3-Food: Gene transfer from corn to chicken

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TITLE:  Gene transfer from corn to chicken
SOURCE: Informationsdienst Wissenschaft (idw), Germany, Press Release
        http://idw.tu-clausthal.de/, idw@tu-clausthal.de
        English translation by GENET
DATE:   November 3, 2000

------------------ archive: http://www.gene.ch/genet.html ------------------


Gene transfer from corn to chicken

Nutrition scientists of the Friedrich-Schiller-University in Jena/Germany 
have detected DNA fragments of genetically engineered corn in organs and 
meat of chicken. During their 32 days short life the animals have been fed 
exclusively on grains of the so called Bt corn. This plant is protected 
against the European corn borer, a pest insect, by an artificially built-in 
gene.

Prof. Dr. Gerhard Jahreis and his co-worker Dipl.-troph. Jana Kraft kept 
very calm about this  result. ÓThere is no reason for consumers to worryÓ, 
said Jahreis. ÓWe daily consume between 100 and 1000 micrograms of foreign 
DNA with our food. It will either be excreted or metabolized by the 
organisms within a short period of timeÓ.

The joint project of the Thuringian researchers in collaboration with three 
other institutes in Bavaria and Lower-Saxony was set up to perform basic 
research to reveal the fate of DNA in the food chain. Partner institutes 
are the Institute for Physiology (Technical University Munich), the Federal 
Institute for Meat Research (Kulmbach), the Institute for Animal Nutrition 
(Braunschweig), and the Institute for Nutrition Sciences (University Jena).

In a round robin test series, one test population of chicken had been fed 
exclusively with grains of genetically engineered corn while a second 
control population had been fed with conventional corn grains. The 
scientists in Kulmbach, Munich, and Jena examined kidney, liver, spleen, 
thigh and breast muscle samples of the slaughtered animals with the 
polymerase chain reaction (PCR) technique. In all animals, they could 
detect typical corn DNA sequences, but non of the altered genes from the Bt 
corn.

ÓThat is due to the used primers and the resulting PCR products in the 
following test systemÓ, said Jahreis. ÓBut we can assume, that fragments 
from those genes found their way into the edible parts of the chicken meatÓ.

The researchers see ÓprimersÓ as Ógenetic fishing rodsÓ, they are bits of 
DNA which have been synthesized to detect a specific DNA sequence and are 
used in the PCR assay. During the PCR assay the DNA double helix is 
ÓzippedÓ and the several hundreds bases long primers bind to the exposed 
specific DNA sequences. Five primers have been used by the researchers in 
independent tests: two for neutral but typical corn genes, one for the 
antibiotica resistance gene, one for the Bt gene, and one control primer to 
test the samples on microbial contaminations.

Basically, Jahreis is a proponent of modern genetic engineering, but he has 
several complaints regarding Bt corn. The genom of this crop has been 
altered artificially with three resistance genes: one against a herbicide, 
another against the antibioticum Ampicillin - only for easy control 
purposes - and the one of Bacillus thuringiensis. This gene triggers the 
production of a d-endotoxin, a toxin, which destroys the gut of the 
European corn borer.

ÓThe genetic alteration of the Bt corn benefits the corn producers but not 
the consumersÓ, Prof. Jahreis citicizes. But at least the Bt gene does not 
pose a risk to them: ÓWe consume these genes in their original form within 
the Bacillus thuringiensis, when we eat a poorly washed carrotÓ. The 
nutrition scientist is more criticial on the antibiotic resistance marker 
gene of the corn: ÓAt the moment, a transfer of the antibiotic resistance 
on pathogens in the human gut can not be excluded completelyÓ.

For the scientist from Jena this is the basis to call for a careful 
application of the new possibilities of genetechnology in food production. 
There were of course gene products which could cause allergenic reactions 
in humans. But one could also make plant genes ineffective which are 
responsible for the production of allergenic proteins. Furthermore, it is 
not easy to assess the ecological effects of GE plants. ÓIf there are 
relatives of the altered crop in the surroundings, the altered gene can be 
transfered to themÓ, told Jahreis, Óutmost care is necessary when this new 
knowledge is being applied.

As a matter of fact, consumers cannot protect themselves from eating 
foreign DNA. With virtually any food we take up genes from animals and 
plants via the so called PleyerÕs Plaques in the gut. ÓNo reason to panicÓ, 
explains Prof. Jahreis, Óour organism has fantastic cleaning up systems for 
foreign DNAÓ. The most of it will be split in the gut into its main 
components purine, pyrimidine, phosphate and sugar and subsequently used by 
the metabolism. Only those who exclusively consume glandular products, e.g. 
 pure milk, or purified nutrients like sugar cubes of potato starch will 
not eat foreign DNA. ÓBut who would like to do this?Ó Jahreis smiles, Óit 
is not healthy at allÓ. Irony of fate: Bio-foods are epecially rich in DNA, 
for example cereal seedlings.

Contact:
Prof. Dr. Gerhard Jahreis
Institut fŸr ErnŠhrungswissenschaften der Friedrich-Schiller-UniversitŠt 
Jena
Tel.: +49-3641-949611
Fax: -94961
E-Mail: b6jage@rz.uni-jena.de

Friedrich-Schiller-UniversitŠt
Public Relations
Dr. Wolfgang Hirsch
FŸrstengraben 1
D-07743 Jena
Tel.: +49-3641-931031
Fax: +49-3641-931032
E-Mail: roe@uni-jena.de

Jena. (03.11.00) BruchstŸcke aus dem Erbgut von gentechnisch verŠndertem 
Mais haben ErnŠhrungswissenschaftler der Friedrich-Schiller-UniversitŠt 
Jena in Organen und Muskelfleisch von HŠhnchen nachgewiesen. Die Tiere 
waren ihr 32 Tage kurzes Leben ausschlie§lich mit Kšrnern des so genannten 
Bt-Maises gefŸttert worden. Diese Pflanzensorte ist mit einem kŸnstlich 
eingebauten Gen gegen den MaiszŸnsler, ein Schadinsekt, geschŸtzt.

Prof. Dr. Gerhard Jahreis und seine Mitarbeiterin Dipl.-troph. Jana Kraft 
betrachten dieses Ergebnis allerdings mit gro§er Gelassenheit. "Es gibt 
keinen Grund zur Beunruhigung fŸr die Verbraucher", so Jahreis. "Wir nehmen 
tŠglich zwischen 100 und 1.000 Mikrogramm fremder Erbsubstanz Ÿber die 
Nahrung auf. Sie wird teilweise direkt wieder ausgeschieden oder binnen 
kurzer Frist im Organismus verstoffwechselt."

Das Gemeinschaftsprojekt der ThŸringer Wissenschaftler mit drei anderen 
Forschungseinrichtungen in Bayern und Niedersachsen diente der 
Grundlagenforschung, um den Gentransport Ÿber die Nahrungskette nŠher 
aufzuklŠren. Beteiligt daran waren das Institut fŸr Physiologie der TU 
MŸnchen, die Bundesanstalt fŸr Fleischforschung in Kulmbach, das Institut 
fŸr TierernŠhrung in Braunschweig und eben das Institut fŸr 
ErnŠhrungswissenschaften der UniversitŠt Jena.

In einem Ringversuch wurden eine Testpopulation von HŠhnchen ausschlie§lich 
mit Kšrnern des genverŠnderten Bt-Maises und eine Kontrollgruppe nur mit 
herkšmmlichen Maiskšrnern gefŸttert. Nach der Schlachtung untersuchten die 
Wissenschaftler in Kulmbach, MŸnchen und Jena Gewebeproben der Tiere aus 
Niere, Milz, Leber, Schenkel- und Brustmuskelfleisch mit Hilfe der 
gentechnischen Polymerasekettenreaktion (PCR). Dabei fanden sie in allen 
Tieren typische Sequenzen der Mais-DNA, allerdings nicht aus den 
verŠnderten Genen des Bt-Maises.

"Das hŠngt von den verwendeten Primern und damit von den im 
Nachweisverfahren entstehenden PCR-Produkten ab", so Jahreis. "Wir kšnnen 
jedoch davon ausgehen, dass auch Fragmente aus diesen Genen in die 
verzehrbaren Fleischbestandteile des Broilers gelangen."

Unter "Primern" verstehen die Forscher "genetische Angeln", also 
Genabschnitte, die fŸr den Nachweis speziell hergestellt und bei der 
Polymerasekettenreaktion eingesetzt werden. Die PCR-Methode trennt den 
"Rei§verschluss" der doppelstrŠngigen DNA auf, und die mehrere hundert 
Basen langen Primer docken an die frei gewordenen spezifischen Gensequenzen 
an. Insgesamt fŸnf solcher Primer setzten die Forscher unabhŠngig 
voneinander ein: zwei fŸr neutrale, aber Mais-typische Gene, einen fŸr ein 
Antibiotikumresistenz-Gen, einen fŸr das Bt-Gen und einen Kontrollprimer, 
um Verunreinigungen der Proben durch Mikroorganismen auszuschlie§en.

Zwar erklŠrt sich Jahreis grundsŠtzlich zu einem BefŸrworter der modernen 
Gentechnik, am Bt-Mais hat er allerdings einiges auszusetzen. Denn diese 
Nutzpflanze wurde in ihrer Erbsubstanz gleich mit drei Resistenzgenen 
kŸnstlich verŠndert: gegen Unkrautvernichtungsmittel, einem weiteren gegen 
das Antibiotikum Ampicillin - nur zum bequemen Kontrollnachweis - und eben 
mit einem Gen des Bacillus thuringiensis. Dieses Gen regt die Produktion 
von Delta-Endotoxin an, einem Zellgift, das den Darm des PflanzenschŠdlings 
MaiszŸnsler zerstšrt.

"Die genetische VerŠnderung beim Bt-Mais nŸtzt also nur den 
Maisproduzenten, nicht aber den Verbrauchern", kritisiert Prof. Jahreis. 
Zumindest das Bt-Gen schade ihm allerdings auch nicht: "Diese Gene nehmen 
wir auch in ursprŸnglicher Form mit dem Bacillus thuringiensis auf, wenn 
wir zum Beispiel eine schlecht gewaschene Mšhre verzehren." FŸr 
bedenklicher hŠlt der ErnŠhrungswissenschaftler indes die Markierung der 
Maispflanze mit einem Antibiotika-Resistenz-Gen: "Eine †bertragung der 
Antibiotika-Resistenz auf Krankheitskeime im menschlichen Darm kann derzeit 
nicht vollends ausgeschlossen werden."

Daraus leitet der Jenaer Forscher auch die Forderung nach einem 
sorgfŠltigen Umgang mit den neuen gentechnischen Mšglichkeiten in der 
Nahrungsproduktion ab. NatŸrlich gebe es Genprodukte, die beim Menschen zum 
Beispiel allergische Reaktionen auslšsen kšnnen. Andererseits kšnne man 
mittels Gentechnik ebenso Pflanzengene unwirksam machen, die fŸr die 
Synthese von allergenen Proteinen verantwortlich sind. Auch eine 
škologische Bewertung der Aussaat von Genpflanzen sei durchaus nicht 
einfach. "Wenn es Verwandte der genverŠnderten Kulturpflanze in der Umwelt 
gibt, kann das verŠnderte Gen auf diese Ÿbertragen werden", so Jahreis, 
"deshalb ist grš§te Sorgfalt beim Umgang mit dem neuen Wissen angezeigt."

GrundsŠtzlich kšnne sich aber kein Verbraucher gegen den Verzehr von 
Fremdgenen schŸtzen. Praktisch mit jedem Nahrungsmittel nehmen wir die Gene 
von Nutztieren und -pflanzen Ÿber die so genannten Peyerschen Plaques im 
Darm auf. "Kein Grund zur Panik", erklŠrt Prof. Jahreis, "unser Organismus 
verfŸgt Ÿber fantastische Entsorgungssysteme fŸr diese Fremd-DNA." Das 
meiste davon wird im Darm in die Hauptbestandteile Purin, Pyrimidin, 
Phosphat und Zucker aufgetrennt und anschlie§end im Stoffwechsel 
verarbeitet. Nur wer sich ausschlie§lich von DrŸsensekreten, etwa reiner 
Milch, und konzentrierten NŠhrstoffen wie ZuckerwŸrfeln oder 
KartoffelstŠrke ernŠhrt, isst keine Fremd-DNA. "Aber wer will das schon?" 
schmunzelt Jahres, "gesund ist das jedenfalls nicht." Ironie des 
Schicksals: Besonders reich an Erbgut ist die …ko-Kost, wie zum Beispiel 
Getreidekeime.



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