U posjeti Institutu za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju: Kako se radi DNK analiza (VIDEO)

Onog trenutka kada čujete riječ forenzika i genetika, prvi nagovještaj su sigurno brojne kriminalističke serije koje su svoju ekspanziju doživjele protekle dvije decenije.

Prve savremene forenzične DNK analize u svijetu realizirane su krajem prošlog stoljeća, a jednu od najznačajnijih globalnih primjena zabilježile su u misiji identifikacije žrtava prošlog rata u BiH koja je dijelom rađena u Institutu za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) u Sarajevu.

Ovaj institut osnovan je 1988. godine odlukom tadašnje vlade, a danas djeluje kao punopravna članica Univerziteta u Sarajevu. INGEB ima ulogu ambasadora bh. nauke u svijetu, pa je tako prepoznat kao afilijacijski centar Međunarodnog centra za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (ICGEB). U sklopu Instituta djeluje šest laboratorija (više o njima možete saznati na ovoj stranici). 

Osim primarne, naučnoistraživačke, Institut obavlja i stručne djelatnosti s ciljem primjene novih genetičkih tehnologija u različite svrhe i popularizacije nauke u BiH. 

Vrata Instituta nam je otvorio direktor Naris Pojskić koji nam je približio njegovu ulogu i značaj za naučnu i širu društvenu zajednicu u BiH.

Priredili: Sanja Šabanadžović i Faruk Zametica, Radiosarajevo.ba

"Institut je jedna od četiri ovlaštene laboratorije za analizu genetički modificiranih organizama u hrani, stočnoj hrani, a obavljamo i stručne aktivnosti u oblasti animalne, biljne i humane genetike. 

Veliki je to opseg aktivnosti, ali je osnovno da se one baziraju na molekularnoj genetici i molekularnom inženjerstvu. U okviru Instituta realiziramo i praktične doktorske disertacije. A u periodu osnivanja do danas, objavljen je veliki broj naučnih radova u relevantnim naučnim časopisima čime se ponosimo. 

Naučna kompetentnost koju posjeduju naši zaposlenici rezultat su kontinuiranog naučnog razvoja i nesebičnog transfera znanja s generacije na generaciju mladih naučnika u proteklih 35 godina. Sve je počelo tako što je odabrana prva generacija naučnika koji su poslati u inostranstvo, na različite adrese eminentnih univerziteta, da steknu znanje i da se vrate u BiH. 

Nakon kraćeg zastoja u djelatnosti tokom 1992-1995, tri naučnika su se vratila nakon završetka rata i obnovila postojeće kapacitete tako da naš Institut bilježi kontinuirani rad i razvoj i tokom najtežih godina za BiH. 

Trebamo biti svjesni da postoji samo globalna nauka, nauka koja ne poznaje ni geografske ni političke granice i da za nas vrijede pravila kao za kolege s najeminentnijih ustanova nauke u SAD-u ili zemljama Zapadne Evrope. Stalno usavršavanje naučnika je imperativ, a s time su i metodologije koje mi primjenjujemo sve sofisticiranije“, kaže za Radiosarajevo.ba Naris Pojskić, naučni savjetnik i direktor Instituta. 

Osim brojnih finansijskih poteškoća s kojim se susreću u svom naučno-istraživačkom radu, zaposlenici Instituta i dalje objavljuju radove u najpoznatijim naučnim publikacijama u svijetu.

"Naša djelatnost se dijeli na naučnu i stručno-konsultativnu. U okviru istraživačkih aktivnosti kojima razvijamo nove metode i tehnologije u molekularnoj genetici, genetičkom inženjerstvu i biotehnologiji realiziraju se brojni naučno-istraživački projekti, finansijski podržani iz međunarodnih i domaćih naučnih poziva. Drugi aspekt našeg rada je stručna ili ekspertska djelatnost gdje tu tehnologiju primjenjujemo u različite dijagnostičke svrhe. 

Genetičke analize koje mi vršimo na zahtjev drugih ustanova ili pojedinaca su širokog spektra, od analiza genetički modificiranih organizama u hrani, preko identifikacije grešaka u nasljednom materijalu ljudi koje dovode do određenih nasljednih bolesti, pa do analiza skeletnih ostataka", govori Pojskić. 

Zahtjevi dolaze od zajednica, općina, Kantona, ali i od pojedinaca. 

Forenzička DNK analiza

Ono što sigurno treba istaći jeste da je Institut od 1999. godine učestvovao, zajedno s ICMP-jem (Međunarodna komisija za nestale osobe), u uspostavljanju sistema za DNK identifikaciju nestalih osoba. 

"To je jako bitan faktor naše biografije. Malo je bilo molekularnih genetičara koji su mogli participirati u tom projektu. Prema uspješnosti analize skeletnih ostataka bili smo među najboljima u svijetu u to doba, a tehnologija koju smo mi razvili kasnije je primjenjivana širom svijeta u identifikaciji nestalih osoba na bazi bioloških ostataka iz masovnih grobnica, požara i drugih katastrofa. 

I to je jedna prednost koje naša naučna i šira društvena zajednica nisu dovoljno kapitalizirale u proteklom periodu. Samim tim što je upitno zadržavanje tih DNK laboratorija na području BiH.

Molekularno-genetičke forenzičke analize imaju veoma široku primjenu i u drugim oblastima. Zanimljivo je, naprimjer, da je u pripremi projekt s Institutom za arheologiju Filozofskog fakulteta, koji bi obuhvatio DNK analizu arheoloških ostataka iz srednjovjekovnih grobnica, a kojim bismo pokušali dobiti DNK profile iz skeletnih ostataka i potencijalno saznali da li se u tim grobnicama nalaze bliži ili dalji srodnici. To spada u tzv. arheološka DNK istraživanja. 

U proteklom periodu smo radili i analizu DNK iz kostiju koje potiču iz srednjeg vijeka, starih i do oko 3000 godina. Uspjeh u ovom poslu nikad nije zagarantiran, jer sve ovisi o očuvanosti kostiju, uvjetima okoline kojima su bili izloženi i slično. Sada nam je cilj praviti arheološku DNK bazu podataka. Ono što bismo sigurno voljeli da uradimo jeste i analiza ostataka kraljevske porodice, no to ne ovisi od nas", dodaje naš sagovornik.

Ova, javnosti možda najinteresantnija, istraživanja se vrše u Laboratoriji za forenzičku genetiku. Tu su najzanimljivija istraživanja malih izoliranih humanih populacija te istraživanja arheoloških ostataka. 

"U ovoj laboratoriji, u okviru ekspertske aktivnosti, pružamo usluge DNK utvrđivanja očinstva, bezmajčinskog utvrđivanja očinstva, srodstva, profiliranja za potrebe vojske, radimo DNK izolaciju iz različitih tipova bioloških tragova krvi, krvnih mrlja, kostiju, dlake, pljuvačke, te iz skeletnih ostataka. 

Trenutno je u toku realizacija jedne ekspertize gdje radimo DNK analizu skeleta koji potječu s groblja koje se tokom poplava našlo na klizištu. Tada je došlo do pomjeranja grobnih mjesta i miješanja skeletnih ostataka. Mi smo na zahtjev porodica umrlih i ukopanih radili tu analizu skeletnih ostataka da bi ih oni mogli ponovno ukopati", kaže Jasmina Čakar, viša naučna saradnica i šefica Laboratorije za forenzičku genetiku.

U ovoj Laboratoriji se najčešće radi DNK analiza očinstva, po privatnom zahtjevu i po nalogu suda. 

"Godišnje primimo oko 70 zahtjeva. Otprilike svaki peti testirani uzorak je negativan. Uzima se bris bukalne sluznice za potrebe utvrđivanja očinstva, a rezultati su gotovi za najduže 15 radnih dana. 

Za sve pomenute analize, potrebno je ekstrahirati DNK iz uzorka, umnožiti ciljane sekvence potrebne za analizu te ih analizirati pomoću sofisticirane opreme i odgovarajućih softverskih programa. Nakon toga slijedi komparacija dobivenih DNK profila, a u cilju utvrđivanja potencijalnih srodničkih odnosa", pojašnjava Čakar. 

Upravo zbog popularnih serija koje smo spomenuli na početku teksta, znaju se dešavati i vrlo zanimljive situacije u Institutu, od nerealnih očekivanja da rezultati budu gotovi isti dan, do želje za saznanjem imena i prezimena neke osobe na osnovu DNK analize samo jedne dlake.

DNK analiza u medicinskoj dijagnostici i proučavanju genetike bolesti

DNK analize se današ široko primjenjuju u procesu dijagnosticiranja brojnih oboljenja, pa je od istaknutog značaja saradnja s brojnim zdravstvenim ustanovama u BiH. Dijagnostika na bazi DNK analize je vrlo skupocjena djelatnost. U sferi naučnih aplikacija spada u najskuplje. Sama instalacija neophodne aparature je vrlo zahtjevna, a da se ne govori o kupovini potrebnih hemikalija i drugog potrošnog materijala.

U obilasku Laboratorije za humanu genetiku upoznajemo višeg stručnog saradnika Jasmina Ramića koji kroz svoj doktorat prati određene gene koji bi mogli uvjetovati dijagnostiku različitih tipova tumora.

"U službi dijagnostike određenih genetičkih ili nasljednih oboljenja rezultate naših analiza ljekari koriste da bi konačno potvrdili ili odbacili suspektnu dijagnozu", objašnjava Ramić. 

Stoga je jako važna dobra saradnja ljekara i genetičara. Genetičari mogu pomoći ljekarima, da im približe pouzdanost i pomognu pri izboru adekvatne metode genetičke analize. Na osnovu „očitavanja“ ciljanih dijelova genoma pacijenata s apsolutnom preciznošću se može otkriti stvarni uzrok bolesti. 

Zanimljivo je da je INGEB dio regionalnog naučnog projekta koji uključuje zemlje Balkana, čiji je cilj da se sekvencira hiljadu balkanskih humanih genoma gdje će se vidjeti promjene na nasljednom materijalu i predispozicije za određena oboljenja. Procjena se obavlja na osnovu regija – poput Krajine, centralne, istočne, sjeveroistočne Bosne, centralne, istočne, zapadne Hercegovine, sarajevske regije, te na osnovu nacionalnog principa. Ovi podaci će pomoći u identifikaciji tzv. geografski specifičnih promjena u genomu koje dovode do različitih oboljenja, a koje nisu opisane u drugim svjetskim populacijama i dati novi uvid u epidemiologiji rijetkih nasljednih bolesti u BiH. 

"U svim studijama se koriste uzorci tri glavne etničke skupine u BiH i mogu vam odmah reći da razlike nema, to je sve isti genski fond. To kažem i na svojim predavanjima. Prvo, da smo genetički evropski narod sa primjesama iz Azije, i drugo, da postoje geografske specifičnosti, no da nema značajne razlike između tri tzv. etničke skupine ili naroda u BiH", govori direktor Pojskić i dodaje:

"Vi možete participirati kroz projekte kao dobrovoljni davalac ili sami tražiti analizu da saznate koja ste haplo grupa, da saznate svoje porijeklo. Da ne biste plaćali iz vlastitog džepa, mi kažemo zainteresiranima da se jave kada radimo projekt jer što je manji broj uzoraka, cijena je skuplja. U prosjeku to košta oko 400 KM". 

Analiza biosigurnosti hrane 

S obzirom na to da se u okviru ovog Instituta nalazi i Laboratorija za GMO i sigurnost hrane, s višom naučnom saradnicom i šeficom Laboratorije doc. dr. Adaletom Durmić-Pašić, razgovarali smo o prisustvu GMO hrane na bh. tržištu.

Da li ste znali da je BiH 2009. godine dobila Zakon o genetički modificiranim organizmima?

"Iz tog zakona proizlaze obaveze kontrole prisustva određenih GM organizama na tržištu, izdavanja dozvole za GMO i praćenja kretanja GM organizama, te pravila vezanih za njihovo obilježavanje. Mi smo jedna od četiri ovlaštene laboratorije u BiH (Mostar, Sarajevo, Banja Luka). 

Naša institucija je specifična u tom smislu jer jedina djeluje pod ministarstvom za obrazovanje i nauku. Stoga je naš pristup nešto drugačiji. Svakoj analizi pristupamo individualno. Pratimo evropske referentne metode kako bismo bili u skladu s normom EU", poručuje Durmić-Pašić.

Zanimalo nas je i šta se dešava ako se uspostavi da u uzorku postoji GMO. 

"Ako je naručilac inspekcijsko tijelo, rezultat analize dostavljamo inspekcijskom tijelu koje dalje postupa u skladu sa svojim pravilnicima i Zakonom. Prošle godine je došlo do velikog zastoja u uvozu stočne hrane jer je inspekcija krenula u kontrolu prekograničnog prometa stočnom hranom. Inače, ta stočna hrana u najvećem broju slučajeva sadrži GMO, tačnije sadrži soju koja je jedna od najčešće modificiranih biljaka. 

S obzirom na to da u BiH tada nije bilo dozvoljenih GM organizama, tolerancija je bila nula. Ali ako s jedne strane granice imate Hrvatsku, članicu EU u kojoj je na snazi EU pravni okvir, a s druge strane granice Srbiju, prema čijem Zakonu GMO nije dozvoljen, ali tolerira koncentraciju ispod 0,9 posto, imajući u vidu obim prekograničnog prometa BiH, jasno je da nula toleranciju nije moguće ispoštovati. Taj opseg od 0 do 0,9 posto se vrlo lako utvrđuje molekularnim metodama. Pošto je nemoguće biti ostrvo s nula posto tolerancije, problem je riješen izdavanjem posebnih dozvola.

Procedure za stavljanje GMO-a na bh. tržište propisane su 2009. godine, ali niko još nije podnio zahtjev za stavljanje GMO-a na tržište. To trebaju raditi biotehnološke kompanije, poput Monsanta. Uvoznici su podnosili zahtjeve za stavljanje stočne hrane koja sadrži GMO na tržište, ali to nije odgovarajući način. GMO mora imati procjenu rizika po okoliš, po konzumente i po životinje te proći evaluaciju. Nakon toga, obaveza operatera je da obilježi prisustvo GMO, ukoliko njegova koncentracija prelazi 0,9 posto", govori nam šefica Laboratorije Durmić-Pašić.

U EU dozvolu za stavljanje na tržište ima blizu 100 specifičnih genetički modificiranih organizama koje vi možete i ne znajući unijeti u BiH (kupovinom keksa i slično) jer se iznosi ispod 0,9 posto ne obilježavaju i smatraju se slučajnom i neizbježnom kontaminacijom. A da li je GMO opasan?

"Genetički modificiran organizam označava organizam čiji je genom izmijenjen određenom metodologijom. A metodologija je opasna koliko i ruke koje je koriste. Ova metodologija nam je dala rekombinantne lijekove, poput insulina i time je riješena velika farmaceutska kriza. Ta tehnologija se danas uglavnom primjenjuje na biljkama. Njom možete proizvesti lijek, pojačati ekspresiju toksina u nekoj biljci, smanjiti proizvodnju alergogena (da možete, npr. jesti hipoalergeni kikiriki, ako ste alergični na kikiriki). Kada je riječ o genetičkim modifikacijama biljaka koje ulaze u sastav hrane, tu se postavlja pitanje da li je izvršena procjena rizika po okoliš i zdravlje potrošača - to je preduvjet da bi se dalje pričalo o nekim političkim, ekonomskim i društvenim konotacijama", zaključuje naša sagovornica.

DNK analiza u zaštiti bh. biodiverziteta 

Rezultat dugogodišnje naučnoistraživačke djelatnosti i saradnje s brojnim naučnim i nenaučnim institucijama iz BiH i šire je baza genetičkih podataka tzv. REBIDA-e (Regonalna baza o biodiverzitetu) gdje su pohranjeni genetički podaci svih uzoraka na kojima se radi, bilo da su biljni, životinjski ili humani. Ova baza podataka je osnova primjene i prevođenja naučnih saznanja u korist društva kao što je npr. zaštita ugroženih vrsta, razvoj novih tehnologija proizvodnje u poljoprivrednoj i prehrambenoj industriji, šumarstvu ili očuvanju zdravlja i liječenju.

"Radimo različite analize u procjeni genetičkog biodiverziteta – raznolikosti biljnih i životinjskih vrsta. 

Recimo, analiziramo autohtonost ili endemičnost matičnog jata i mlađi kojim će se vršiti poribljavanje rijeka, koje se dešava svake godine.

Vršimo analizu pasmina konja i pasa, domaćih životinja – primjenom DNK tehnologije određujemo kolika je čistoća takve pasmine, iako ne volimo taj izraz. Imamo interesantne slučajeve. Svake godine se u Nevesinju održava utrka bosansko-brdskih konja. Nakon analize dobijemo rezultat ko od njih pripada toj skupini, jer je važno očuvati integritet pasmine, ali i imidž pomenute utrke. Zanimljivi su i slučajevi krađe domaćih životinja, recimo krađe teladi. Tada testiramo roditeljstvo, i na taj način uspostavljamo vezu između ukradene životinje i životinja sa farme. Različiti su slučajevi s kojima se susrećemo, ali i rijetki", vjeruje Pojskić. 

Nauka predstavlja veoma važnu dimenziju savremenog društva. Nema šireg društvenog progresa ako nema razvoja nauke. Samim tim je bitno da društvo pozitivno i proaktivno podržava nauku.

Prof. Pojskić nam je otkrio i nove strateške planove Instituta kazavši da je u okviru Instituta planiran i dijelom osposobljen Centar za genomiku, u kojem će biti smještena najsavremenija oprema za DNK tehnologije nove generacije. Takav prostor iziskuje posebne uvjete, kao što su specijalne podne podloge, klimatizacija, ventilacija i slično. Realizacija ovih planova bit će provedena kroz implementaciju međunarodnih i domaćih projekata u kojima učestvuje Institut.

U nastavku pogledajte kako izgledaju prostorije Instituta za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, te kako se obavlja ekstrakcija DNK iz određenog uzorka.