen in een speciale groep cellen (bijvoorbeeld in het beenmerg) zou in de toekomst tot genezing van zulke ziektes kunnen leiden. (zie gentherapie)
[bewerk] Bescherming gewassen
Op een aantal manieren kunnen gewassen worden beschermd met genetische modificatie:
- Sommige gewassen worden zo gemodificeerd dat de vrucht na rijping langer vers blijft
- Sommige gewassen worden zo gemodificeerd dat ze niet gevoelig zijn voor sommige bestrijdingsmiddelen. Deze bestrijdingsmiddelen kunnen dan bij de teelt worden ingezet tegen onkruid.
- Sommige gewassen worden zo gemodificeerd dat ze zelf antibiotica of schimmelwerende eiwitten maken zodat ze minder vatbaar zijn voor veel voorkomende plantenziekten.
Onderzoek naar de mogelijke gevaren die kunnen optreden bij het gebruik van genetisch gemodificeerde gewassen hebben verschillende uitkomsten gegeven. Soms is er achteruitgang in de plaatselijke biodiversiteit, maar soms ook niet.
[bewerk] Toelating nieuwe rassen
Sinds 2004 is het mogelijk om in de Europese Unie genetisch gemodificeerde rassen te verbouwen van o.a. aardappels, suikerbiet en maïs. In Nederland wordt door het bedrijfsleven aan een overeenkomst gewerkt, waarbij o.a. afstanden tussen velden met ggo-rassen en velden met traditionele rassen en bufferzones worden vastgesteld. Ook zal er en waarborgfonds voor schadegevallen worden ingesteld. Met name de biologische landbouw is bevreesd voor besmetting met materiaal van ggo's.
[bewerk] Ethische vraagstukken
Voorstanders van genetische modificatie stellen dat de technologie niet schadelijk is en dat het gebruik ervan noodzakelijk is om de voedselproductie net zo hard te laten groeien als de wereldbevolking. Anderen stellen echter dat de voedselproblematiek meer te maken heeft met distributie dan met productie en dat de bevolkingsgroei een direct gevolg is van de ongelijke distributie van voedsel (en welvaart).
Tegenstanders stellen dat genetische modificaties tot onvoorziene consequenties kunnen leiden, zowel bij de gemodifieerde organismen als in hun omgeving. Er zijn bijvoorbeeld maïszaden ontwikkeld die giftig zijn voor plantenetende insecten (bt corn) die aan kruisbestuiving hebben gedaan met andere varianten van wilde en gedomesticeerde maïs en zo de relevante genen op onbedoelde wijze verspreid hebben.
Anti-gentech groepen zien in het vrijlaten van genetische gemodificeerde organismen het openen van een doos van Pandora, die uiteindelijk kan leiden tot de ineenstorting van de moderne landbouw, en dus tot een afname in plaats van een toename van de voedselvoorziening. Er is geen manier om zeker te stellen dat de genetische gemanipuleerde organismen onder controle blijven en het gebruik van deze technologie buiten veilige laboratoria brengt ernstige risico's met zich mee voor de toekomst.
Tegen het toepassen van cisgenese bestaat minder weerstand dan voor transgenese.
De bedrijven, zoals Monsanto, die onderzoek naar genetische modificatie doen, nemen patenten op de door hen geproduceerde rassen. Boeren wordt ook het recht ontnomen om eigengewonnen zaaizaad, zonder een vergoeding hiervoor aan de kweekbedrijven te betalen, te gebruiken. De resistentie voor bestrijdingsmiddelen is met name voor bestrijdingsmiddelen (zoals Roundup) van diezelfde veredelingsbedrijven. Zo kunnen boeren steeds afhankelijker worden van de grote multinationale bedrijven.
[bewerk] Economische en politieke effecten
Veel opponenten van de genetische modificaties geloven dat het toenemende gebruik van gentech heeft geleid tot de grootste machtsverschuiving in de landbouw ooit. Biotech bedrijven krijgen steeds meer controle over de voedselproductieketen en over boeren die gentech producten gebruiken.
Veel voorstanders van de huidige gentechnieken geloven dat deze leiden tot hogere opbrengsten en winsten voor boeren, met name in derde-wereldlanden.
In Venezuela is het gebruik van genetische gemodificeerde zaden verboden sinds april 2004.
De Nederlandse regering vond het in dec 2004 nodig in Nederland de verkoop van een genetisch gemodificeerd visje, dat oplicht onder UV-bestraling door een via genetische modificatie ingebracht gen, te verbieden, hoewel er geen redenen zijn om te veronderstellen dat het visje daar onder lijdt.
[bewerk] Onderzoeksinstituten
De TU Delft heeft een afdeling biotechnologie die onder de afdeling Scheikundige Technologie valt. De Wageningen Universiteit en Researchcentrum heeft ook een afdeling biotechnologie welke is opgesplitst in verschillende onderzoeksgebieden. De Vlaamse universiteiten centraliseren hun onderzoek in het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie (VIB). Voor meer info over VIB, surf naar www.vib.be.
[bewerk] Externe links
- www.eibe.info - Europees Initiatief voor Biotechnologische Educatie (EIBE)
- inleiding tot de biotechnologie
- DE ZAAK DNA - Interactieve VIB-tentoonstelling over Biotechnologie (van 31 maart 2006 - 18 maart 2007)
| Bron(nen): |
|
