GMO: Mikroorganizmy modyfikowane genetycznie – zastosowanie w mleczarstwie

Na początek należy usystematyzować kilka ważnych informacji o organizmach genetycznie zmodyfikowanych (GMO). Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1829/2003 z dnia 22 września 2003 r. w sprawie genetycznie zmodyfikowanej żywności i paszy, organizm genetycznie zmodyfikowany jest to każdy mikro- lub makroorganizm z wyłączeniem organizmu ludzkiego, którego materiał genetyczny został zmieniony. Jednak, aby mówić o modyfikacji genetycznej zmiana w materiale genetycznych musi nastąpić w sposób niezachodzący w warunkach naturalnych, tzn. zabieg modyfikacji w obrębie genomu jest zabiegiem inżynierii genetycznej z zastosowaniem wymuszonych manipulacji genetycznych. Manipulacje są to zabiegi przeprowadzane w laboratorium, mające za zadanie wprowadzenie nowych informacji genetycznych. Informacja genetyczna w procesie modyfikacji jest przenoszona w formie jednego lub kilku genów. Modyfikacja genetyczna różni się od naturalnych mutacji tym, że zmiana informacji genetycznej jest precyzyjnie zawężona do określonego genu lub zespołu genów, odbywa się w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych i za pomocą ściśle zaplanowanych czynności przeniesienia informacji, które nazywamy technikami modyfikacji genetycznej. Mutacje z kolei charakteryzują się kilkoma cechami typowymi dla zjawisk występujących w naturze, tzn.: mutacja jest procesem spontanicznym zachodzącym w warunkach naturalnych, zarówno na etapie inicjacji jak i finalizacji, jest zdarzeniem losowym bez wpływu na przebieg i efekt końcowy.

Jak to ma się do mikroorganizmów zmodyfikowanych genetycznie (GMM, z ang. genetically modified microorganism) i ich wykorzystania w przemyśle spożywczym? Jest wiele dostępnych publikacji opisujących metody udoskonalania mikroorganizmów w celu wykorzystania samych mikroorganizmów, a najczęściej ich metabolitów w technologii żywności, o czym szerzej pisano w Forum Mleczarskim Biznes nr 3/2014. Do metod modyfikacji genetycznej drobnoustrojów zaliczyć można metody tradycyjne (klasyczne): mutację spontaniczną lub celową, a także naturalne rekombinacje DNA na drodze koniugacji, transdukcji lub transformacji. Mutacje genetyczne mogą mieć charakter spontaniczny, przypadkowy, samorzutny (tzw. przypadkowa mutageneza), jeśli zachodzą pod wpływem czynników środowiskowych takich jak skażenie chemiczne, promieniowanie lub samorzutne przemieszczanie sekwencji genomu. W efekcie spontanicznej mutacji komórek drobnoustrojów może dojść do polepszenia przemysłowych cech lub ich osłabienia, a nawet utraty. Występowanie i dziedziczenie cech mutacji samorzutnych umożliwia wyselekcjonowanie szczepów o cechach korzystnych i pożądanych. Mutanty można również otrzymać celowo (tzw. mutacja celowa) działając na komórki drobnoustrojów czynnikami stresowymi takimi jak: promieniowanie UV, jonizujące, gamma, X lub związkami chemicznymi (kwas azotowy, metanosulfonian etylu itp.). Mutacje takie są traktowane jako tradycyjne metody modyfikacji genetycznych. Podstawową zaletą mutacji jest jej powszechna akceptacja, jako procesu naturalnego, oraz powszechność, łatwość i dostępność stosowania w porównaniu do technik inżynierii genetycznej. Wadami natomiast są: niska efektywność i zależność mutacji od rodzaju i stężenia czynnika mutagennego, fazy wzrostu i warunków hodowli mikroorganizmów oraz stopnia sprawności komórkowych mechanizmów naprawczych.