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Der Nachweis von transgenen Pflanzen

Genfood oder echt Natur?

Gentechnisch veränderte Organismen (GVO) oder Bestandteile davon können in Lebens- und Futtermitteln, in Rohstoffen oder in Saatgut durch verschiedene molekularbiologische Methoden nachgewiesen werden. Am besten bewährt hat sich bisher der Nachweis auf Ebene der DNA, da diese nahezu unabhängig vom Verarbeitungsgrad der Probe analysiert werden kann. Proteine hingegen denaturieren während der Verarbeitung in zunehmendem Maße und lassen sich oft nicht mehr eindeutig identifizieren.

Bei der Isolierung der Erbsubstanz aus pflanzlichem Material verwenden die Forscher eine für das jeweilige Probenmaterial optimierte Extraktionsmethode um sicherzustellen, dass ausreichende DNA-Mengen zur Verfügung stehen. Die isolierte DNA wird vermehrt und mit ihr können dann im Labor qualitative und quantitative Bestimmungen durchgeführt werden. Grundlegende Methode für alle Arten der DNA-Vermehrung ist die Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Qualitative Verfahren

Qualitative PCR-Tests ermöglichen eine Ja-/Nein-Aussage über das Vorhandensein von GVO, wobei sich Screening-Analysen besonders für Proben unbekannter Zusammensetzung eignen. Es wird dabei auf DNA-Sequenzen getestet, die typischerweise in gentechnisch modifizierte Pflanzen eingebracht werden. Zu nennen sind hier insbesondere der Promotor 35S aus dem Blumenkohlmosaikvirus und der Terminator NOS aus dem Bodenbakterium A. tumefaciens. Diese Sequenzen dienen als Regulationselemente – als „Ein“- beziehungsweise „Aus“-Schalter. So ist mithilfe dieser beiden Regulatorsequenzen der Nachweis sehr vieler verschiedener GVO-Pflanzen wie zum Beispiel gentechnisch veränderte Soja-, Mais-, Raps-, Kartoffel-, Kürbis-, Tomate-, Papaya-, Tabak- und Radicchiosorten möglich.

Im Gegensatz zu Screening-Verfahren werden bei der Identifizierung von gentechnisch veränderten Organismen nicht die allgemeinen Regulatorsequenzen nachgewiesen, sondern Modifikations-spezifische beziehungsweise Event-spezifische Sequenzen. Event-spezifische Tests haben die höchste Spezifität, da sie den Übergang eines künstlich in die Pflanze eingebrachten Genkonstrukts in die natürlicherweise vorhandene genomische Pflanzen-DNA nachweisen. Im Gegensatz dazu sind Modifikations-spezifische Tests für eine bestimmte Veränderung in der Gensequenz spezifisch. Dadurch können sie diese Modifikation nicht nur in einer, sondern in mehreren Pflanzensorten nachweisen. So ist zum Beispiel der Nachweis für LibertyLink sowohl bei LibertyLink™-Mais als auch bei LibertyLink™-Raps möglich.

Sowohl bei Screening- als auch bei Identifizierungsverfahren kann die DNA nach elektrophoretischer Größentrennung in einem Gel sichtbar gemacht werden. Der Vergleich mit einer Kontroll-DNA zeigt, ob das gesuchte DNA-Fragment in der Pflanzenprobe vorhanden ist.

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Quantitative Verfahren

Um feststellen zu können, ob Grenzwerte zur Kennzeichnungspflicht von gentechnisch veränderten Organismen eingehalten wurden, muss eine quantitative Analyse durchgeführt werden. Beim quantitativen realtime-Verfahren bindet eine kurze DNA-Sonde an das PCR-Produkt, die mit zwei verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist.

Diese Sonde wird bei der Vervielfältigung der DNA zerschnitten, so dass beide Farbstoffarten dabei räumlich voneinander getrennt werden. Dies erst löst ein Fluoreszenzsignal aus. Die mit Hilfe einer CCD-Kamera erfasste Fluoreszenzintensität verhält sich der Anzahl der durchgeführten PCRZyklen direkt proportional und wird während der PCR direkt im Reaktionsgefäß gemessen. Aus Material mit bekannten Konzentrationen, zum Beispiel Speziesspezifischer DNA, werden Kalibrierungskurven erstellt. Der prozentuale Anteil an transgenem Material wird über das Verhältnis von GVO-DNA zu Spezies-spezifischer DNA berechnet.

Besonders wichtig bei diesen Methoden ist die Nachweisgrenze. Die Bestimmung und Angabe der Nachweisgrenze muss für jede Probe gesondert vorgenommen werden, da dieser Wert letztlich von der Menge an DNA abhängt, die aus der Probe extrahiert werden konnte. Bei Saatgut und Rohstoffen wie zum Beispiel Mehl kann eine Nachweisgrenze von 0,01 Prozent erreicht werden, wohingegen bei hoch verarbeiteten Proben wie Maisstärke der entsprechende Wert zwischen 0,1– 0,3 Prozent oder noch höher liegen kann.

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Stand: 07.10.2005

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Lebensmittelallergien durch Gen-Food?
Die Risikoabschätzung und ihre Grenzen

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Reinfall oder Chance?
Der Fall des gentechnisch „verbesserten“ Soja

Vernetzung entscheidend
Wie kommt es zu einer Allergie?

Allergene, Sequenzen und Peptide…
Wie wird das Risiko analysiert?

80 statt acht Aminosäuren als Kriterium
Verschärfung der Anaylserichtlinien - aber keine endgültige Sicherheit

Blutserum als Tester
Antikörperreaktion deckt verborgene Allergene auf – wenn das richtige Serum vorhanden ist

Allergene überkreuz
Warum der Apfel an der Apfelallergie unschuldig ist

Testsystem mit großen Lücken
Mögliche Risikofaktoren bisher nicht gestestet

Gentechnik gegen Allergene?
Neue Ansätze zur Diagnostik und Therapie von Lebensmittelallergien

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