על מינה פארן מאמרים צור קשר
צמחי מרפא
חומרי המרפא (מטבוליטים משניים) בצמחים
מחלות ודרכי הטיפול בהן
נושאים כללים
צמחים טרנסגניים - Transgenic Medicinal Plants - צמחים טרנסגניים - Transgenic Medicinal Plants
>>גרסת הדפסה
צמחים טרנסגניים - Transgenic Medicinal Plants

צמחים טרנסגניים הם צמחים שה-DNA שלהם עבר שינוי על ידי טכניקה של הנדסה גנטית. בשנת 1946 גילו שקיים בטבע מעבר טבעי של גנים מייצור אחד לשני (1), ושזו תפעה המתרחשת לעיתים קרובות.

גנים עוברים בין חיידקים והם נעשים עמידים לאנטיביוטיקה, וכן בין מינים שונים של צמחים (2).

הצמח הראשון שעבר שינוי גנטי עם גנים בקטריאליים היה הטבק ב-1982. שינו את הטבק כך שהוא הפך לעמיד לחומרים קוטלי עשבים (3).

המדינה הראשונה שאישרה מסחר עם צמחים טרנסגניים היתה סין. הם הכניסו לסין ב-1992 טבק שהחדירו לו גן עמיד בפני וירוס שפגע בו.

ארה"ב אישרה ב-1995 תירס, כותנה ותפוחי אדמה מהונדסים, שהם עמידים לקוטלי חרקים וכן שמן קנולה מהונדס.

בשנת 1996 היו 35 צמחים מאושרים ב-6 ארצות שונות. בשנת 2000 יצא לשוק האורז המוזהב שהוסיפו לו גן של בטא קרוטן. זה היה הצמח הראשון שעבר שינוי גנטי כדי לשפר את הערך התזונתי שלו (4).

לאחרונה התחילו להשתמש בהנדסה גנטית לגידול של צמחי מרפא (5).

תעשיית הפפאיה נפגעה מאד ב-1990 מוירוס- Papaya ringspot virus PRSV (5). פתחו זנים של פפאיה עמידים לוירוס. עכשיו רוב הפפאיה שגדלה בהוואי מהונדסת. הפפאיה בדרום אמריקה אינה מהונדסת. פתחו זן נוסף של פפאיה שעמיד לשני וירוסים. חששו מתופעות אלרגיות אצל בני אדם הצורכים את זני הפפאיה החדשים, אבל לא היו תלונות על אלרגיה. זני הפפאיה שעמידים לוירוסים רגישים לפטריות יותר מהצמח שאינו מהונדס (5).

צמחים נוספים שמשנים אותם עכשיו עלידי הנדסה גנטית הם הג'ינסנג האסיאתי והאמריקאי (5). הג'ינסנג גדל לאט והמרכיבים הפעילים מצטברים בשורש במשך 6-8 שנים. שני מיני הג'ינסנג מבוקשים מאד בעולם, ונעשים מחקרים רבים במטרה לזרז את הגידול ואת ייצור המרכיבים הפעילים (5). החוקרים מדווחים על הצלחות בפיתוח של ג'ינסנג אסיאתי ואמריקאי יותר עמידים בפני מחלות, פיתוח של ג'ינסנג עם ריכוז גבוה יותר של ג'ינסנוזידים, פחות רגישים לקוטלי חרקים ופטריות (5).

הצמח Atropa belladonna השייך למשפחת הסולניים עבר גם הוא שינוי גנטי. משתמשים בצמח להפקת סקופלאמין ואטרופין. הוסיפו לבלאדונה גן של שכרון שחור-

Hyoscyamus niger כדי להגביר את ייצור הסקופולאמין (5).

מפתחים עכשיו אורז שמוסיפים לו גנים של שום כדי לשפר את העמידות שלו נגד חרקים.

צמחים נוספים שעברו שינוי גנטי כדי להגביר ייצור של מרכיבים מסוימים:

Carharanthus roseus – וינקה

Coptis, Escholzia California, Lavandula latifolia

פשתן- Linum usitatisimum

Mentha piperita, Salvia spp.

מפתחים בננה שיש בתוכה מרכיבים מחסנים נגד מחלות, כדי לחסוך את הזריקות (5).

מפרסמים את הבננה המחסנת, וטוענים שבקרוב לא יהיה צורך באחיות המחסנות, בריצות לטיפת חלב ובדיקור של הילדים.

 

הכנת צמח טרנסגני

 

ישנן כמה שיטות להכנת צמח טרנסגני.

מבודדים את מקטע ה-DNA , מחדירים אותו לתוך פלסמיד.

הפלסמיד הוא מקטע של DNA שיכל לעבור רפליקציה. חיידקים רגילים לפלסמידים והם יקבלו אותם גם אם הם מכילים DNA שונה משלהם.

מכניסים את הפלסמיד לתוך חיידק, Agrobacterium tumefaciens. מגדלים כמות גדולה של החיידק המכיל את הפלסמיד.

מחדירים את החלק של הצמח המכיל את הפרחים לתוך המיכל עם החיידקים . חשוב להשאיר את הפרחים עם החיידקים עד שיחדור ה-DNA לתוך תאי הרבייה המצויים בפרח.

 Agrobacterium tumefaciens הוא חיידק בעל יכולת טבעית להעביר מקטעים שלDNA. הוא משמש כווקטור להעברת גנים עם תכונות שונות לתאים של צמחים. 

החיידק יחדיר את ה-DNA לכמות עצומה של תאים. חלק מהם יגיעו אל התאים המייצרים זרעים, מהם יצמחו צמחים חדשים.

זורעים כמות גדולה של זרעים, ובוחרים מתוך הצמחים שגדלו את אלה המכילים את ה-DNA שהיינו מעוניינים בו.

מוסיפים אנטיביוטיקה שתהרוג את החיידקים שאינם מכילים את הפלסמידים עם ה-DNA. רק החיידקים שספגו את ה-DNA ישרדו, כי הם הפכו לעמידים בפני האנטיביוטיקה המסוימת שהוסיפו. האנטיביוטיקה משמשת כמסנן המאפשר לבחור רק את החיידקים שעברו שינוי גנטי. אפשר להשתמש בחיידקים כאלה לייצור חלבון.

 

שיטה נוספת שמרבים להשתמש בה היא ציפוי של חלקיקים של DNA בזהב או בטונגסטן, ויורים אותםישירות לתוך רקמות הצמח.

שיטה זאת מתאימה גם לצמחים חד פסיגיים וגם למחטניים.

החסרון של השיטה שההזרקה החזקה לתוך הצמח קורעת לפעמים את הרקמות של הצמח.

 

הטענה העיקרית של המתנגדים לצמחים המהונדסים היא שהכניסו אותם למזון מבלי לבדוק את השפעתם על גוף האדם. לא נעשו ניסויים על השפעה לטווח קצר ובודאי לא לטווח ארוך. המתנגדים דורשים שיצוין על המזון שהוא מהונדס.

השמנים שמפיקים מתירס, סויה, קנולה הם מהונדסים, וכן גם  המזון הניתן לבקר, לצאן ולתרנגולות. קשה מאד להימנע מלצרוך אוכל מהונדס, ועכשיו גם צמחי מרפא שנרצה להעזר בהם עלולים להיות מהונדסים. השנים הבאות יגלו לנו מה יהיו התוצאות של המזון המהונדס.

 

דוגמאות לצמחים מהונדסים המשמשים כמזון

 

 

שם הצמח

 

תכונות של הצמח המהונדס

השינוי שהצמח עבר

    % 

בארה"ב

  %

בעולם

ליפתית

קנולה

 

 

עמיד לקוטלי חרקים

מכיל ריכוז נמוך של חומצה ארוקית

הוסיפו גנים חדשים

העבירו את הגנים לגנום של הצמח

   87

    21

תירס

 

 

הוסיפו אנזים alpha amylase

שהוך עמילן לסוכר, ומסייע

 לייצור אלכוהול

הוסיפו גנים חדשים

חלקם מהחיידק

Bacillus

turingiensis

 86

  26

כותנה

שמן כותנה

 

 

הורג חרקים שעלולים לפגוע

בגידול

הוסיפו גנים לגנום של הצמח

   93

  49

פפאיה

בהוואי

 

עמיד לוירוס

ringspot virus

העלים עמידיםלשני וירוסים

הוסיפו גן חדש לגנום

   80

 

תפוחי אדמה

 

 

גן עמיד לאנטיביוטיקה

השימוש לשיפור ייצור של

 עמילן

הוסיפו גן עמיד לאנטיביוטיקה

מחיידק, שינוי

באנזימים המייצרים

עמילן

לא

ידוע

לא

ידוע

אורז

 

 

Glden rice מכיל בטא –

קרוטן

מכיל גנים מתירס

וחיידק

 

 

סויה

 

 

עמיד בפני קוטלי חרקים

מייצר פחות שומנים רוויים

 

הגן לעמידות נגד

קוטלי חרקים נלקח מחיידק והוחדר  לסויה

 

  93

  77

קישואים

 

 

עמידות לוירוס המוזאיקה

של מלפפון, קישואים

ודלעת

מכיל גנים עטופים

בחלבון של

וירוסים

 13

 

סלק סוכר

 

עמידות לקוטלי חרקים

גנים חדשים הועברו

לגנום של הצמח

  95

  9

 

קנה סוכר

 

 

 

פלפל מתוק

עמידות לכמה חומרי

הדברה, תכולת סוכר גבוהה

 

עמידות לוירוס מוזאיקת      

המלפפון                          

(מכיל גנים עטופים בחלבון

 של הוירוס)

 

גנים חדשים הוחדרו

לגנום של הצמח

 

 

עגבניות

 

עיכוב התרככות של

העגבניה אחרי הקטיף

הוסיפו אנזים לגנום

של הצמח

יצא

מהשוק

מעט

בסין

חיטה

 

עמידות מפני קוטלי

חרקים

הוסיפו גנים חדשים

לגנום של הצמח

לא ידוע

לא ידוע

 

 

 

 

מקורות

 

  1. Lederberg J. Tatum EL.Gene recombination on E. coli. Nature, 1946, 158:558.
  2. Bock R. The give and take of DNA: horizontal gene transfer in plants. Trends in Plant Science 2010, 15: 11-22.
  3. Fraley RT. Et al. Expression of bacterial genes in plant cells. Proc. Natl. Acad. Sci.  USA, 1983, 80: 4803-4807.
  4. Clive J. Global Review of the Field Testing and Commercialization of Transgenic Plants, 1986-1995. The International Service for the Acquisition of Agri-biotic Application, 1996.

Yarnell E. Abascal K. Transgenic herbal medicines: Exploring potential harms and benefits. Altern. Complement Ther. December 2012,  18:297-300