5.1.2. Molekulare Techniken

Neue molekulartechnologische Fortschritte bei der Mutagenese und Gentransferverfahren kommen haben das Spektrum von Mikroorganismen erheblich erweitert, in die DNA von nicht verwandten Organismen eingebracht werden kann. Die Gattungsbarriere gilt nicht mehr als unüberwindbares Hindernis.

Gegenwärtige Verfahren für Bakterien erlauben, das insertierte rekombinante Gen an spezifischen Stellen im Chromosom oder in Plasmide zu integrieren. Dennoch sollten auch diese Verfahren der Genveränderung Sicherheitserwägungen unterworfen werden. Folgende wichtige Merkmale stehen zur der Diskussion: Besonderheiten des Wirtsorganismus in Bezug auf insertierte Gene, Eigenschaften des Vektors und des Konstrukts; DNA-Transfer-Methoden.

Wenn Bakterien als Wirtsmikroorganismen verwendet werden, erfordert eine Sicherheitsbeurteilung, die Geschichte des sicheren Verbrauchs dieser Mikroorganismen entweder als Lebensmittel oder als Nahrungsmittelbestandteil zu berücksichtigen. Wenn dieser Nachweis fehlt, muss die Sicherheit des Wirts gewährleistet werden. Auf eukaryotische Wirte lassen sich die gleichen Sicherheitsaspekte anwenden.

Die inserierten Gene können von derselben mikrobiellen Spezies oder von evolutionär weiter entfernten Organismen stammen. Für die eingefügten Gen-Produkte sollte die Sicherheit ihrer Verwendung in Lebensmitteln begründet werden können. Je kürzer das insertierte DNA-Fragment, desto leichter kann das Verfahren zur Bewertung der Lebensmittelsicherheit ausfallen.

In Bezug auf die Eigenschaften des Vektors und des Konstrukts - wenn der verwendete Vektor ein Teil des Genoms des GMM, dann sollte die gesamte DNA-Sequenz gekennzeichnet werden: Replikons, Promoter, selektive Marker, Linker sowie alle anderen Teile der DNA. Der Vektor muss Nukleotidsequenzen von Mikroorganismen enthalten deren sichere Verwendung in Lebensmitteln bereits nachgewiesen worden ist. Die selektiven Marker müssen sehr streng ausgewählt und auf dem sicheren Einsatz beruhen, wobei antimikrobielle Resistenz-Marker vermieden werden müssen. Bei ihrer Verwendung sollten spezielle Verfahren zur Entfernung des GMM-Genoms benutzt werden (z. G. Sequenz-spezifische Rekombination). Bei für Eukaryoten spezifischen Klonierungsvektoren wie zentromerische Plasmide, ein künstliches Hefe-Chromosom, sollten die Plasmide auf Killerfaktoren enthalten, wie sie enthalten bereits entworfen worden sind.

In Hinblick auf DNA-Transferverfahren – es wird empfohlen, für die Verwendung Methoden des DNA-Transfers von physikalischer, chemischer und biologischen Natur einzusetzen, die bedeutsame genetische Umlagerungen im Wirtsgenom minimieren. Im Falle der Verwendung von integrativen Vektoren sollte die Nukleotidsequenz der flankierenden Regionen an der Integrationsstelle des Chromosoms charakterisiert werden. Diese Informationen sind notwendig, um das Risiko der angewandten Methoden vorhersagen zu können. Für Eukaryonten existieren schon zuverlässige Methoden zur gezielten Integration von in vitro modifizierten oder zusammengesetzten Gen-Konstrukten in spezifische chromosomale Bereiche sowie zum Löschen von Genen bei bestimmten Arten. Auf der Grundlage dieser Verfahren wurden transgene Konstrukte hergestellt, die sich während des vegetativen Wachstums von Zellen als sehr stabil erweisen. Die Möglichkeit einer Rekombination durch Paarung mit verwandten Stämmen besteht bezüglich der indigenen Mikroflora. Wenn die genetischen Eigenschaften der verwendeten Stämme nicht gut bekannt sind, machen es die unzureichenden Informationen über mögliche rekombinante Ereignisse unmöglich, den Mechanismus und Integrationsstelle der Fremdgene zu prognostizieren. Somit ist es möglich, die Methode der genetischen Manipulation von Hefen und filamentösen Pilzen so zu verwenden, dass die Integration das Auftreten von verschiedenen biotechnologischen Eigenschaften und die genetische Stabilität der GMMs bewirkt.