Zdravotní risk a zisk geneticky modifikované zlaté rýže

Kateřina KUČEROVÁ

Bachelor's thesis

Health risk and profit of genetically modified golden rice

Abstract:

Lidé v rozvojových zemích velmi často trpí výrazným deficitem vitamínu A vlivem nedostatečné a nevyvážené stravy. Tento vitamín je nezbytný mimo jiné pro tvorbu zrakového pigmentu rhodopsinu. Podle Světové zdravotnické organizace každý rok kvůli tomuto deficitu oslepne až půl miliónu dětí. Jeho nedostatek také oslabuje imunitu a tím výrazně zvyšuje riziko úmrtí na různá infekční onemocnění. Nejlepším řešením této deficience by bylo, kdyby byl vitamín obsažen přímo v často jediném pokrmu, ke kterému se tito lidé dostanou - v loupané rýži. Již existuje zvláštní, geneticky modifikovaná rýže, do které byla komplikovanou a rozsáhlou úpravou její DNA vnesená celá metabolická dráha, která zajišťuje produkci betakarotenu v této plodině. V teoretické části své práce se zabývám projektem zlaté rýže a vzniku této geneticky modifikované plodiny metodou nepřímé transgenoze, pomocí bakterie rodu Agrobacterium tumefaciens. Plazmidy této bakterie jsou schopny začleňovat části své genetické informace do cílového organismu. Díky restrikčním enzymům, umíme do plazmidů vkládat námi vybrané geny, které poté zavedeme do konkrétní rostliny. Jsou ale tyto výtvory bezpečné? Názory na tyto plodiny jsou velice rozmanité, ale jedno zajímá všechny: jak bezpečně určit takto genově manipulovanou rostlinu? V laboratoři si tyto pokusy lze nejlépe osvojit na modelovém materiálu. Proto se v experimentální části své bakalářské práce zabývám transgenozí modelové rostliny Nicotiana tabacum pomocí vybraného kmene Agrobacterium tumefaciens. Tyto bakteriální kmeny mi byly poskytnuty ze soukromých sbírek Ústavu molekulární biologie rostlin AV ČR v Českých Budějovicích. Cílem mé práce v laboratoři bylo praktické zvládnutí metodiky přípravy modelové, geneticky modifikované rostliny a následné ověření přítomnosti vnesených genů ve zkoumaných vzorcích modelového organismu. Konkrétně genů pro rezistenci vůči antibiotikům. K tomuto účelu byla použita izolace DNA, PCR amplifikace a elektroforetické testy. Byl ověřen i signální gen používaný při agroinfekci. Dále bylo sledováno, kolik kopií transgenu se při agroinfekci do výzkumného materiálu integrovalo.

Abstract:

People in developing countries very often suffer from severe vitamin A deficiency due to an insufficient and unbalanced diet. This vitamin is necessary, among other things, for the production of the visual pigment rhodopsin. According to the World Health Organization, up to half a million children go blind each year because of this deficit. Its deficiency also weakens the immune system and thus significantly increases the risk of death from various infectious diseases. The best solution to this deficiency would be if the vitamin was contained directly in the only food that these people get - in husked rice. There is already a special, genetically modified rice, into which has been introduced by a complicated and extensive modification of its DNA the entire metabolic pathway, which ensures the production of betacarotene in this crop. In the theoretical part I deal with the golden rice project and the origin of this genetically modified crop by the method of transgenesis, using bacteria of the genus Agrobacterium tumefaciens. Plasmids of this bacterium are able to incorporate parts of their genetic information into the target organism. Thanks to restriction enzymes, we can insert genes selected by us into plasmids, which we then introduce into a specific plant. But are these products safe? Opinions on these crops are very diverse, but one thing interests everyone: how to safely identify a genetically engineered plant? In the laboratory, these experiments can best be mastered on model material. Therefore, in the experimental part of my bachelor thesis I deal with the transgenesis of the model plant Nicotiana tabacum using a selected strain of Agrobacterium tumefaciens. These bacterial strains were provided to me from the private collections of the Institute of Molecular Plant Biology in České Budějovice. The aim of my work in the laboratory was to master the practical methodology of preparation of genetically modified plant and subsequent verification of the presence of introduced genes in the examined samples of the model organism. Specifically, genes for antibiotic resistance. DNA isolation, PCR amplification and electrophoretic assays were used for this purpose. The signal gene used in agroinfection was verified too. Also, it was monitored how many copies of the transgene were integrated into the research material during agroinfection.

Keywords

Zlatá rýže, GMO, transgenoze rostlin, PCR, Agrobacterium tumefaciens, elektroforéza, Nicotiana tabacum

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 8. 2020

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Štěpánka Šebestianová, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Sciences

Bachelor programme / field:
Specialization in Health Service / Health Technician