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4/21/2016 1 GMO’s:  Genetically Modified Organisms Genetically Modified Organisms GMO’s, GM GE (Genetically Engineered) Transgenic “Frankenfoods” DNA from 1 organism transplanted into another Overview of an Organism Organism Organs systems Tissues Cells Organelles Molecules Atoms

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  • 4/21/2016

    1

    GMO’s:  Genetically Modified Organisms

    Genetically Modified Organisms

    • GMO’s, GM• GE (Genetically Engineered)• Transgenic• “Frankenfoods”

    DNA from 1 organism transplanted into another

    Overview of an Organism• Organism

    • Organs systems

    • Tissues

    • Cells

    • Organelles

    • Molecules

    • Atoms

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    DNARNAProteins

    Proteins: molecules that provide physical structure, hormones, enzymes, etc.    

    DNA:  molecule made of “bases” and “backbone”

    http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/dna2.php

    Genes:  specific physical sequences of DNA that code for specific proteins

    Brown eyes sequence: AAAAGCGCCCGGBlue eyes sequence: AAATGCGCCCGC

    http://www.mrpscience.com/Genetics/DNAFingerprint.htm

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    Number of Genes in Different Species

    Chromosome:  one long, double‐stranded DNA molecule, containing many genes

    http://www.mun.ca/biology/scarr/Human_Karyotype.html

    “Genetically Modified”DNA from 1 organism transplanted into another

    Conventionally done via• Hybridization• Selective breeding

    http://2011russellbiology.wikispaces.com/Chapter+8+Mendel+and+Genetics

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    Hybridization

    http://en.wikipedia.org/wiki/Selective_breeding

    History of Corn

    Selective Breeding

    Liger

    Tigon

    Dogs

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    Genetically Modified Organisms (GMOs)

    Genetic Engineering: transplanting DNA (gene) from one organism to another

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    http://www.reuters.com/article/2009/05/27/us‐monkeys‐green‐idUSTRE54Q4A520090527

    How to create transgenic organisms:

    http://www.nepadbiosafety.net/subjects/biotechnology/plant‐transformation‐bombardment http://www.research.uci.edu/tmf/dnaMicro.htm

    Gene gun  DNA Microinjection

    Why Create GMOs?

    • Better taste• Better appearance• Faster growth• Longer shelf‐life• Improved nutrition• Pest‐resistant• Herbicide resistant

    http://en.wikipedia.org/wiki/File:Golden_Rice.jpg

    http://extension.entm.purdue.edu/radicalbugs/default.php?page=pests/european_corn_borer

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    Advantages of GMOs:

    •Increased crop yield/efficiency of food production

    •Drought/frost resistant crops

    •Disease resistant crops

    •Improved nutritional content

    • Decreased allergenicity

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    •Food without toxins or allergens

    •Plants that contain vaccines

    •Animals that produce pharmaceutical drugs

    •Animals that grow faster, eat less

    •Animals that could donate organs?

    “Pharm” animals

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    Wild‐type plant        Salt‐tolerant plant18

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    AquAdvantage salmon vs. Wildtype

    Potential Disadvantages of GMOs

    • Human health risks (allergies)• Ecological/environmental risks (contamination)• Economic/social justice concerns (patents, intellectual property)

    Concerns Regarding GMOs

    • GMOs could “escape”

    • Might interbreed with wild relatives

    • Might accelerate pesticide resistance 

    • Unequal access to technology

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    Specific Examples of GMOs

    • Bt corn• Round‐up ready crops• Flavr Savr tomatoes

    http://www.lifesciencesfoundation.org/printer_events‐The_FlavrSavr_tomato.htmlhttp://www.21stcentech.com/agriculture‐update‐gm‐minnesota‐family‐farm‐perspective/

    http://blogs.cornell.edu/agsci‐interns/2012/08/05/highlights‐of‐crop‐scouting‐with‐wnycma/

    Conventional apple

    Arctic  apple

    Arctic Apples

    “Truly a non‐browning apple!”

    Bt CornBacillus thuringiensis gene inserted into corn genome 

    Corn plant that can produce Bt in every cell (or not)

    Pests eat Bt plant

    Pests die

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    Bt (Bacillus thuringiensis )

    •Pests $$billions of damage per year to crops

    •Bt protein kills pests selectively

    •Used as insecticide for decades by organic farmers

    Advantages of Bt corn over topically applied Bt:

    •Bt toxin not destroyed by UV, heat, dessication

    •Wider coverage of insect feeding sites

    •No guessing as to when to apply

    Roundup

    Glyphosate

    Herbicide, Created by Monsanto in 1970

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    Pros and Cons…

    Pros:•Increase crop yields•Affects enzyme only in plants

    Cons:•Human health effects?•Environmental impacts (soil/water contamination)•Superweeds/resistance

    RoundUp‐Ready Crops:• Crops genetically modified to be resistant to  Roundup

    •Currently Include:soy, corn, canola, alfalfa, cotton, sorghum (wheat is under development)

    •"terminator seeds“‐‐ crops produced from Roundup Ready seeds are sterile.

    Monsanto:  Myth or Fact?

    • Monsanto routinely sues farmers whose fields are     unintentionally contaminated with their seeds

    • Monsanto gouges farmers, forcing them to buy fresh seed each year  

    • Glyphosate is an established carcinogen

    • Pesticide use has increased due to use of GMO crops

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    U.S. Government Regulation of GMOs

    1. EPA – evaluates for environmental safety

    2. USDA – evaluates whether the plant is safe to grow

    3. FDA – evaluates whether the plant is safe to eat

    Current Use of GMOs

    • GMOs are used internationally

    • U.S. majority of soybeans, cotton, corn are GMOs

    • 60% of all processed food estimated to contain GMOs

    • No “GMO” label is required in the U.S.

    32

    http://mic.com/articles/89341/64‐countries‐have‐taken‐the‐bold‐stand‐against‐monsanto‐the‐u‐s‐won‐t

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    Zika Virus

    • Related to virus that causes dengue, yellow fever

    • May cause mild symptoms in adults (most are asymptomatic)

    • Linked to microcephaly, Guillain‐Barré Syndrome

    • Transmitted by mosquitoes, sex 

    • There is no widely available test for Zika• There is no treatment• There is currently no vaccine • Aedes aegypti is a particularly challenging foe

    The Bad News…

    The Good News—GMO Mosquitoes to the Rescue

    • Male mosquitoes modified to contain gene that  makes larvae unviable

    • GMO males mate with wild females “dud” eggs (larvae die before adulthood) 

    • Wild Aedes aegypti population decreases 

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    Pros and Cons of these GMO Mosquitoes

    • Males, so don’t bite

    • Safer than insecticides

    • Reduced the number of mosquito larvae by 80‐90% in test city

    • Aedes aegypti is not native to the Americas

    U.S. Labeling LawsThe U.S. Food and Drug Administration currently requires labeling of GM foods if:

    • the food has a significantly different nutritional property

    • a new food includes an unexpected allergen (e.g., a peanut protein in a soybean product)

    • if a food contains a toxicant beyond acceptable limits.

    Pro‐labeling Arguments

    • Consumers have a right to know what’s in their food

    • Would allow consumers to identify and avoid food products that cause them problems.

    • Some people want to avoid eating animal products, including animal DNA.

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    Anti‐labeling Arguments

    • No significant differences between GMO and conventional foods have been detected. 

    • Would impose a cost on all consumers. • Certified organic foods by definition cannot be produced with GM ingredients.

    • Current food system could not accommodate segregation of GM and non‐GM products.

    • No GM products currently on the market or under review contain animal genes

    FDA Voluntary Guidelines for Labeling 

    • If  GMO food is significantly different, the name must be changed to describe the difference.

    • If a bioengineered food has a significantly different nutritional property, its label must reflect the difference.

    • If a new food includes an allergen, the presence of that allergen must be disclosed on the label. 

    Issues with Mandatory Labeling• What specific technologies for crop variety development would require a label? 

    • What percentage of a GE ingredient must be present in a food before a label is required?

    • Would meat, eggs and dairy products from livestock that are fed transgenic crops require labeling? 

    • How should regulators verify claims that a food is or is not genetically engineered?

    • What is the economic impact of labeling?

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    California Proposition 37 Genetically Engineered Foods Labeling 

    Initiative Statute

    • Raw or processed food made from plants or animals with genetic material changed in specified ways.

    • Prohibits labeling or advertising such food, or other processed food, as “natural.”

    Prop 37 Exempts foods that are: 

    – unintentionally produced with GM material– made from animals fed or injected with GM material but not GM themselves

    – processed with or containing only small amounts of GM ingredients

    – administered for treatment of medical conditions– sold for immediate consumption such as in a restaurant

    – alcoholic beverages