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Analysemethoden in Bezug auf gentechnische Veränderung

Untersuchungen von Lebens- und Futtermitteln auf gentechnische Veränderungen

Am Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit wird der Nachweis von Lebens- und Futtermitteln, die unter Anwendung gentechnischer Verfahren hergestellt wurden ("gentechnisch hergestellte Lebensmittel"), durchgeführt. Das Labor ist entsprechend dem Gentechnikgesetz für gentechnische Arbeiten von der Regierung von Oberbayern für die Sicherheitsstufe 1 (S1) zugelassen.

Die molekulare Biotechnologie ist ein neues Forschungsgebiet, das sich in den späten siebziger Jahren aus der Verknüpfung der Gentechnik mit der traditionellen industriellen Mikrobiologie entwickelte. Grundlage dieser neuen Technologie ist die Gentechnik, mit deren Hilfe definierte DNA -Abschnitte (genetische Informationseinheiten) auf gezielte Art und Weise von einem Organismus auf den anderen übertragen werden. Gegenwärtig werden in der Forschung nahezu alle Nutzpflanzen mit traditionellen und gentechnischen Verfahren bearbeitet (z. B. Einführung von Herbizidtoleranz oder Resistenz gegenüber Viruserkrankungen, Schadinsekten und Pilzbefall).

Bei der Untersuchung von Lebensmitteln wird auf gentechnische Veränderungen untersucht und nicht allgemein auf genetische Veränderungen, die man sich z. B. auch bei der konventionellen Züchtung zunutze macht. Daher ist leider der Ausdruck der bei der Kennzeichnung von Lebensmitteln vorgeschrieben Begriff "genetisch verändert" unglücklich gewählt.

Schokolade mit Lecithin (wird hergestellt aus Sojabohnen)

Müsliriegel mit Cornflakes (gentechnisch veränderter Mais?)

Nachweis von Lebens- und Futtermitteln, die unter Anwendung gentechnischer Verfahren hergestellt wurden

Im Lebens-/Futtermittelbereich werden bereits verschiedene Produkte unter Anwendung gentechnischer Methoden hergestellt. Die Kennzeichnungsvorschriften für Lebens-/Futtermittel, bei deren Herstellung gentechnische Verfahren eingesetzt werden, erfordern Untersuchungsverfahren, mit denen die Einhaltung der Kennzeichnungspflicht kontrolliert werden kann. Die amtliche Lebensmittelüberwachung benötigt daher Nachweismethoden, die gentechnische Veränderungen sicher und schnell detektieren. Aber auch Verbraucher und Produzenten sind an diesen Nachweismethoden interessiert.

Gentechnische Veränderungen lassen sich am einfachsten und auch am sichersten auf der DNA -Ebene nachweisen. Mit molekularbiologischen Methoden (PCR-Methode, DNA-Hybridisierungstechniken, Restriktionsfragmentanalyse) lässt sich eine gentechnische Veränderung auch bei vielen verarbeiteten Lebensmitteln noch nachweisen und bestätigen. Die DNA ist relativ unempfindlich gegenüber Erhitzung sowie alkalischer Behandlung und ist damit - wenn auch meist nur noch in Bruchstücken - ebenfalls in vielen verarbeiteten Lebensmitteln enthalten. Bei Lebensmitteln, die keine Erbinformation mehr enthalten wie zum Beispiel Öle oder Zucker, kann kein Nachweis geführt werden.

Der Nachweis von Sequenzveränderungen (Fremd-DNA) ist zunächst kein Beweis dafür, dass die Veränderung durch gentechnische Methoden erreicht wurde. Ein Beweis setzt voraus, dass Sequenzen nachgewiesen werden, die natürlicherweise nicht vorkommen und nicht durch andere Verfahren erzielt werden können. So wird es kaum möglich sein, Selbstklonierungen nachzuweisen, bei denen keine zusätzliche fremde DNA ins Genom des Organismus eingeführt wird, sondern Gene oder Promotoren im Genom umgestellt (rearrangiert) werden. Solche Veränderungen können prinzipiell auch durch natürlicherweise stattfindende Rekombinationen verursacht werden. Auch der Nachweis artfremder Gene in Mikroorganismen ist kein Beweis für eine vorausgegangene genetische Manipulation, da diese Lebewesen spontan DNA über die Artgrenzen hinweg austauschen. Selbst beim Nachweis von Markergenen in höheren Organismen kann aufgrund des heutigen Kenntnisstandes nicht ganz ausgeschlossen werden, dass die neuen Sequenzen über horizontale Gentransfers in das Genom gelangt sind.

Zum Screening auf gentechnische Veränderungen eignet sich der Nachweis von Kontrollelementen (z. B. Promotoren und/oder Terminatoren bzw. Antibiotikaresistenzgenen), die natürlicherweise in den Pflanzen nicht vorkommen. Um jedoch eine gentechnische Veränderung eindeutig nachzuweisen, werden Sequenzen aus dem Übergangsbereich von Strukturgenen, Markergenen und/oder Vektoren mit Hilfe der Polymerasekettenreaktion (PCR) amplifiziert. Damit wird die Einzigartigkeit der jeweiligen gentechnischen Veränderung in den Nachweis mit einbezogen.

Abbildung: Nachweis des Übergangsbereiches vom Promotor in das spezifische Gen:

Die Auswahl der nachzuweisenden Sequenzen hängt vom jeweiligen gentechnisch veränderten Organismus bzw. der spezifischen Veränderung ab und muss deshalb für jede nachzuweisende Veränderung neu getroffen werden. Hauptvoraussetzungen für einen Nachweis sind in jedem Fall, dass die veränderten Sequenzen bekannt sind und aus dem zu untersuchenden Material DNA extrahiert und amplifiziert werden können. Außerdem ist die Verfügbarkeit von Referenzmaterial für die Entwicklung und Durchführung der Methode essenziell.