GENTEKNIKENS UTVECKLING UNDER 2004

Årsrapporter

Genomforskning

Det största kända viruset, Mimivirus, är ett virus som finns hos vissa amöbor. Franska forskare har visat att viruset, vars arvsmassa består av ett dubbel-strängat DNA, har ett genom som innehåller 1 260 gener varav ett 50-tal ej har någon motsvarighet hos andra virus. Viruset är mera komplext än andra virus och kan t ex till skillnad från andra virus reparera skador på sitt eget DNA.

Genomet för harpestbakterien (Francisella tularensis) har sekvensbestämts av ett internationellt forskarlag med svenskt deltagande. Denna bakterie, som är en av de mest infektiösa som man känner till, ger upphov till sporadiska sjukdomsutbrott hos främst djur (men även människor kan drabbas) i Nordamerika, Europa och Asien. Smittspridning sker via insekter och luftburna partiklar. Genomet omfattar 1 892 819 baspar och innehåller 1 804 troliga gener (gen-kandidater).

Ett internationellt forskarlag har sekvensbestämt genomet för bakterien som orsakar den luftburna legionärssjukan (Legionella pneumophila). I undersökningen har den s.k. Philadelphiastammen använts. Sjukdomen drabbar främst äldre personer och individer med nedsatt immunförsvar. Denna sekvensinformation kan nu jämföras med motsvarande sekvensinformation från andra sjukdomsalstrande bakterier för att förhoppningsvis på sikt kunna ge upphov till nya behandlingsmetoder mot legionärssjuka.

Svenska forskare har sekvensbestämt genomen hos bakterierna Bartonella quintana och Bartonella henselae vilka orsakar de insektsöverförda sjuk-domarna skyttegravsfeber resp. kattklösarsjuka hos människa.

En annan svensk forskargrupp har sekvensbestämt genomet hos en underart av Mycoplasma mycoides vilken orsakar bovin pleuropneumoni, en mycket smittsam lungsjukdom hos boskap. Genomet innehåller 985 gener (gen-kandidater).

Tyska forskare har sekvensbestämt genomet hos den marina sulfat-reducerande bakterien Desulfotalea psychrophila. Bakterien har förmågan att växa vid temperaturer under 0 º C och påträffas i ständigt kalla marina sediment. Genomet innehåller 3 118 genkandidater.

Genomet har även sekvensbestämts för en annan marin bakterie, Silicibacter pomeroy. Genomet omfattar 4,1 miljoner baspar i huvudkromosomen och 491 000 baspar i bakterie-DNA utanför kromosomen. Bakterien kan förutom att utnyttja organiskt material för energiproduktion även utnyttja oorganiskt material som energikälla - vilket gör att den även kan existera i havsområden där det är ont om organiskt material.

Kiselalger, encelliga organismer med kiselhölje som delar egenskaper med både växter och djur, svarar för ca 20 % av världens koldioxidfixering via fotosyntes. Cellkärnans genom hos saltvattenskiselalgen Thalassiosira pseudonana har sekvensbestämts och befunnits bestå av 34 miljoner baspar fördelade på 24 kromosompar.

De mikroorganismer som hittills har kartlagts genetiskt är främst sådana som har kunnat anpassas till laboratoriemiljön. Dessa mikroorganismer representerar dock bara en bråkdel av de mikroorganismer som finns ute i naturen. En amerikansk forskare har därför börjat kartlägga gener hos organismer i Sargassohavet. Han har identifierat över en miljon gener som tidigare inte varit kända.

En tysk-amerikansk forskargrupp har visat att majsgenomet, som har en storlek motsvarande ca 2,4 miljarder baspar, innehåller ca 59 000 gener vilket är mer än dubbla antalet gener jämfört med humangenomet. Ca 22 % av majsens gener saknar motsvarighet hos närbesläktade arter.

Poppelns genom har kartlagts i ett samarbete mellan svenska, amerikanska och kanadensiska forskare. Trädet som har kartlagts är en poppel från västra USA. Resultatet är dock tillämpbart på svenska aspar eftersom alla poppelarter är nära besläktade. Poppeln är det första trädet som har fått genomet kartlagt.

Honungsbiets (Apis mellifera) genom har under det senaste året sekvensbestämts av amerikanska forskare. Dess arvsmassa, som till storleken uppgår till ca en tiondel av människans, bedöms innehålla ca 13 000 gener varav ungefär 60 % bedöms motsvara gener hos människan.

Genomet hos tamhönor (värphöna, broiler och silkeshöna), samt deras ursprungsart (den röda djungelhönan, bankivahönan) har sekvensbestämts av en stor internationell forskargrupp, i vilken svenska forskare ingår. Hönan är den första fågelart som får sitt genom kartlagt. Kartläggningen visar att hönsgenomet innehåller ca 1 miljard baspar (att jämföra med människans ca 3 miljarder baspar) samt att både hönans och människans genom innehåller 20 000 – 25 000 gener. Genomen hos höna och människa överensstämmer till ungefär 60 % och långa DNA-sekvenser innehåller samma gener i samma ordning hos de båda arterna. Flera gener som bedömts vara unika för däggdjurens immunförsvar återfinns även hos hönsen. Samma gener förefaller att styra kalkuppbyggnaden i skelettet hos både höns och människa . Hönan har även lika många gener för luktsinnet som människan. Hönan har vidare gener som ansvarar för bildning av fjädrar, klor och äggskal men saknar gener för produktion av mjölk- och emaljproteiner.

Mer än 90 % av råttans genom har kartlagts. Den råttstam som användes som källa för den analyserade arvsmassan tillhörde den bruna Norska råttan (Rattus norvegicus). Genomet innehåller ungefär lika många gener som det mänskliga dvs. ca 25 000 gener. Ca 90 % av råttans gener har en mänsklig motsvarighet.

De första grovskisserna av kons resp. hundens genom har gjorts tillgängliga för forskarsamhället. Dessa genom är ungefär lika stora som människans och andra däggdjurs genom och omfattar 2,5-3 miljarder baspar.

Människans genom har i en avslutande studie inom ramen för det internationella Hugo-projektet visats innehålla färre gener än man tidigare har trott. Antalet gener beräknas nu vara mellan 20 000 och 25 000. 99 % av människans arvsmassa är nu klarlagd genom projektet. Vissa DNA-segment i den mänskliga arvsmassan har kopierats under evolutionen, så att de nu återfinns på flera platser. Totalt sett utgör sådana kopior 5-10 procent av arvsmassan. Det handlar ofta om hela eller delar av gener aktiva i immun-försvaret, och DNA-segmenten kan ses som potentiella "byggstenar" för skapande av nya former av proteiner. Svenska forskare har tillsammans med internationella samarbetspartners funnit att antalet kopior av ett visst segment, och även innehållet i dessa, varierar kraftigt mellan olika personer vilket bl.a. kan påverka risken att drabbas av en viss sjukdom. Amerikanska forskare har kartlagt kromosom 5 som är den största mänskliga kromosom som hittills har kartlagts. Den innehåller 923 gener. Mutationer i 66 av dessa gener förknippas med uppkomst av olika sjukdomar. Forskarna har även kartlagt kromosom 16 som innehåller 880 gener som kodar för tillverkning av proteiner. En del av dessa gener kodar i muterad form för sjukdomar såsom polycystisk njursjukdom och akut myelomonocytisk leukemi.

Evolutionsbiologi

Franska forskare har visat att simulerade blixturladdningar kan åstadkomma att vissa jordbakterier av Pseudomonas-typ lättare tar upp DNA i jordmiljö. Detta antyder att blixturladdningar i naturen kan ha bidragit till evolutionen av bakterier via ökat upptag av genetiskt material i närmiljön.

Amerikanska forskare har visat att fiskgener som överförts till musceller inte fungerar i dessa celler (fiskgener som överförs från en pufferfisk till en sebrafisk fungerar däremot). Forskarna anser att förklaringen till detta är att fiskars och däggdjurs splitsningsmekanismer skiljer sig något från varandra. Innebörden av splitsning är följande. Vid genavläsningen (transkriptionen) översätts genens information till s.k. budbärar-RNA (mRNA) som i sin tur är en mall för tillverkning av det protein som utgör genprodukten. Den RNA-form som först bildas med DNA som mall innehåller både informationen för att bilda genprodukten (i s.k. exoner) och områden som inte kodar för genprodukter (s.k. introner). Denna RNA-form trimmas därefter till att bli budbärar-RNA genom att intronerna tas bort via en process som kallas splitsning (splicing). Olika splitsningsmekanismer kan därför leda till att samma gen ger olika (eller ingen) proteinprodukt hos fisk jämfört med däggdjur.

Mellan generna på kromosomerna finns s.k. skräp-DNA, vilket hos människan utgör ca 90 % av cellens DNA. Skräp-DNA har tidigare ansetts sakna genetisk information. På senare tid har dock forskningsresultat kommit fram som tyder på att det kan finnas viktiga genetiska styrelement där. Det kan även innehålla s.k. hoppande DNA-sekvenser som genom att hoppa in i gener kan medverka till evolutionära förändringar av gener. Där finns troligtvis även s.k. icke-kodande gener som inte innehåller information för tillverkning av proteiner utan för tillverkning av olika typer av RNA (ncRNA). Men det verkar också finnas omfattande partier av skräp-DNA som saknar sådana funktioner. Amerikanska forskare har således tagit bort 1,5 miljoner baspar från kromosom 3 och 0,8 miljoner baspar från kromosom 19 i embryonala celler från möss. Det borttagna DNAt utgörs av sådant skräp-DNA, som bedömts sakna genetisk information. Från dessa embryonala celler genererades sedan möss som verkade helt normala och utan defekter.

Evolutionen av hundraser har gått snabbare än beräknat utgående ifrån normala mutationsfrekvenser. Amerikanska forskare har funnit att skillnader i utseende (morfologi) mellan olika hundraser kan kopplas till repetitioner av vissa bassekvenser i generna. Dessa repetitioner har visats mutera upp till 100 000 gånger snabbare än bassekvenser som inte består av repetitioner.

Människan och chimpansen (Pan troglodytes) anses ha åtskilts evolutionärt för 6-7 miljoner år sedan. Genomen är visserligen identiska till 98 % men en jämförelse mellan chimpansens kromosom 22 med motsvararande kromosom hos människan, dvs. kromosom 21, uppvisar 68 000 förändringar, karakteriserade som tillskott eller förlust av DNA-sekvenser. 83 % av de proteiner som kodas för av gener på chimpansens kromosom 22 skiljer sig något från motsvarande proteiner på människans kromosom 21.

Genmodifierade djur

Amerikanska forskare har tillfört möss en gen för ökad produktion av proteinet PPARdelta (peroxisome proliferator-activated receptor delta) vilket åstadkommer att mössen orkar springa dubbelt så långt som normala möss innan de blir utmattade. PPARdelta åstadkommer att musklerna föredrar att förbränna fett i stället för socker. Mössen utvecklar färre snabba (typ-2) muskelfibrer men en större andel långsamma (typ-1) muskelfibrer, vilka behövs för att man ska orka längre. Långsamma fibrer innehåller ett större antal mitokondrier än snabba fibrer och är därför bättre på att omvandla fett till energi.

En annan amerikansk grupp har skapat genmodifierade möss som har en aktiverad gen för produktion av proteinet Wnt10 i fettvävnaden. Wnt10 verkar förhindra den normalt förekommande omvandlingen av omogna celler (preadipocyter) till fettceller (adipocyter) i fettvävnad. Wnt10 åstadkommer en ca 50 procentig minskning av totalfettet i kroppen utan uppenbara negativa bieffekter på ämnesomsättningen i övrigt. Mängden vitt fett är halverad och det bruna fett som normalt finns i mössen finns inte hos de modifierade mössen. Det bruna fettet bidrar till att hålla kroppsvärmen och ett resultat av uteblivet brunt fett hos de modifierade mössen är att de har svårt att hålla kroppsvärmen vid nedkylning. Huden är dock dubbelt så tjock. De genmodifierade mössen var dock vid god vigör.

Forskare i Australien har från möss tagit bort en gen för produktion av proteinet c-Cbl (casitas b-lineage lymphoma). Dessa möss förbränner fett effektivare. Förbränningsenergin omvandlas till värme. Mössen har därför något förhöjd kroppstemperatur.

Amerikanska forskare har utifrån DNA i elefantspillning och genetiska data utarbetat en karta över förekomsten av olika elefantstammar i Afrika. Detta kan få betydelse för att spåra elfenben till ursprungsregionen vilket kan användas för att fastställa om illegal jakt har förekommit på elefanter.

Forskare från Tyskland och Israel har lyckat producera spindelvävsfibrer i insektscellkulturer. Syftet är att på sikt kunna använda sådana fibrer industriellt. Tidigare försök att producera fibrerna i bakterier, jästceller, växt- och djurceller har misslyckats. Gener för fiberproteinerna ADF-3 resp. ADF-4 har sammanlänkats med insektsinfekterande baculovirus. Insektscellerna kommer från en nattflyfjäril (Spodoptera frugiperda). Fibern är ca sex gånger starkare än motsvarande stål- eller nylonfiber.

Omega3-fettsyror förekommer främst i färsk fiskolja samt i linfröolja och olja från växten oljedådra, Camelina sativa, och anses vara hälsosammare än däggdjursfettets Omega6-fettsyror. Amerikanska forskare har tagit ett steg mot utveckling av nyttigare kött genom att överföra en gen (fat-1) från en rundmask, Caenorhabditis elegans, till en modellorganism för däggdjur (möss). Genen omvandlar mössens Omega6-fettsyror till Omega3-fettsyror.

Terapeutisk kloning, kloning av djur mm

Målet för s.k. terapeutisk kloning är att kunna framställa embryonala stamceller utgående från den sjuka patientens egen arvsmassa och obefruktade ägg. Dessa stamceller skall sedan stimuleras till specialisering (differentiering) till sådana friska kroppsceller som patienten behöver för att tillfriskna. Sydkoreanska forskare har tagit ett steg för att framställa mänskliga embryonala stamceller via teraputisk kloning. 242 ägg från 16 friska donatorer användes i försöket. Kärnorna avlägsnades från de obefruktade äggen och via kärnöverföringsteknik överfördes kärnor från s.k. cumulusceller. Efter att äggen stimulerats till celldelning erhölls efter ett fåtal dagar 30 tidiga embryon (blastocyster). Från en av dessa lyckades man få fram en stamcellslinje. Dessa stamceller visade sig kunna utvecklas till muskler, ben, brosk och föregångare till nervceller.

Brittiska forskare har funnit att ett enzym (fospholipas C-zeta; PLC-zeta) i spermier är ansvarigt för att äggcellen börjar dela sig efter befruktningen. PLC-zeta åstadkommer att nivån av kalciumjoner inuti äggcellen går upp och ner på ett regelbundet sätt (oscillerar) vilket stimulerar äggcellen till celldelning. Forskarna har visat att obefruktade mänskliga äggceller kan dela sig under tre - fyra dagar om en RNA-mall för tillverkning av enzymet injiceras i äggen. Avsikten är att vidareutveckla metoden för att kunna framställa stamceller.

Tyska forskare har tidigare visat att odlade embryonala musstamceller spontant, men i låg frekvens, kan utvecklas till celler som de har karakteriserat som äggceller.

Japanska och koreanska forskare har skapat musen Kaguya som har två honor som föräldrar. Ett ägg från den ena honan har sammansmält med ett ägg från den andra. Kaguya har fått en kombination av arvsanlagen från de två honorna. Det som har gjort denna procedur möjlig är att man anpassat dosen av två gener, H19 och Igf2, till vad som gäller i ett ägg som befruktats med en spermie. Det ena av de två sammansmälta äggen kom från en nyfödd hona vars ägg ännu inte hade hunnit få en genetisk prägling. (Prägling innebär att en viss gen bara är aktiv på den ena av kromosomerna i ett kromosompar. Genen på den andra kromosomen är då ”avstängd”. Detta gäller framför allt för vissa gener som styr tillväxt och differentiering.) Detta ägg användes som ”spermiesubstitut”. Det andra ägget kom från en äldre hona vars ägg var genetiskt präglade. Av 457 försök lyckades ett enda, det som ledde fram till Kaguya. Ytterligare en musunge överlevde födseln men uppnådde inte vuxen ålder.

För första gången har en insekt klonats. Kanadensiska forskare har fört in cellkärnor från bananflugembryon i bananflugeägg. Mer än 800 försök ledde till uppkomst av fem klonade flugor som uppnådde vuxen ålder.

Ett amerikanskt företag, Genetic Savings and Clone, har meddelat att det för 50 000 $ levererat en klonad kopia av en tidigare avliden katt till en privat kund. Vid kloningen användes bindväv från den avlidna katten.

Medicinsk grundforskning

Amerikanska forskare har visat att ett s.k. signalprotein, STAT 3, är betydelsefullt för hudens sårläkning. Under sårläkningen är proteinet aktivt i hudens keratinocyter men övergår till en passiv form när såret är läkt. Genmodifierade möss som har ett variant av sårläkningsproteinet (STAT 3C) som är ständigt aktivt (således även när det inte finns något sår) uppvisar hudförändringar liknande hudsjukdomen psoriasis hos människa. Genom lokal behandling av huden med en metod (oligonukleotidterapi) som på genetisk väg stänger av produktionen av STAT C3 kunde man åstadkomma att de psoriasisliknande symtomen gick tillbaka. Utveckling av det psoriasisliknande tillståndet visade sig även kunna bero på aktivering av immunförsvarets T-celler.

SLE (systemisk lupus erythematosus) är en s.k. autoimmun sjukdom, som tillhör gruppen reumatiska sjukdomar och som anses ha en multifaktoriell bakgrund. Autoimmuna sjukdomar karakteriseras av att immunförsvaret attackerar inte bara främmande ämnen och mikroorganismer utan även kroppens egna organ och vävnader vilka därigenom skadas. Amerikanska forskare har med hjälp en särskild musstam (NZM2410) funnit ett samband mellan förändringar i en familj av gener (SLAM/CD2) och uppkomst av en en form av reumatism hos mössen som motsvarar SLE hos människan. Svenska forskare har också funnit ett samband mellan SLE och förändringar i två gener (tyrosin kinas 2, TYK2, resp interferon regulatorisk faktor, IRF5) som tillhör interferonsystemet, vilket medverkar till kroppens försvar mot virusinfektion mm. Även en annan gen, PDCD1 (programmed cell death 1), har av svenska forskare visats ha en koppling till SLE.

Längst ut på varje kromosom sitter telomerer som kortas något vid varje celldelning . Äldre personer har därför i genomsnitt kortare telomerer än unga. Det anses även finnas ett samband mellan längden på kromosomernas telomerer och uppkomst av olika sjukdomar. Franska forskare har visat att män med högt blodtryck och korta telomerer (mätt i vita blodkroppar) löpte högre risk för plackbildning i halspulsådern och därigenom ökad risk att dö i hjärt-kärlsjukdom . Personer med plack i halspulsådern hade 3,4 % kortare telomerer jämfört med personer utan plack . Amerikanska forskare har vidare studerat inflytandet av stress på telomerernas längd (i immunceller). Kvinnor som hade barn med svår obotlig sjukdom visade sig ha något kortare telomerer än kvinnor som hade friska barn. Skillnaden i telomerlängd mellan de mest och de minst stressade kvinnorna var statistiskt säkerställd.

Svenska forskare har studerat cellernas ”energifabriker”, mitokondrierna, i möss och funnit att en anhopning av mutationer i mitokondriernas DNA kan ge upphov till symptom som kan tolkas som tecken på för tidigt åldrande. Varje mitokondrie innehåller 37 gener och det finns upp till 10 000 mitokondrier per cell. Forskarna åstadkom mutationerna genom att försämra det enzym, mitokondrie DNA polymeras, som åstadkommer att mitokondriernas DNA kopieras innan cellen delar sig. Det försämrade enzymet arbetar mindre noggrant än dess normala motsvarighet. Detta leder till ökad mutationsfrekvens i mitokondriernas DNA. Möss med muterat mitokondrie-DNA levde i upp till 48 veckor jämfört med två till fem år för icke-muterade möss.

Amerikanska forskare har tagit fram möss med en myc-gen som är avstängningsbar genom tillsats av ett antibiotikum (doxycyklin). Aktiv myc-gen i mössen orsakar att de får levercancer. Genom tillförsel av antibiotikumet kunde levercancercellerna förmås att omvandlas till normala celler.

En svensk forskargrupp har identifierat en gen (Lhx2) som kontrollerar bildandet av bindväv i levern. Bindvävsbildningen kan leda till utveckling av skrumplever (levercirrhos). Musfoster som bär på en viss variant av genen utvecklar snabbt leverfibros som är ett förstadium till levercirrhos. Leverfibros är en försvarsmekanism som normalt utlöses vid långvarig exponering för alkohol, hepatitvirus och andra skadliga ämnen.

Amerikanska forskare har visat att en gen (Olig 1) reglerar kroppens förmåga att reparera skador i centrala nervsystemet som uppkommer av sjukdomar såsom Mulipel Skleros (MS) vilka karakteriseras av att det för nerverna skyddande lagret av myelin tunnas ut i de angripna regionerna i hjärnan och ryggmärgen. MS anses orsakas av inflammatoriska processer och kännetecknas i tidigare sjukdomsskeenden av omväxlande perioder av sjukdomsfas och en fas där kroppen strävar efter tillfrisknande. Forskarnas resultat tyder på att Olig 1 genen är aktiv under ”tillfrisknandefasen” och stimulerar till nybildning av myelin i angripna partier i hjärnan.

Tidigare har möss genmodifierats så att de utvecklar en Alzheimerliknande sjukdom (inklusive bildning av skadliga beta-amyloid plack). För att få en uppfattning om effekten av olika tänkbara läkemedel (läkemedelskandidater) kan dessa testas på sådana genmodifierade möss (innan ev. kliniska tester genomförs). En ny djurmodell har nu utvecklats i form av genmodifierade bananflugor (Drosophila melanogaster) som utvecklar ett sjukdomstillstånd som har likheter med människans Alzheimers sjukdom. En fördel med en bananflugebaserad djurmodell är att bananflugorna har kortare livslängd än möss vilket möjliggör snabbare läkemedelstester.

Amerikanska forskare har till en relativt mild form av influensa A virus tillfört två gener (för haemagglutinin och neuraminidas) från isolat av det influensavirus som orsakade spanska sjukan under de första åren av 1900-talet. Viruset med de tillförda generna dödade möss i experimentella studier. Det har tidigare visats att förändring av en enda aminosyra i influensavirus enzym kan förorsaka en ännu mer livshotande typ av infektion.

Genterapi mm

Svenska forskare har utvecklat adenovirusvektorer för genterapiändamål där man satt in gener för att producera proteiner som underlättar virusets bindning till speciellt tumörceller.

Franska forskare har gentekniskt utvecklat en stam av tarmbakterien Escherichia coli (E. coli) som effektivt kan infektera kroppsceller och där producera önskade proteiner. E. coli BM2710 kan tillföras en valfri gen för framställning av ett protein som cellen saknar och en s.k. invasingen (från bakterien Yersinia pseudotuberculosis) som möjliggör att E. coli bakterien tas upp av kroppsceller samt en gen för tillverkning av listeriolysin O, (LLO) som underlättar att det önskade proteinet kommer cellen till godo.

Det amerikanska företaget Alnylam Pharmaceuticals har sänkt kolesterolhalten i blodet hos möss genom att tysta genen för tillverkning av apolipoprotein B (apoB) med hjälp av s.k. RNA interferens. RNA interferens innebär att korta dubbelsträngade RNA-bitar (siRNA) kan användas för att selektivt stänga av aktiviteten hos förutbestämda gener. ApoB ingår i LDL (low-density lipo-proteins), som även brukar kallas ”det farliga kolesterolet”. Kemiskt stabiliserade siRNA molekyler injicerades intravenöst i möss. Molekylerna visade sig slå ut apoB-genens aktivitet i levern och tunntarmen (jejunumdelen) vilket ledde till att blodets LDL-halt sjönk med ca 40 %.

Dopamin är en signalsubstans i hjärnan som bl.a. påverkar känslor av välbefinnande och belöning för en prestation och är känd för att vara involverad i drogberoende. Genom att öka eller minska antalet dopamin D2 receptorer i hjärnans belöningscentrum skulle man kunna påverka effekten av dopamin på detta belöningscentrum. Funktionen hos D2 receptorerna i rhinal cortex i hjärnan hos fyra apor slogs ut genom s.k. antisensteknik via injektion av en DNA konstruktion. Aporna hade dessförinnan tränats att genomföra en arbetsinsats kopplat till optiska signaler vari ingår en signalering när arbetet hade utförts tillfredsställande. De apor som hade genomgått antisensbehandlingen fortsatte att arbeta efter att signal utgått om att deras arbetsinsats var godkänd. De hade fått en arbetsnarkomans beteende. Effekten av behandlingen var reversibel. 11 till 19 veckor efter behandlingen återfick de det normala beteendet - att arbetsinsatsen går ner efter ”belöning”. Råttor som hade en genetiskt betingad disposition att överkonsumera alkohol (etanol) tillfördes gen för produktion av dopamin D2 receptor via injektion i hjärnans nucleus accumbens. Denna gen överfördes integrerad i ett förkylningsvirus, adenovirus DNA. De behandlade råttornas behov av alkoholintag minskade genom behandlingen. Effekten av behandlingen var temporär. På kromosomerna 3, 4 och 8 hos försöksråttorna (P-och NP-råttor) finns områden som associeras till beteende att överkonsumera alkohol. Dopamin är inte den enda signalsubstans vars receptorer kan associeras med alkoholberoende. Amerikanska forskare har även funnit ett samband mellan alkoholberoende och en gen (GABRG3) som kodar för en receptor för signalsubstansen GABA (gamma-aminosmörsyra) som har en dämpande funktion visavi centrala nervsystemets aktiviteter. Detta understryker den komplexa orsaksgrunden till alkoholberoende där flera ärftliga faktorer samt miljön sannolikt samverkar.

Bindvävsceller (fibroblaster) som isolerats från hud från åtta patienter med Alzheimers sjukdom tillfördes en gen för produktion av nervtillväxtfaktor (NGF). NGF anses kunna bromsa upp sjukdomsförloppet. Fibroblasterna producerar NGF och kan betraktas som en biologisk NGF-pump. De kroppsegna genmodifierade fibroblasterna injicerades under 2001 i hjärnans nucleus basalis region - en region som påverkas mycket negativt av sjukdomen. Sjukdomen har vid utvärdering visat sig utvecklas långsammare hos de behandlade patienterna. Studien saknar dock kontrollgrupper varför resultaten måste betraktas som preliminära.

Läkemedel, vacciner mm

Ett steg har tagits mot utveckling av ett levande, försvagat malariavaccin. Ett tysk-amerikanskt forskningteam har tagit bort en sjukdomsrelaterad gen (UIS3) från malariaparasiten Plasmodium berghei som angriper gnagare. Den sålunda försvagade parasiten ger upphov till antikroppsbildning hos möss utan att sjukdom uppkommer. De härigenom immuniserade mössen visade sig vara motståndskraftiga mot angrepp av den kompletta malariaparasiten. Malariaparasiten Plasmodium falciparium som angriper människa har en gen som motsvarar UIS3 hos Plasmodium berghei - vilket öppnar för en framtida möjlighet att utveckla ett levande, försvagat malariavaccin som är verksamt på människa.

Amerikanska forskare har utvecklat en kandidat till ett s.k. DNA-vaccin mot smittkoppor som visats kunna skydda makaker mot att insjukna efter exponering för det med smittkoppor närbesläktade apkoppeviruset. Vaccinet består av fyra sammanlänkade virusgener (L1R, A27L, A33R och B5R) som stimulerar den vaccinerade organismen till bildning av sjukdomsförhindrande antikroppar.

Svenska forskare har fått tillstånd av Läkemedelsverket att pröva ett nytt DNA-vaccin, sammansatt av 7 HIV-gener, på friska försökspersoner.

Amerikanska forskare har använt RNA interferensmetod för att blockera influensavirusinfektion i lungor hos möss. De virushämmande RNA-molekylerna (siRNA), som har behandlats med en polymer som försvårar nedbrytning av RNA-molekylerna i kroppen, injicerades i vener hos mössen. Metoden kan användas både för att förhindra och bota influensa hos mössen.

Ett amerikanskt företag AquaGene har tillsammans med brittiska forskare tillfört en gen för tillverkning av mänsklig koaguleringsfaktor 7 till sötvattensfisken Tilapia (Oreochromis niloticus). I de transgena fiskembryona har produktion av koaguleringsfaktorn påvisats. Faktor VII används för att behandla en viss form av blödarsjuka som kännetecknas av att patienterna saknar förmåga att tillverka denna faktor.

Genmodifierade växter

Den totala världsarealen för odlingar med genmodifierade växter, i 17 länder, ökade under 2004 med 20 % till ca 81 miljoner hektar. De dominerande växtslagen är genmodifierad soja, majs, bomull och raps (canola). Ökningen är nu starkast i länder som Kina, Indien, Sydafrika och Brasilien. Särskilt när det gäller Kina bygger ökningen till stor del på inhemsk utveckling av genmodifierade grödor, vilket nu öppnar för ett utbyte mellan dessa utvecklingsländer av GMO-grödor. Ris med Bt-resistens lär vara med i detta utbyte inom kort. Beslut i Brasilien att tillåta odling av GMO-soja kan komma att innebära att det blir svårare och dyrare att få fram GMO-fritt foder bl.a. för den svenska djurhållningen.

Svenska forskare i Umeå har tagit fram en ny markör för att efter genöverföringsförsök kunna skilja transgena växter från växter som inte har tagit upp de nya generna. De vanliga aminosyrorna är s.k. L-aminosyror. Markörgenen kodar för ett enzym (D-aminosyraoxidas) som bryter ner D-alanin, en aminosyravariant som i sig har en avdödande effekt på växter. Växter som har erhållit markörgenen kan däremot överleva i närvara av D-alanin. Om de transgena växterna odlas i närvaro av den i sig ogiftiga D-isoleucin dör de däremot eftersom enzymet bryter ner aminosyran till en form som är giftig för den transgena växten.

Forskare vid Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) har funnit att en gen för produktion av s.k. metakaspas kan sättas i samband med programmerad celldöd (apoptos) i barrträdsembryon. Apoptosen har betydelse för embryots utveckling till träd och för att avlägsna skadade celler. Apoptos har tidigare studerats framför allt i djur och människor men har där satts i samband med andra gener - för produktion av s.k. kaspaser. Aktivering av kaspaser i en cell leder till att en celldödsprocess startar varvid bl a proteiner och DNA i cellkärnan förstörs.

Forskare vid SLU arbetar med modellväxten Arabidopsis för att karakterisera gener som styr oljebiosyntesen. Man avser att använda Crambe abbysinica som plattform för framtida produktion av vaxestrar och andra lipider av intresse för industrin. I ett projekt i samarbete med Kenya och Vietnam belyser man diversiteten i Sesame indicum och utvecklar ett transformationssystem med syfte att modifiera oljekvaliteten. Man har även i samarbete med forskare i Göteborg startat ett projekt med syftet att modifiera fettsammansättningen i havre. Företaget Plant Science Sweden har nu oljelinsorter klara för fältförsök, där man infört gener som ändrar fettsyrabiosyntesen och ökar andelen omega-6 och omega-3 fettsyror.

Amerikanska och mexikanska forskare har överfört en gen (NPK1), vilken åstadkommer att majsen får ökad tolerans mot kyla, från tobaksplanta till majs. Den förändrade majsen tål två grader lägre temperatur än normalt och får därigenom ökad frosttolerans.

Linplantor ger i sig upphov till fibrer som kan användas i nedbrytbara kompositmaterial för användning inom bilindustrin m.fl. industrier. Ett exempel på en sådan komposit är polyhydroxybutyrat (PHB)-fiber komposit. Polska forskare har rapporterat att de har överfört bakteriegener för tillverkning av termoplastkomponenten PHB till linplantor med syfte att på sikt kunna utveckla PHB-fiberkomposit direkt i linplantan.

Amerikanska forskare har upptäckt att arter av släktet Cuscuta (snärjor), som parasiterar på andra växter, kan utbyta gener med ”värdväxten”. Snärjor, som saknar klorofyll och har tillbakabildade blad, använder s.k. snyltrötter för att få näring och vatten från värdväxten. Genöverföringen mellan växterna förefaller att ske via snyltrötterna.

Intag av karotenoider anses kunna ha betydelse för hälsan bl. a. genom att motverka A-vitaminbrist. Skotska forskare har utvecklat transgen potatis som innehåller sex gånger högre mängd av karotenoiderna b -karoten och lutein än normalt. Detta har åstadkommits genom tillförsel av en gen, crtB, från bakterien Erwinia uredovora för produktion av enzymet fytoen syntas.

Övrigt

Genom ändringar i patentlagen och växtförädlarrättslagen, som trädde i kraft den 1 maj 2004, har EU-direktivet från år 1998 om rättsligt skydd för biotekniska uppfinningar genomförts i Sverige. Enligt propositionen innebär genomförandet ingen utvidgning av möjligheterna till patent på biotekniska uppfinningar jämfört med vad som tidigare gällt, men gränserna för bl.a. genpatent blir tydligare i lagstiftningen och det skapas förutsättningar för en restriktiv och balanserad praxis.

Uppdaterad 22 februari 2005

Genteknikens utveckling 2016

Ny rapport! Vad har hänt inom genteknisk forskning under 2016? Läs nämndens sammanställning över publicerade forskningsrön inom genteknisk forskning, sammanfattad på populärvetenskaplig svenska.

Publ. 2017-03-03

Läs mer »

Rapport

Hur miljöbalkens regler påverkar forskning och utveckling (2016)

Läs mer »

Årsredovisning 2016

Läs mer »

Yttranden 1

Nämnden har yttrat sig i ärenden över nya grundföreskrifter om kemiska produkter och biotekniska organismer samt om Sveriges rapport till Århuskonventionen.
Publ. 3 mars 2017

Läs mer »

Yttranden 2

Nämnden har yttrat sig över ansökningar om att bedriva fältförsök på potatis och oljedådra samt att få genomföra klinisk prövning med genetiskt modifierade T-celler.
Publ. 3 mars 2017

Läs mer »

Protokoll

Från sammanträdet den 25 januari 2017.

Läs mer »