Biotechnologie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

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 hightech laboratoriumwerk. De naam komt van de Griekse woorden “βιος” (bios, leven) en “τεγνικος” (technikos, gebruik) en betekent dus letterlijk 'het gebruik van het leven'.

Voorbeelden van biotechnologie zijn het fokken van dieren, het veredelen van planten en het fermenteren van biologisch materiaal. Bij fermentatie worden bacteriën, celculturen of schimmels, zoals gist, ingezet. Dit wordt toegepast tijdens het brouwen van bier, het bereiden van kaas en yoghurt, en de vinificatie van wijn. Afgezet tegen klassieke biotechnologie, wordt van moderne biotechnologie gesproken als gebruik gemaakt wordt van recombinant-DNA technologie.[1]

16de-eeuwse brouwerij
Het brouwen van bier was een vroege toepassing van biotechnologie

Moderne biotechnologie[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie genetische technologie voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Van moderne biotechnologie is sprake wanneer er gebruik gemaakt wordt van recombinant-DNA-technologie. Hiermee kunnen DNA-fragmenten opnieuw gecombineerd worden. Deze techniek bestaat nog maar enkele decennia, nadat het mogelijk werd om DNA te analyseren en te modificeren. In 1974 werd ontdekt dat de kroongalbacterie Agrobacterium tumefaciens een DNA-stukje van een plasmide overdroeg naar het plantengenoom van zijn gastheer en dat dit stukje DNA de plant aanzette tot de vorming van kroongallen op de wortels. Door verder onderzoek is geleerd gericht de eigenschappen van cellen te beïnvloeden. Deze techniek maakt het mogelijk om organismen aan te passen om effectiever aan te sluiten op de behoefte. Door onbekendheid met gevolgen voor gezondheid en milieu worden ggo's uitvoerig getest, dit in tegenstelling tot rassen uit de klassieke plantenveredeling, alvorens ze worden vrijgegeven.

Toepassingen[bewerken]

Zie het artikel Voor toepassingen van de moderne biotechnologie, zie genetische technologie.

Een belangrijk onderdeel van de biotechnologie zijn processen om micro-organismen stoffen om te laten zetten ten behoeve van de voedingsindustrie en afvalwaterzuiveringsinstallaties. Ook wordt bijvoorbeeld het kweken van algen bestudeerd ten behoeve van de voedselproductie. Biotechnologie wordt ook toegepast om eiwitten, peptiden en vaccins te produceren. Met behulp van organismen (gisten, bacteriën, 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 hemofiliepatiënten (traditioneel gewonnen uit plasma van donoren).

Voedselbereiding[bewerken]

In de voedselbereiding wordt veel gebruikgemaakt van biotechnologie. Zo wordt bier gebrouwen doordat gisten de aanwezige suikers om te zetten tot het smaakgevende 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, gewonnen uit de lebmaag van een kalf, wordt gebruikt in kaasbereiding. 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.

Biotechnologie kan ook worden toegepast voor onderzoek naar heel andere aspecten van voeding, denk bijvoorbeeld aan de menselijke darmflora.

Onderzoek naar ontwikkeling en werking van het lichaam[bewerken]

Bij fruitvliegen en steeds meer complexe organismen 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 leiden 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 muizen met misvormde genen of zogenaamde knock-outs (muizenrassen waarbij selectief een gen of groep genen is uitgeschakeld), wordt onderzocht welk gen waarvoor verantwoordelijk is.

Veranderen van grootte of groeisnelheid van dieren[bewerken]

De tilapia is een vis die belangrijk is voor de voeding van de arme derdewereldlanden, omdat de tilapia daar veel voorkomt. Door genetische modificatie worden tilapia's gekweekt die driemaal zo zwaar kunnen worden dan 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.

Kweken van organen[bewerken]

De genetica maakt het mogelijk om menselijke organen op dieren te kweken, die vervolgens via xenotransplantatie ingeplant kunnen worden bij de mens. Een probleem na de transplantatie is het risico op afstoting van het orgaan door de activiteit van antistoffen. Door het uitzetten van het gen dat alfa-Gal aanmaakt, kon een baviaan zes maanden lang leven met een varkenshart.[2] Dit werd geprobeerd door het verwijderen van het gal-gen bij varkens. In Virginia zijn varkens geboren zonder dat gen, na kunstmatige bevruchting met een aangepast gen.[3]

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.

Maken van proteïnen en polypeptiden[bewerken]

In Schotland heeft men bij schapen een menselijk gen ingebracht. Longemfyseem wordt soms veroorzaakt omdat het lichaam een bepaald proteïne niet maakt. De melk van de genetisch aangepaste schapen bevat dit eiwit, dat als geneesmiddel kan dienen voor de zieke mensen. Ook het hormoon insuline, dat bepaalde diabetespatiënten niet aanmaken, 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.

Correctie genetische afwijkingen[bewerken]

Gentherapie met gebruik van een adenovirus vector.
Een nieuw gen wordt ingevoegd in een adenovirus vector, dat dan wordt gebruikt om het gewijzigde DNA in te brengen in een menselijke cel. Is de behandeling succesvol, dan zal het nieuwe gen functionele proteïnes aanmaken

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)

Bescherming gewassen[bewerken]

Gewassen kunnen worden aangepast met genetische technologie zodat:

  • de houdbaarheid van de oogst verhoogd;
  • het gewas resistent is tegen specifieke bestrijdingsmiddelen. Deze bestrijdingsmiddelen kunnen dan bij de teelt worden ingezet tegen onkruid;
  • het gewas zelf antibiotica of schimmelwerende eiwitten aanmaakt zodat ze minder vatbaar is voor veel voorkomende plantenziekten.

Onderzoek naar de mogelijke gevaren die kunnen optreden bij het gebruik van genetisch gemodificeerde gewassen hebben verschillende uitkomsten gegeven.[bron?] Soms is er achteruitgang in de plaatselijke biodiversiteit, maar soms ook niet.[bron?]

Toelating nieuwe rassen[bewerken]

Sinds 2004 is het mogelijk om in de Europese Unie genetisch gemodificeerde rassen te verbouwen. 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 een waarborgfonds voor schadegevallen worden ingesteld.[bron?] Met name de biologische landbouw is bevreesd voor besmetting met materiaal van ggo's.

Ethische vraagstukken[bewerken]

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 gemodificeerde 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 gemodificeerde 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.

Economische en politieke effecten[bewerken]

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 derdewereldlanden.

In Venezuela is het gebruik van genetische gemodificeerde zaden verboden sinds april 2004.

De Nederlandse regering heeft in december 2004 in Nederland de verkoop van een genetisch gemodificeerd visje, dat oplicht onder uv-bestraling door een via genetische modificatie ingebracht gen verboden, hoewel er geen redenen zijn om te veronderstellen dat het visje daar onder lijdt.

Beroepscode voor biotechnologen[bewerken]

Om wetenschappers aan te sporen zorgvuldig en gewetensvol te werken en de ethische discussie aan te gaan, is er een adviserende beroepscode opgesteld door de Nederlandse Biotechnologische Vereniging. Op basis van deze beroepscode kan een wetenschapper weigeren bepaalde experimenten uit te voeren. Er zijn vertrouwenspersonen beschikbaar die de legitimiteit van de bezwaren kunnen toetsen.

Controle[bewerken]

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.

Onderzoek[bewerken]

De TU Delft heeft een afdeling biotechnologie die onder de faculteit Technische Natuurwetenschappen valt. Binnen het Wageningen Universiteit en Researchcentrum doet het onderzoeksinstituut Plant Research International (PRI) onderzoek naar de mogelijkheden om planten te gebruiken bij oplossingen voor voedsel-, grondstoffen- en energievraagstukken.[4] Een onderzoeksprogramma van PRI naar genomica, Genomica geheten, is gespecialiseerd in de analyse van DNA.[5] Ook de afdeling Biobased Commodity Chemistry dat onderzoek doet naar bioraffinage. 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.[bron?] De Vlaamse universiteiten centraliseren hun onderzoek in het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie (VIB).

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties

Bron

  • De tekst op deze pagina of een eerdere versie daarvan is afkomstig van de website van het Ministerie van VROM.

Verwijzingen

  1. Johannes Tramper Moderne biotechnologie: een doos van Pandora?. Kennislink.nl, 31 maart 2003.
  2. Emile Hilgers, Met milt minder afstoting: Van varken naar baviaan. Orgaantransplantatie: Afstoting. Monitor 2007
  3. (en) Simon Jeffery, Pig to human transplants. The Guardian, 3 januari 2002
  4. Wageningen EUR, Missie en strategie Plant Research International. Bekeken op 30 oktober 2013.
  5. Rob Buiter, De jacht op het Achilles gen is geopend/BIOTECHNOLOGIE. Trouw.nl, 2 december 1998.