Transgene Futtermittel - Lehrstuhl für Physiologie

Transgene Futtermittel
Christiane Albrecht, Lehrstuhl für Physiologie, Techische Universität München, FreisingWeihenstephan
Die jährlichen Anbauflächen für transgene Nutzpflanzen nehmen weltweit kontinuierlich zu.
Seit April 2004 besteht in der Europäischen Union ab einem GVO-Gehalt von 0.9% (pro
Zutat) Deklarationspflicht für Lebens- und Futtermittel. Dies beinhaltet u.a. auch eine
gesetzlich vorgeschriebene Kennzeichnungspflicht von tierischen Futtermitteln, die aus
transgenen Komponenten wie z.B. Mais oder Soja zusammengesetzt sind, nicht aber von
tierischen Produkten wie Fleisch, Milch oder Eiern, die von Tieren gewonnen werden, denen
transgene Futtermittel verabreicht wurden.
Um definitive Aussagen über den Abbau von transgenen Komponenten im Futtermittel
treffen zu können, wurde im Labormaßstab transgener Mais über die Dauer von zwei
Monaten einer Silierungsreaktion unterworfen. Als transgene Maissorte diente Bt-176 Mais
(Syngenta), in dem Bakterien-DNA aus Bacillus Thuringiensis (Bt) exprimiert wurde, um
eine Resistenz gegen den Maiszünsler zu induzieren. Der Abbau von transgener DNA und
Cry1Ab-Protein wurde mittels PCR und Proteinanalyseverfahren (ELISA, Immunoblotting)
untersucht. Als Vergleichsgen wurde Chloroplasten-DNA (rubisco) herangezogen, das in
wesentlich höherer Kopienzahl in Pflanzen vorkommt. DNA-Fragmentlängenanalysen des
rubisco- und cry1Ab-Gens ließen eine klare Degradierung von Pflanzen- und transgener DNA
während des Silierungsprozesses erkennen. Detaillierte PCR-Fragmentlängen-analysen des
rubisco-Gens zeigten, dass kleine Fragmente von ca. 200 Basenpaaren (BP) über den
gesamten Zeitraum der Silierung detektierbar waren, wohingegen größere DNA-Abschnitte
von ca. 1200 und 2500 BP lediglich bis zu 30 bzw. 6 Tage nach Beginn des
Silierungsprozesses nachweisbar waren. PCR Analysen des cry1Ab-Gens lieferten ähnliche
Ergebnisse für kleine, etwa 200 BP umfassende DNA Abschnitte; ein 1400 BP langes
Fragment konnte allerdings nur bis zu sechs Tage lang nachgewiesen werden. Die Analyse
des transgenen Proteins („Novel Protein“) mittels ELISA-Technik ergab eine deutliche
Degradierung des Cry1Ab-Proteins, die ca. zwei Tage nach Silierungsbeginn einsetzte. Nach
zwei Monaten konnten lediglich etwa 24% der Ausgangskonzentration des Bt-Proteins
gemessen werden. Auch bei der Verarbeitung zu Maiskobs, bei denen Mais einer intensiven
Trocknungsprozedur unterzogen wird, nimmt der Gehalt an cry1Ab DNA und Cry1AbProtein ab.
Um potentielle Auswirkungen von transgener DNA bzw. Cry1Ab-Protein nach Verfütterung
an Nutztieren zu untersuchen, wurden vierwöchige Fütterungsstudien mit Bt-176 Maissilage
an Rindern durchgeführt und der Verbleib der transgenen Bestandteile im bovinen
Gastrointestinaltrakt mittels o.g. Nachweistechniken verfolgt. Außerdem wurde die
Möglichkeit eines potentiellen horizontalen Gentransfers auf die Pansenflora des Rindes
untersucht. Es konnten lediglich Chloroplasten DNA, nicht aber Fragmente von transgener
DNA in Teilen des Rinder-Gastrointestinaltraktes (Pansen und Labmagen) nachgewiesen
werden. Proteinanalyseverfahren ergaben, dass das vollständige Bt-Protein, das eine Länge
von ca. 60 kD aufweist, im Verdauungstrakt des Rindes zu kleineren Fragmenten abgebaut
wird.
Um den zeitabhängigen Abbau der transgenen DNA und des Cry1Ab-Proteins während der
mikrobiellen Verdauung im Pansen genauer zu beleuchten, wurde ein in sacco Versuch mit
pansenfistulierten Rindern durchgeführt. Auch hier zeigte sich, dass die nachweisbaren
Fragmentlängen von pflanzlicher (rubisco)- und transgener (cry1Ab)-DNA mit zunehmender
Verweildauer der Proben im Vormagen der Rinder abnahmen. Die Messung des Cry1AbProteins mittels ELISA ergab eine deutliche Abnahme des Signals in frischen
Maishäckselproben bereits nach zwei Stunden auf Werte von etwa 28% des Ausgangswertes.
Nach 48 Stunden wurde lediglich noch 2.6% des ursprünglichen Wertes gemessen. Der
Proteinnachweis mittels Immunoblotting ergab, dass bereits nach 16 Stunden kein
vollständiges Cry1Ab-Protein mehr detektierbar war, vielmehr traten bereits nach zwei bis
acht Stunden Fragmente von 17 und 34 kD Größe auf. Quantitative real-time PCR
Untersuchungen ergaben, dass bereits nach zwei Stunden Inkubation im Pansen der Rinder
nur noch 10 - 20% der ursprünglichen Ausgangswerte an Chloroplasten- wie auch cry1AbDNA zu finden ist. Erwartungsgemäß war die Ausgangsmenge an cry1Ab-DNA in Silage
aufgrund des bereits vorangeschrittenen Abbaus im sauren Milieu deutlich niedriger.
Schließlich wurde auch die Frage eines potentiellen Transfers von Bestandteilen transgener
DNA in die Milch bzw. mögliche Rückstände im Fleisch näher beleuchtet. In allen
bisherigen, auf wissenschaftlicher Basis durchgeführten Fütterungsstudien an Milchkühen,
auf nationaler wie auch internationaler Ebene, konnte trotz sensitiver PCR Nachweisverfahren
kein Transfer der transgenen DNA in die Milch nachgewiesen werden. Desweiteren konnte
bislang keine transgene DNA in tierischen Geweben detektiert werden.
Ernährungsphysiologische Untersuchungen in diversen Tierspezies ergaben keine
signifikanten Unterschiede in der Verdaulichkeit, Tiergesundheit und Leistung der Tiere
sowie der Zusammensetzung der erzeugten Lebensmittel tierischer Herkunft.
© Lehrstuhl für Physiologie,
Letzte Änderung:06.07.2005, Renate Schöpf