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ASPETTI GENETICI E PRINCIPIO DI PRECAUZIONE ALLUTILIZZO DEGLI OGM IN AGRICOLTURA Prof. gian franco greppi Università degli Studi di Milano Università degli.

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1 ASPETTI GENETICI E PRINCIPIO DI PRECAUZIONE ALLUTILIZZO DEGLI OGM IN AGRICOLTURA Prof. gian franco greppi Università degli Studi di Milano Università degli Studi di Milano

2 IL DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE DNA RNA PROTEINE Le piante transgeniche sono piante il cui DNA è stato MODIFICATO con tecniche di ingegneria genetica allo scopo di approntare miglioramenti modifiche di una o più caratteristiche. Le piante transgeniche, spesso indicate con il termine più generale di OGM.

3 Non ci sono credible evidenze sul danno ambientale Non ci sono credible evidenze sul danno ambientale Non ci sono evidenze che gli OGM influiscano sulla salute umana/animale Non ci sono evidenze che gli OGM influiscano sulla salute umana/animale Esiste una sostanziale equivalenza tra alimento OGM e non e quindi non esiste necessità di test Esiste una sostanziale equivalenza tra alimento OGM e non e quindi non esiste necessità di test I Concetti dellIndustria Biotech & OGM

4 La creazione di piante transgeniche Per inserire frammenti di DNA nelle piante SI POSSONO USARE metodi biologici (impiegando l'agrobatterio). metodi fisici (utilizzando la biolistica, ovvero "sparando" microproiettili ricoperti di DNA dentro le cellule vegetali).

5 promoter gene terminator CaMV 35s Promoter Inizia a copiare Fine della copiatura

6 Inserire una sequenza di DNA nel genoma è una operazione molto diversa dal sostituire una ruota ad una autovettura. Non è possibile prevedere a priori per le piante in quale posizione del genoma dell'ospite si inserirà il transgene (frammento di DNA inserito). È però possibile identificare con precisione la sua posizione dopo averlo trasferito. POSIZIONE DEL TRANSGENE NEL GENOMA Inserire una sequenza di DNA nel genoma è una operazione molto diversa dal sostituire una ruota ad una autovettura. Non è possibile prevedere a priori per le piante in quale posizione del genoma dell'ospite si inserirà il transgene (frammento di DNA inserito). È però possibile identificare con precisione la sua posizione dopo averlo trasferito.

7 Effetti Imprevisti MAIS MON863 Contiene una coppia del marcatore NPTII MAIS MON810 Si osserva una delezione del terminatore MAIS Bt176 Frammenti riarrangiati SOIA Due frammenti in più PAPAIA 55-1 Sequenze sconosciute ORZO Coppie multiple Avena Coppie in tandem

8 Lo stato dellarte della SCIENZA degli OGM Lo stato dellarte della SCIENZA degli OGM Diverse opinioni ma pochi dati Diverse opinioni ma pochi dati Nessuno studio clinico umano, pochi studi sugli animali sono stati pubblicati Nessuno studio clinico umano, pochi studi sugli animali sono stati pubblicati Le industrie ed alcuni legislatori utilizzano il termine SAFETY ASSESSMENT che è basato su un concetto poco definito e sulla SUBSTANTIAL EQUIVALENCE Le industrie ed alcuni legislatori utilizzano il termine SAFETY ASSESSMENT che è basato su un concetto poco definito e sulla SUBSTANTIAL EQUIVALENCE

9 Distribuzione globale delle coltivazioni OGM "Nonostante le biotecnologie abbiano la capacità di creare un'ampia varietà di piante commerciali, la tendenza imposta dalle multinazionali è di creare un ampio mercato internazionale per un singolo prodotto, generando così le condizioni per una uniformità genetica nel panorama rurale".

10 La Prudenza La British Medical Association report: Any conclusion upon the safety of introducing GM material into the UK is premature as there is insufficient evidence to inform the decision making process at present La British Medical Association report: Any conclusion upon the safety of introducing GM material into the UK is premature as there is insufficient evidence to inform the decision making process at present I consumatori inglesi ritengono che gli OGM non siano alimenti sani. I consumatori in Europa domandano un sistema rigoroso trasparente ed indipendente di sicurezza. I consumatori inglesi ritengono che gli OGM non siano alimenti sani. I consumatori in Europa domandano un sistema rigoroso trasparente ed indipendente di sicurezza.

11 Una recente rassegna indica che non esistono ricerche sulla valutazione dellimpatto (Wolfanberger & Phifer, Science, 2000) Una recente rassegna indica che non esistono ricerche sulla valutazione dellimpatto (Wolfanberger & Phifer, Science, 2000) Una rassegna (Domingo, Science, 2000) indica in solo 8 lavori gli studi sui potenziali rischi degli OGM; i lavori salgono a 12 nel 2003 (Pusztai et al, 2003) Una rassegna (Domingo, Science, 2000) indica in solo 8 lavori gli studi sui potenziali rischi degli OGM; i lavori salgono a 12 nel 2003 (Pusztai et al, 2003) Royal Society Canada indica che substantial equivalence espone i consumatori a rischi di tossicità e reazioni allergiche Royal Society Canada indica che substantial equivalence espone i consumatori a rischi di tossicità e reazioni allergiche

12 Se una pianta transgenica - si sosteneva - è sostanzialmente equivalente ad una già diffusa nell'ambiente, perché dovremmo preoccuparci? Se una pianta transgenica - si sosteneva - è sostanzialmente equivalente ad una già diffusa nell'ambiente, perché dovremmo preoccuparci? Un principio nuovo, alternativo a quello dell'equivalenza sostanziale, è invece il principio precauzionale, in base al quale dobbiamo considerare questi nuovi organismi come potenzialmente a rischio e quindi dobbiamo effettuare una sperimentazione adeguata prima di diffonderli nell'ambiente Un principio nuovo, alternativo a quello dell'equivalenza sostanziale, è invece il principio precauzionale, in base al quale dobbiamo considerare questi nuovi organismi come potenzialmente a rischio e quindi dobbiamo effettuare una sperimentazione adeguata prima di diffonderli nell'ambiente Principio della equivalenza Principio della equivalenza sostanziale sostanziale

13 Il principio di precauzione Oggi in Europa abbiamo sostituito al concetto statunitense della sostanziale equivalenza quello del principio di precauzione. (...) Oggi in Europa abbiamo sostituito al concetto statunitense della sostanziale equivalenza quello del principio di precauzione. (...) Il principio di precauzione comporta l'inversione dell'onere della prova; in altri termini, un prodotto deve essere considerato pericoloso fino a quando non si dimostri che è sicuro….. Il principio di precauzione comporta l'inversione dell'onere della prova; in altri termini, un prodotto deve essere considerato pericoloso fino a quando non si dimostri che è sicuro….. Fino ad oggi si accettava il concetto opposto, secondo cui era sicuro finché non ne veniva dimostrata la pericolosità. Fino ad oggi si accettava il concetto opposto, secondo cui era sicuro finché non ne veniva dimostrata la pericolosità.

14 Sostanziale Equivalenza Sostanziale Equivalenza Una bovina BSE- è substantially equivalent ad una bovina sana Una bovina BSE- è substantially equivalent ad una bovina sana La similarità nella composizione non è una garanzia che lOGM sia sano come un alimento convenzionale La similarità nella composizione non è una garanzia che lOGM sia sano come un alimento convenzionale E necessario stabilire con test su animali che gli alimenti non hanno effetti tossici o allergenici E necessario stabilire con test su animali che gli alimenti non hanno effetti tossici o allergenici

15 O.G.M.: Gli impatti sulla salute 1. Nuove allergie 1. Nuove allergie 2.2. Resistenza agli antibiotici 2. Resistenza agli antibiotici Più chimica in agricoltura Inquinamento genetico 4. Inquinamento genetico Resistenza agli insetticidi Riduzione della biodiversità Instabilità genetica 7. Instabilità genetica 7.

16 1-Nuove allergie –La società Pioneer, ha prodotto una soia più ricca di metionina grazie ad un gene proveniente dalla noce brasiliana. –La noce brasiliana è nota per la sua forte potenzialità allergenica. –Le persone allergiche alla noce brasiliana, ma non alla soia normale, erano allergiche anche alla soia manipolata della Pioneer. J. A. Nordlee et al. (1996) Identification of a brazil-nut allergen in transgenic soybeans. The New England Journal of Medicine. Vol. 334:

17 Il tratto gastroenterico è il primo targhet sul rischio OGM La presenza di tossine/allergeni con metodi chimici non è semplice. La presenza di tossine/allergeni con metodi chimici non è semplice. Per contro il consumo di sostanze sospette può avere un effetto sproporzinato sulla salute. Per contro il consumo di sostanze sospette può avere un effetto sproporzinato sulla salute. Analogamente agli altri alimenti, gli OGM intervengono a livello digerente. Analogamente agli altri alimenti, gli OGM intervengono a livello digerente.

18 Necrosis may also be potentially serious because seven out of forty rats eating GM tomatoes died within two weeks without any explanation. Necrosis may also be potentially serious because seven out of forty rats eating GM tomatoes died within two weeks without any explanation.

19 RISCHIO CaMV 35S promoter. Le prove sperimentali suggeriscono che i costrutti transgenici contenenti il promotore 355 del CaMV possono essere particolarmente instabili e inclini al trasferimento orizzontale e alla ricombinazione dei geni, con tutti i rischi che ne derivano: mutazioni geniche dovute a inserzione casuale, cancro, riattivazione di virus latenti e generazione di nuovi virus.

20 2-Resistenza agli antibiotici La Novartis ha prodotto un mais trans, in cui era stato introdotto un gene resistente all'ampicillina (successivamente sospeso). La Novartis ha prodotto un mais trans, in cui era stato introdotto un gene resistente all'ampicillina (successivamente sospeso). Esistono timori sulla resistenza agli antibiotici possa passare dagli organismi GM ai batteri patogeni, tramite uno o più passaggi intermedi Lo stesso fenomeno potrebbe succedere in animali dallevamento o anche in natura. Fino a materializzare il fantasma che tutti temono: un batterio patogeno resistente a tutti i tipi di antibiotici conosciuti.

21 3-Più Chimica in Agricoltura Il 71% delle piante OGM presenti su circa 28 milioni di ha in USA sono resistenti agli erbicidi. ( Il 71% delle piante OGM presenti su circa 28 milioni di ha in USA sono resistenti agli erbicidi. (Nel settembre del 1998 la Monsanto ha annunciato di voler investire quasi 1000 miliardi in Brasile per la costruzione di una fabbrica destinata alla produzione dellerbicida Roundup) Negli USA le sementi transgeniche vengono vendute con un contratto in cui si stabilisce che gli agricoltori che utilizzano erbicidi che non siano della ditta produttrice della semente manipolata, possono essere perseguiti legalmente. Negli USA le sementi transgeniche vengono vendute con un contratto in cui si stabilisce che gli agricoltori che utilizzano erbicidi che non siano della ditta produttrice della semente manipolata, possono essere perseguiti legalmente.

22 4-Inquinamento Genetico In colture sperimentali, i geni della colza GM che è stata resa resistente al glufosinato, trasferiti ad una specie di rafano selvatico, una pianta infestante apparentata con la colza, dopo due generazioni. In colture sperimentali, i geni della colza GM che è stata resa resistente al glufosinato, trasferiti ad una specie di rafano selvatico, una pianta infestante apparentata con la colza, dopo due generazioni. Nel 1989, la Biotechnica International ha sperimentato sul campo semi di soia rivestiti con microrganismi GM, per aumentare la capacità di fissazione dell'azoto. Alla fine della stagione le piante e i semi sono stati bruciati, i campi arati e una nuova coltivazione reimpiantata. Successivi monitoraggi hanno mostrato che i microrganismi OGM si erano diffusi per circa 2 ettari. Nel 1989, la Biotechnica International ha sperimentato sul campo semi di soia rivestiti con microrganismi GM, per aumentare la capacità di fissazione dell'azoto. Alla fine della stagione le piante e i semi sono stati bruciati, i campi arati e una nuova coltivazione reimpiantata. Successivi monitoraggi hanno mostrato che i microrganismi OGM si erano diffusi per circa 2 ettari. Nel 1998 si è dimostrato in laboratorio il trasferimento di geni dalla barbabietola da zucchero allAcinetobacter, un batterio del terreno. Nel 1998 si è dimostrato in laboratorio il trasferimento di geni dalla barbabietola da zucchero allAcinetobacter, un batterio del terreno.

23 5-Resistenza agli Insetticidi 5-Resistenza agli Insetticidi Il Bacillus thuringensis, (Bt), è un batterio del suolo che produce una tossina insetticida. E molto apprezzato dagli agricoltori biologici come un insetticida naturale, efficace e sicuro. Colpisce particolari specie e viene usato in applicazioni occasionali, specialmente nei casi in cui si verifichi una seria infestazione. Il Bacillus thuringensis, (Bt), è un batterio del suolo che produce una tossina insetticida. E molto apprezzato dagli agricoltori biologici come un insetticida naturale, efficace e sicuro. Colpisce particolari specie e viene usato in applicazioni occasionali, specialmente nei casi in cui si verifichi una seria infestazione. Un recente studio in Svizzera ha evidenziato che certi insetti predatori, le crisope (Neurotteri), che si cibano di parassiti del grano, presentano disfunzioni nello sviluppo ed un aumento di mortalità quando sono alimentati con prede cresciute su mais Bt. Un recente studio in Svizzera ha evidenziato che certi insetti predatori, le crisope (Neurotteri), che si cibano di parassiti del grano, presentano disfunzioni nello sviluppo ed un aumento di mortalità quando sono alimentati con prede cresciute su mais Bt.

24 In uno studio recentemente pubblicato su Nature, che ha ottenuto la prima pagina dei giornali di diversi paesi, si mostrava che i bruchi di farfalla Monarca avevano una mortalità quasi del 50% maggiore alla norma se ingerivano il polline di piante Bt. In uno studio recentemente pubblicato su Nature, che ha ottenuto la prima pagina dei giornali di diversi paesi, si mostrava che i bruchi di farfalla Monarca avevano una mortalità quasi del 50% maggiore alla norma se ingerivano il polline di piante Bt. L'EPA, agenzia statunitense per la protezione ambientale, ha approvato le colture Bt sebbene abbia previsto come conseguenza che la maggior parte degli insetti più esposti svilupperà la resistenza al Bt entro 3 o 5 anni. L'EPA, agenzia statunitense per la protezione ambientale, ha approvato le colture Bt sebbene abbia previsto come conseguenza che la maggior parte degli insetti più esposti svilupperà la resistenza al Bt entro 3 o 5 anni.

25 Potenzialmente, ogni organismo GM è una "nuova specie" introdotta nellecosistema e rischia di compromettere gli equilibri naturali del pianeta. Potenzialmente, ogni organismo GM è una "nuova specie" introdotta nellecosistema e rischia di compromettere gli equilibri naturali del pianeta. Ogni anno si estinguono almeno specie viventi. L'introduzione di specie estranee all'ambiente è una delle maggiori cause di dissesto ecologico e riduzione della biodiversità, cioè della diversità delle specie viventi. Ogni anno si estinguono almeno specie viventi. L'introduzione di specie estranee all'ambiente è una delle maggiori cause di dissesto ecologico e riduzione della biodiversità, cioè della diversità delle specie viventi. La perdita di biodiversità che caratterizza questo secolo: la diffusione delle monocolture è stato uno dei principali fattori della riduzione della biodiversità agricola, cioè del numero di varietà utilizzate per produrre cibo. Secondo la FAO, abbiamo perso il 75% delle varietà agricole che avevamo all'inizio di questo secolo. La perdita di biodiversità che caratterizza questo secolo: la diffusione delle monocolture è stato uno dei principali fattori della riduzione della biodiversità agricola, cioè del numero di varietà utilizzate per produrre cibo. Secondo la FAO, abbiamo perso il 75% delle varietà agricole che avevamo all'inizio di questo secolo. 6-Biodiversita 6-Biodiversita

26 7.Instabilita' Genetica Nel Mississippi nel 1997, ettari di cotone GM resistente agli erbicidi sono andati perduti. Nel Mississippi nel 1997, ettari di cotone GM resistente agli erbicidi sono andati perduti. Nel 1998 il Comitato per l'Arbitrato sulle Questioni dei Semi del Mississippi ha decretato che il cotone della Monsanto non ha raggiunto gli obiettivi pubblicizzati. Nel 1998 il Comitato per l'Arbitrato sulle Questioni dei Semi del Mississippi ha decretato che il cotone della Monsanto non ha raggiunto gli obiettivi pubblicizzati. La Calgene introdusse sul mercato il pomodoro FlavrSavr TM, il primo cibo bio-ingegnerizzato ad ottenere l'autorizzazione alla vendita, modificato per ritardarne l'ammorbidimento (marcescenza) e per mantenersi sodo abbastanza da sopportare le fasi di raccolta, imballaggio e trasporto. Dal 1997 è stato ritirato dal mercato in quanto, contrariamente alle aspettative della Calgene, i pomodori erano spesso così morbidi e ammaccati da non poter essere venduti come prodotto fresco e gran parte delle varietà FlavrSavr TM non presentavano rese accettabili né resistenza alle malattie in regioni tipicamente adatte alla loro coltivazione. La Calgene introdusse sul mercato il pomodoro FlavrSavr TM, il primo cibo bio-ingegnerizzato ad ottenere l'autorizzazione alla vendita, modificato per ritardarne l'ammorbidimento (marcescenza) e per mantenersi sodo abbastanza da sopportare le fasi di raccolta, imballaggio e trasporto. Dal 1997 è stato ritirato dal mercato in quanto, contrariamente alle aspettative della Calgene, i pomodori erano spesso così morbidi e ammaccati da non poter essere venduti come prodotto fresco e gran parte delle varietà FlavrSavr TM non presentavano rese accettabili né resistenza alle malattie in regioni tipicamente adatte alla loro coltivazione.

27 Molti dei recenti "sogni genetici" su elevate rese o aumentate capacità di fissazione dell'azoto, potrebbero risultare errate perché comportano interventi su complesse caratteristiche multigenetiche. La fissazione dell'azoto, per esempio, dipende almeno da 17 geni nei batteri e da 50 nelle piante. Molti dei recenti "sogni genetici" su elevate rese o aumentate capacità di fissazione dell'azoto, potrebbero risultare errate perché comportano interventi su complesse caratteristiche multigenetiche. La fissazione dell'azoto, per esempio, dipende almeno da 17 geni nei batteri e da 50 nelle piante. Esistono pericoli associati al trasferimento di un singolo gene, si può facilmente immaginare cosa possono comportare 50 geni. Esistono pericoli associati al trasferimento di un singolo gene, si può facilmente immaginare cosa possono comportare 50 geni.

28 CONCLUSIONI CONCLUSIONI Appare evidente che per gli OGM siamo davanti ad un futuro pieni di interrogativi di varia natura e rilevanza. Appare evidente che per gli OGM siamo davanti ad un futuro pieni di interrogativi di varia natura e rilevanza. Per una elevata percentuale di addetti ai lavori, scommettere su questa linea di innovazione è ancora prematuro, pericoloso, specie se dovesse essere una strada senza ritorno. Per una elevata percentuale di addetti ai lavori, scommettere su questa linea di innovazione è ancora prematuro, pericoloso, specie se dovesse essere una strada senza ritorno.

29 Woody Allen Sono a casa, seduto davanti alla tv, quando il telefono suona e una voce dell'altra parte dice : " Le piacerebbe essere l'uomo vodka di quest'anno ? ". E io dico: "No, sono un artista e non faccio pubblicità, non sono un ruffiano, non bevo vodka e se lo facessi non berrei la vostra!". E lui: "Peccato, paghiamo cinque milioni di dollari". E io dico: "Attenda in linea prego, le passo il signor Allen".


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