Valahogyan mindig oda lyukadunk ki ha génmódosításról beszélünk, hogy az ellenzői szerint természetellenes, mert a vadonban ilyesmi nem történik. Éppen ezért szeretnék egy példát mutatni arra, hogy bizony a természetben is történik olyan, hogy egy baktérium a génjeit egy növény genomjába építi, ahol azok működni kezdenek.
Az Agrobacteriumok sok különböző növényt megfertőzni képes kórokozók, amelyek a gyökereken daganatokat képeznek. Ha egyszer elindult a folyamat, a továbbiakban már a baktérium jelenléte nélkül is tovább folytatódik. Hogyan lehetséges ez? Meglepő módon úgy, hogy a baktérium saját génjeit juttatja a növényi sejtek genomjába, ahol azok kifejeződnek és megváltoztatják a növényi sejtek működését. Az A. tumefaciens baktérium általában sérült részeken támad, érzékeli a növényi sejtekből kiszabaduló anyagokat (cukrokat, fenolokat), ekkor beindítja a Ti plazmidon található gének átíródását, valamint a plazmid DNS egy szakaszának a T-DNS -nek a másolását. A Ti plazmidon belül a T-DNS két, huszonöt bázispárnyi szignálszekvencia közti 10-30 kilobázisnyi szakaszt jelent. Az ezekről képződő fehérjék közrefogják a plazmidon kódolt T-DNS szakaszt és bejuttatják a növényi sejtbe, majd a sejtmagba. Itt a baktériumból származó T-DNS szakasz a bejutó fehérjék segítségével beépül a genomba. A bekerült baktérium gének működni kezdenek és növényi hormonok termelődését indítják be, amik serkentik a sejtosztódást és az opinok termelését, amelyet az A. tumefaciens baktérium táplálékként hasznosít.
Ezt a teljesen természetes folyamatot használják ki a transzgénikus növények készítésekor is. Egyszerűen ha egy A. tumefaciens Ti plazmidról eltávolítjuk a T-DNS szakaszt, akkor onnantól már nem képes géneket juttatni a gazdanövénybe (nincs mit), így daganatot sem képez. Azonban ha egy ilyen deléciós mutánsba egy másik plazmidon az A. tumefaciens sejtbe juttatunk bármilyen, két T-DNS szignálszekvencia között található DNS szakaszt, majd összehozzuk egy növényi sejttel, a baktérium bejuttatja a T-DNS szignálok közti DNS -t a növény genomjába. A transzdukció hatékonysága a DNS szakasz méretével fordítottan arányos, vagyis egy rövidebb DNS szakaszt könnyebb bejuttatni a genomba, mint egy hosszabbat, de sikerült már 150 kilobázis méretű DNS szakaszt is növénybe juttatni ezzel a módszerrel.
A baktérium gének növényi genomokba ültetése teljesen természetes folyamat, legalábbis az A. tumefaciens nevű baktérium minden emberi segítség nélkül elvégzi a szabadban is, ha az erdőben sétálunk és egy dudort látunk egy fán, könnyen lehet, hogy éppen egy transzgénikus tumort látunk magunk előtt. Ezt a jószágot használják is transzgénikus növények készítésére, egyszerűen a baktérium növényi sejtbe juttatandó génjeit cserélik le a bejuttatni kívánt génekre, a DNS bejuttatása változatlanul a természetes módon történik.
Pitzschke, A., & Hirt, H. (2010). New insights into an old story: Agrobacterium-induced tumour formation in plants by plant transformation. The EMBO journal, 29(6), 1021-1032.
Gelvin, S. B. (2003). Agrobacterium-mediated plant transformation: the biology behind the “gene-jockeying” tool. Microbiology and molecular biology reviews, 67(1), 16-37.
