Skip to content

GMO gener sprider antibiotikaresistens i Kinas floder

2013 02 13

Denna rapport är mycket viktig varför vi publicerar den i sin helhet och har utfört en omfattande översättning

Utdrag av den engelskspråkiga artikeln nedan

En ny studie som utförts i Kina har funnit att 6 av 6 stora kinesiska floders vatten innehåller ampicillinresistenta bakterier (ampicillin är ett viktigt antibiotikum). Sekvensanalys (PCR) av den ansvariga genen, den sk blá genen, visar att den är en syntetisk laboratorietillverkad version, som skiljer sig från den sort som finns i naturen. Detta tyder på att syntetiskt DNA (plasmidvektorer) från genmanipulation är källan till ampicillinresistensen, som påverkar människor (plasmid är namnet på bakterie DNA som finns utanför bakteriernas kromosomer, se fig).

Blá-genen medför resistens mot flera olika sorters antibiotika vilket innebär att den omfattande miljöföroreningen med blá-resistenta bakterier är ett betydande samhälleligt hälsoproblem.

Utvecklingen av antibiotikaresistenta sjukdomsframmkallande bakterier, som i folkmun kallas ”superbakterier”, har blivit allt vanligare på grund av den överdrivna användningen av antibiotika bland läkare och veterinärer och den alltmer tilltagande användningen av genmanipulation i industriella processor, inklusive jordbruk, jäsning av biobränslen mm, i tillägg till utsläppen från laboratorieforskning. Tidigare skedde GMO-experiment i noga inkapslade laboratorier, men i och med att industriella och agrikulturella tillämpningar blev allt vanligare under det gångna decennniet, har risken ökad för okontrollerade utsläpp och även avsiktliga sådana.

Det mest omfattande examplet är plantering av genetiskt modifierade (GM) grödor, bland vilka många bär antibiotikaresistenta gener. [Denna har skett i gigantisk skala i USA, Canada, Argentina, Kina och stor omfattning i Brasilien. I mindre men icke-obetydlig skala odlas GM-grödor för foder i Europa. /PSRAST-s kommentar]

… 

De floder man tog prover från var i högt industrialiserade områden. När det genmanipulerade DNA-t (i plasmider eller plasmidsekvenser) har hamnat i miljön, är det ställt utom tvivel att dess DNA kan spridas till vilda bakterier genom så kallad horisontell genöverföring.

Forskare föreslår att horisontell genöverföring av GM-plasmider till bakterier i jorden eller från GM-plasmidbärande mjölksyrebakterier till människors och djurs tarmbakterier är en sannolik följd av sagda spridning av GM-blá-plasmiden. Man misstänker att detta kan mycket väl ligga till grund för den stora ökningen av antibiotikaresistens hos djur och människor.

En ojämförligt större källa än GM-förorenat vatten är odling och intag av GM-grödor. Kina har omfattande kommersiell odling av flera GM-grödor, som bär på blá genen inklusive: Syngenta’s Bt11 Yieldgard Maize och Bt176 NaturGard Knockout Maize, Monsanto’s Mon21 Roundup Ready Maize och Bayer’s ZM003 Liberty Link Maize. Man har även utvecklat många egna GM grödor inklusive riset Bt ‘Shanyou’63, 

Slutsats

Detta är den första omfattande studien som undersökt miljöförorening med antibiotikaresistenta gener…Det tillhandahåller de första beläggen för horisontell genöverföring från GM bakterier. Man kan förutsäga att resultatet blir detsamma om man tillämpar samma  högkänsliga DNA-analysmetodik (PCR), något som hittils inte gjorts.

Kommentar av PSRAST

Vi inom PSRAST såväl som ISIS och andra forskarorganisationer har sedan 1990-talet allvarligt varnat för miljö- och hälsokonsekvenserna av odling av GM-grödor. Bioteknikindustrin såväl som olika länders myndigheter och i synnerhet European Food Safety Agency (EFSA) som är okritiskt GM-vänligt, har kategoriskt avfärdat eller negligerat detta trots att det länge funnits vetenskapliga observationer som tyder på att sådan horisontell överföring kanske. Trots att man länge efterfrågat den aktuella typen av forskning har myndigheterna blundat.

Antibiotikaresistensen är bara en av flera mycket allvarliga komplikationer. Än värre är spridning av BT-genen från GM-plantor till jordbakterier, som även den har påvisats. Därifrån kan de ta sig ut i vattendragen och dricksvattnet. Dessa gener vållar bildning av ett gift som visat sig ge tarmskador hos djur. Du kan ana vad som sker om du får i dig vilda bakterier som bär på denna gen. De kan överföra den till andra bakterier i tarmen och medföra omfattande bildning av BT-giftet i tarmen.

Detta är inte bara en teori. Vid Sherbrooke University i Kanada har man påvisat BT-gift hos 93 ‘% av gravida kvinnor (se Aris A 2011). Man kunde inte i detta fall fastställa om giftet kom från BT-produerande tarmbakterier, men detta är fullt möjligt med tanke på ovanstående rön.

Men en annan studie fann till och med resultat som direkt tydde på att det fanns BT-bildande tarmbakterier i tarm hos människor som ätit GM-majs (Netherwood 2004). Genom horisontell överföring kan i sådant fall BT-genen överföras till olika bakterietyper och underhålla en tarmflora som kontinuerligt bildar BT-giftet. Detta kan vara mycket svårt att bli av med och BT har vållat grava tarmskador hos djur, varför vi allvarligt varnar för att äta GMO som innehåller BT, men pga andra risker är det tillrådligt att helt undvika GMO-grödor. Fortsatt utforskning av denna ytterst viktiga fråga stryptes forskningsbidragen från Storbrittanniens okritiskt GMO-vänliga regering och sedan dess har ingen forskare kunnat utreda saken närmare. Se även Förföljelse av GMO-kritiska forskare (på engelska).

PSRAST har sedan 1990-talet hävdat att utsättningen av GMO-grödor måste stoppas tills man vet vad man håller på med, men industrin och dess gravt korrumperade forskare har felaktigt hävdat, utan vetenskapligt grund, att det inte är någon som helst fara. Politiker i Sverige och andra länder har helt naivt köpt denna desinformation i den mån de inte varit direkt mutade. Det glädjer oss att det kommer allt fler bevis som inte går att ignorera.

Referens:

Aris ALeblanc S, ”Maternal and fetal exposure..” Reprod Toxicol. 2011 May;31(4):528-33.

Netherwood, T. (2004) ”Assessing the survival of transgenic plant DNA in the human gastrointestinal tract”. Nature Biotechnology, 22, 204-209.

Originalets URL http://www.i-sis.org.uk/GM_antibiotic_resistance_in_Chinas_rivers.php

ISIS Report 13/02/13

GM Antibiotic Resistance in China’s Rivers

Antibiotic resistance marker gene used in genetically modified crops found in bacteria isolated from all China’s rivers Dr Eva Sirinathsinghji

Please circulate widely and repost, but you must give the URL of the original and preserve all the links back to articles on our website. If you find this report useful, please support ISIS by subscribing to our magazineScience in Society, and encourage your friends to do so. Or have a look at the ISIS bookstore for other publications

Genetically engineered antibiotic resistance

Find out more about the Colours of Water Festival

A new study conducted in China finds 6 out of 6 major rivers tested positive for ampicillin antibiotic resistant bacteria [1]. Sequencing of the gene responsible, the blá gene, shows it is a synthetic version derived from a lab and different from the wild type. This suggests to the researchers that synthetic plasmid vectors from genetic engineering applications may be the source of the ampicillin resistance, which is affecting the human population. The blá gene confers resistance to a wide range of therapeutic antibiotics and the widespread environment pollution with blá resistant bacteria is a major public health concern.

The development of antibiotic resistant pathogens, commonly dubbed “superbugs”, are increasingly common due to the overuse of antibiotics in medical and veterinary practices, and the ever-increasing application of genetic engineering to industrial processes including agriculture, biofuel fermentation and environmental remediation on top of laboratory research. Previously, genetic engineering experiments were confined to the laboratory, but with industrial and agricultural applications becoming more common over the last decade, the chances of uncontrolled discharge as well as deliberate release into the environment has widened. One prime example is the planting of genetically modified (GM) crops, many of which carry antibiotic resistant genes.

Genetic engineering uses plasmids – extra-chromosomal DNA molecules that naturally exist in bacteria and other unicellular species – for propagating and manipulating DNA sequences in research and in genetic modification of plants and animals. Plasmids often carry antibiotic resistance marker genes to allow selection with antibiotics for the modified DNA or cells carrying the gene of interest (see [2] (FAQ on Genetic Engineering, ISIS Tutorial). The presence of these antibiotic resistance genes and plasmids in the environment leaves open the possibility of the genes being taken up and transferred into the genetic material of unrelated species of bacteria, some of which may well be serious pathogens.

Horizontal gene transfer, the hidden hazards of genetic modification

The transfer of genes directly into the genetic material of cells, bypassing normal reproduction, is referred to as horizontal gene transfer, to distinguish it from the usual vertical gene transfer that occurs in natural reproduction within the same species or in some cases between closely related species.

Scientists including those in ISIS have issued repeated warnings since the 1990s on the dangers of horizontal gene transfer associated with genetic engineering and GM plants and animals that are released into the open environment [3-6] (Gene Technology and Gene Ecology of Infectious Diseases, ISIS scientific publication;Horizontal Gene Transfer – The Hidden Hazards of Genetic Engineering, ISIS/TWN report; GM DNA Does Jump SpeciesSiS 47; Scientists Discover New Route for GM-gene ‘Escape’SiS 50), only to be met with denial and dismissal from the proponents and from our regulators.

Unnatural sources verified

The new study led by Jun Wen Li at Sechuan University reveals widespread contamination of 6 out of 6 major urban rivers (the Sungari, Haihe, Yellow, Yangtze, Huangpu and Pearl Rivers) with bacteria carrying a synthetic version of the blá gene [1]. The blá gene confers resistance to the most common class of antibiotics called β-lactams, which includes besides ampicillin (a beta-lactam), the penicillin derivatives (penams), cephalosporins (cephems), monobactams, and carbapenems.

The researchers took samples from the rivers, extracted plasmids from bacteria present, and used PCR (polymerase chain reaction) and quantitative real-time PCR to assess the presence of blá DNA.  The assay was specific for the blá gene that comprises most recombinant plasmid strains, such as pBR322 and pUC19, both widely used for research and genetic modification. The detection rate varied from 21.9 % (in the Hai He River samples) to 36.4 % (in the Yangtze River samples). The Pearl and Hai He rivers showed the widest range of cephalosporin resistance from the blá gene present in bacterial samples, extending to 3rd- and 4th-generation drugs like cefotaxime and cefoperazone, while the range was narrower (e.g., cefalotin, cephazolin, cefmetazole, and cefoxitin) in samples from the other rivers tested.  Analysis confirmed that sequences “neighbouring” the blá sequences “most frequently represented artificial or synthetic constructs, including cloning, expression, shuttle, gene-fusion, and gene trap vectors” derived from recombinant laboratory plasmid vectors, identifying most strongly with pBR322; and confirming the artificial origin of the DNA that does not naturally exist in nature.

Metagenomic technology, which involves transforming environmental genomic DNA into a laboratory recipient strain, is a unique way to study complex genetic samples from ecosystems without purifying the strains. As this study concerned plasmids within environmental microbes, the procedure was modified so that the plasmids were extracted and electro-transformed directly into the laboratory strains. Antibiotics selection was used to identify clones expressing resistant plasmids, which were then isolated and analyzed. A plasmid metagenomic library of 205 environmental plasmid-carrying E. coli HB101 strains was constructed, which showed a positive blárate of 27.3%. Furthermore, samples from all 6 rivers are also resistant to tetracycline. In addition, some transformants are resistant to other antibiotics such as gentamicin and sulfanilamides. With this technique focusing on plasmids, it is worth noting that plasmid sequences integrated into the bacterial genome were not investigated, and if measured, would likely increase the rate of antibiotic resistant gene contamination further.

The rivers sampled are in highly industrial areas, and the Pearl River in particular was previously reported the most polluted with antibiotics, though the study did not attempt to determine the source of the pollution. What is clear is that once recombinant (GM) plasmids or plasmid sequences are discharged into the environment, the DNA can spread to wild bacteria through the process of horizontal gene transfer. Thus, researchers suggest that horizontal gene transfer of genetically engineered plasmids to microbes in the soil or from lactic acid bacteria to human and animal gut microbes is a likely consequence of such pollution, and may well underlie the rise in antibiotic resistance in animals as well as humans.

But there is another likely major source of GM antibiotic resistance, and that is from GM crops planted in the fields.

GM crops a source of synthetic antibiotic resistant genes?

The majority of GM crops already released commercially or field trialled in the open environment carry antibiotic resistant genes derived from the synthetic plasmids that were used for genetic modification. China both grows and imports GM foods and trees, many of which harbour the blá gene including: Syngenta’s Bt11 Yieldgard Maize and Bt176 NaturGard Knockout Maize, Monsanto’s Mon21 Roundup Ready Maize and Bayer’s ZM003 Liberty Link Maize. China has also been developing many GM crops, including rice [7]. Bt ‘Shanyou’63, was already the subject of controversy since 2005; the unapproved variety (both in China and other countries) illegally sold and planted in Hubei province, contaminated Chinese rice products exported to Europe and Japan, and has been detected in China and various countries since then. Bt63 was developed in Huazhong Agriculture University in Wuhan, Hubei Province. As recently as July 2009, the European Union called on China to tighten export controls on rice products because shipments might contain traces of the Bt 63 strain, which is not authorized in the European Union [8]. Perhaps it is not a coincidence that the Yangtze River, one of those tested in the study, runs through the Hubei province.

To conclude

This study is the first to address the potential pollution of our environment with antibiotic resistant genes from genetic engineering experiments. It provides the first comprehensive and direct evidence of horizontal gene transfer from genetic engineering and genetic modification. It can be predicted that similar findings will emerge elsewhere, if the appropriate molecular probes are used with the most sensitive PCR assays, which hitherto has not been done.

References

1. Chen J, Jin M, Qiu ZG, Guo C, Chen ZL, Shen ZQ, Wang XW, Li JW. A Survey of Drug Resistance bla Genes Originating from Synthetic Plasmid Vectors in Six Chinese Rivers. Environmental Science & Technology 2012, 46, 13448-54.

2. Ho MW. FAQ on Genetic Engineering. ISIS Tutorial http://www.i-sis.org.uk/FAQ.php.

3. Ho MW, Traavik T, Olsvik R. Tappeser 0B, Howard V, von Weizsacker C and McGavin G. Gene Technology and Gene Ecology of Infectious Diseases.Microbial Ecology in Health and Disease199810, 33.

4. Ho MW.Horizontal Gene Transfer. The Hidden Hazards of Genetic Engineering, TWN Biotechnology Series, Third World Network, 2001.

5. Ho MW. GM DNA does jump species. Antibiotic resistance not the only risk. Science in Society 47, 30-33, 2010

6. Ho MW. Scientists Discover New Route for GM-gene “Escape”.Science in Society 50, 14-16, 2011

7. International Service for the Aquisition of Agri-Biotech Applications.  http://www.isaaa.org/. 22nd January 2013.

8. GM Rice in China – Any Closer? http://www.gmwatch.org/latest-listing/49-2010/11860-gm-rice-in-china-any-closer. 22nd January 2013

No comments yet

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s

%d bloggare gillar detta: