lunes, 11 de febrero de 2013

Los peligros del virus 35S, génesis de una leyenda urbana.


Hace unas semanas ha empezado a circular una nueva información sobre los peligros de los transgénicos. Según esta información en todos los transgénicos comerciales existe una proteína de virus desconocida hasta ahora  que podría suponer peligro para la salud, (o directamente llamada, el "arma humeante" que demuestra que los transgénicos no son aptos para el consumo humano). Como suele pasar en estos casos, la conclusión es que tenemos que prohibir los transgénicos. Como en todos los casos parten de un estudio científico serio, pero parece que no se han molestado en leerlo o no lo han entendido, porque las conclusiones que sacan no tienen nada que ver con lo que dice el estudio.

¿Qué hay de cierto en esta historia?
Para entenderlo bien hace falta explicar un poco cómo funcionan los genes. Dentro del núcleo de las células de los organismos eucariotas se encuentran los cromosomas, que son largas cadenas de ADN empaquetado. Una pequeña fracción de ese ADN codifica los genes, que son los fragmentos de información que serán transcritos en una molécula de ARN y luego la mayoría serán traducidos a proteínas. Cuando secuenciamos el genoma de un organismo podemos predecir dónde estarán los genes. El ADN está formado por 4 bases diferentes (A, G, C y T), pero la información genética se codifica en tripletes, es decir, palabras de tres letras (llamadas codones). Cualquier gen empieza con un codón determinado, ATG y acaba por uno de estos tres codones: TAG, TAA o TGA. A grandes rasgos (esto se puede complicar por la presencia de intrones) para encontrar un gen en la secuencia de ADN lo que hacemos es buscar la combinación ATG y una vez encontrada ir leyendo de tres en tres hasta encontrar cualquiera de los tres codones de parada. Si esta no aparece, descartamos que ese ATG sea el inicio de un gen. No obstante un codón de inicio y un codón de parada no garantiza que tengas un gen. De hecho no se le llama gen sino pauta abierta de lectura. El genoma es muy grande y puede darse aleatoriamente pautas abiertas de lectura que no sean genes. Para que una de estas pautas se exprese y funcione como un gen hacen falta secuencias reguladoras que están antes (promotores) y después del gen (terminadores). Si no están, la pauta de lectura no puede expresarse, y si no codifica información útil, no es un gen. 


Diferentes pautas de lectura en el 19S

Vamos a las plantas transgénicas
Cuando ponemos un gen una planta, por ejemplo, el que le confiere tolerancia a un insecto, obviamente tenemos que poner también las secuencias reguladoras. No podemos olvidar que el gen se va a expresar en un organismo que no es el suyo, por lo que es posible que la maquinaria de la planta no lo reconozca correctamente. Por eso le ponemos un promotor que nos asegure que el gen se expresa de forma fuerte. Uno de los más típicos, el 35S, proviene del virus del mosaico de la coliflor. Este fragmento de virus no codifica ninguna proteína, pero garantiza que el gen que va a continuación, se expresará. En la "noticia" se habla del problema de las variedades comerciales, pero se obvia el hecho de que este promotor lleva utilizándose desde hace más de 20 años, no solo en las variedades comerciales, sino también en la mayoría de variedades de laboratorio que se utilizan para investigación. Hay miles de plantas transgénicas de decenas de plantas diferentes que llevan algún gen foráneo que se expresa por el 35S, sin ir más lejos, el tomate que me comí en Amazings 2011 lleva el promotor 35S expresando el gen de una hemoglobina.
Coliflor afectada por el virus del mosaico



¿Qué ha descubierto el estudio?
En los genomas grandes, los genes (la información que se transcribe y traduce) están bastante separados porque digamos que hay mucho espacio, en cambio a medida que se hace más pequeño el genoma los genes están más juntos. En los virus están tan juntos que llega a haber solapamiento; es decir, que una misma secuencia de ADN puede formar parte de dos genes diferentes y dar lugar a dos proteínas diferentes. Esto en eucariotas es infrecuente, pero no imposible


Gbrowse
Solapamiento de pautas abiertas de lectura en eucariotas

Los autores del estudio han utilizado herramientas informáticas y han visto que en algunas de las versiones del promotor 35S hay una pauta abierta de lectura, es decir, se podría expresar una proteína. Luego han utilizado estas herramientas para estudiar la hipotética proteína y han visto que no tiene similitud con ninguna proteína potencialmente tóxica o alérgena aunque recomiendan utilizar una variante que no tiene esta pauta de lectura para evitar una proteína no deseada. Concretamente:



In conclusion, different P35S variants are in use to express proteins in transgenic plants. Here, we detailed the overlap of P35S with the coding sequence of gene VI. Our bioinformatic analyses indicated that no ORFs are present in the P35S that are similar to known toxic and allergenic proteins. Possible unintended effects that are linked to the use of extended versions of the P35S have been determined. The -343 variant, identified by Odell and colleagues, 22 contains all of the necessary elements for full promoter activity and does not appear to result in the presence of an ORF with functional domains, rendering it and its related variants the most appropriate promoter variants for avoiding unintended effects
Nada más.

¿Qué NO dice el estudio?
El estudio no señala ningún peligro real de los transgénicos solo apunta a la posibilidad de que pudiera llegarse a producir una proteína no deseada.

Primera cuestión: ¿la proteína vírica realmente se produce? Tenemos la pauta 
de lectura, pero ¿hay promotor y terminador? ¿La maquinaria de la planta huésped la reconoce? cualquier gen de plantas no se expresa en cualquier planta por el codon usage (utilización preferente de codones en diferentes especies). Seguro que en coliflor (de donde sale el virus) podría expresarse (suponiendo que el gen viral tenga promotor y terminador, que no parece) pero si transformas tomates o melones, no tengo tan claro que ese gen se exprese. ¿Alguien ha detectado la proteína? El estudio es bioinformático, pero no hay ningún análisis western que demuestre que la proteína realmente se exprese. Por lo que la típica conspiranoia vuelve a tratar de asustarnos por algo que seguramente no existe. La prueba más fehaciente es que no se describe ningún problema en concreto ni ninguna patología en concreto. Solo dicen que es malo porque es malo. 


Mazorca man ahora caza virus

Como he dicho antes solo hablan de variedades comerciales, pero el 35S es standard en biología molecular de plantas, está presente en la mayoría de líneas transgénicas que se hacen para investigación básica que nunca saldrán al mercado y estamos hablando que en cualquier revista científica de biología molecular de plantas, prácticamente en todos los artículos se ha utilizado este promotor. Es frecuente llevar un control en el que haces trasngénicas con el vector vacío, es decir, le pones el marcador de resistencia junto con el promotor 35S, pero ningún gen, así ves si tiene algún efecto. Si hubiera algún tipo de problema derivado de este gen o se expresara alguna proteína rara, nos habríamos dado cuenta hace muchísimo tiempo. 


Pero vamos a asumir que realmente fuera un problema: 
Otro aspecto que tampoco han tenido en cuenta los antitrasngénicos es que los virus son muy específicos de un huésped determinado. Virus capaces de saltar entre especies como el de la gripe son bastante infrecuentes, por lo que un virus que pueda saltar de plantas a animales o virus de plantas que produzcan una patología en humanos no existen. En fin. Asumamos que esta información que circula por las webs antitransgénicas fuera cierta y que en general los transgénicos son peligrosos porque llevan un fragmento de virus de plantas. Eso implica asumir que comerse un virus de plantas es peligrosísimo ¿no?  Pues si esto fuera cierto ya nos hubiéramos muerto todos hace mucho tiempo. En cualquier especie cultivada hay virus a trote y moche. Los virus son muy frecuentes y la mayoría no produce síntomas. A veces son incluso necesarios. Si plantas como la alcachofa las consiguiéramos librar de virus crecería como un arbusto y sería inservible para la agricultura. En otros casos el cultivo se contamina con virus que no produce síntomas lo que protege frente a la infección por variedades agresivas del mismo virus. En algunas variedades tardías de melocotón, por ejemplo, se descubrió que realmente no eran variedades nuevas, sino variedades infectadas por viroides, lo que retrasaba el desarrollo. Hace tiempo hablé de la cantidad ingente de ADN foráneo que ingeríamos en cualquier alimento, incluyendo virus. Si prohibiéramos los transgénicos porque llevan un fragmento de ADN de virus, tendríamos que prohibir cualquier alimento por llevar virus enteros. Osea, que según la lógica antitransgénica, el promotor 35S de los transgénicos es muy malo y los millones de virus vegetales de la alimentación no transgénica no lo son. Venga ya.

En fin. Veremos cuánto tiempo tardamos en ver en los manifiestos de los cuatro de siempre que hay que prohibir los transgénicos por que van infectados con virus. En 3, 2, 1... 

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Y con este post participo en la XXII edición del carnaval de química que se aloja en casa de Roskiciencia.

Y en la XXI del carnaval de biología que se aloja en La Enciclopedia Galáctica. 
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35 comentarios:

  1. Una cuestión. En bacterias es relativamente sencillo de entender cómo se puede insertar un fragmento de ADN foráneo. De hecho ni siquiera es necesario que se introduzca en el cromosoma. Además, los mecanismos de expresión génica en procariontes se comprenden bien y la maquinaria es simple.

    En cambio, en eucariotas, la maquinaria de expresión génica es mucho más compleja. Para empezar, la mayor parte del DNA se encuentra empaquetado e inaccesible. Y sobre todo está la maquinaria de ayuste alternativo, que corta el mRNA, y eso por no hablar del sistema de promotores, amplificadores y silenciadores, que son mucho menos inmediatos que en el caso de las bacterias. Mi pregunta es...¿Cómo se consigue insertar el gen en el lugar adecuado, y además conseguir que se exprese tal y como se desea, sin que los procesos de maduración lo alteren? ¿Ensayo y error?

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    1. Pues eso, ensayo y error. La inserción es al azar. Si se inserta en un sitio tan inaccesible que ni siquiera se expresa el gen de resistencia, pues no sobrevivirá al medio de selección y directamente la eliminas igual que eliminas a una que no sea transgénica. Para el resto la estrategia es seleccionar 40-50 líneas y quedarte con las dos o tres que más expresen el transgen.

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  2. Lo que esta claro es que los trolls no madrugan mucho.
    Felicidades por el post, por el resumen del articulo y por laclase de biologia!!

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  3. Felicidades. Has dado en el clavo como siempre! da gusto leer tu blog. Un saludo. Noemi

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  4. Gran post JM. Uno de los que más me ha gustado.
    Esperemos que nuestro amigo del post del arroz dorado lea esto porque uno de sus miedos principales era referente al 35S.

    Tengo por aquí un artículo cuya conclusión (ya en el año 2000) decía esto:
    There is no evidence that the CaMV 35S promoter will increase the risk over those already existing from the breeding and cultivation of conventional
    crops.. There is no evidence that the 35S promoter, or other retroelement promoters, will have any direct effects, in spite of being consumed in much larger quantities than would be from transgenes in GM crops.
    [Extraído de Hull et al. 2000. Genetically modified plants and the 35S promoter: assessing the risks and enhancing the debate. Microbial Ecology in Health and Disease]

    Enhorabuena por la merecida portada.

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  5. Me ha encantado, JM. Se describe todo claramente (hasta yo lo entiendo... XD). Y qué raro que no haya algún anónimo todavía que, después de leer esto, siga diciendo que hay que prohibir los transgénicos.

    Muy bueno.
    Un saludo,
    Roskiencia :)

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  6. In conclusion, different P35S variants are in use to express proteins in transgenic plants. Here, we detailed the overlap of P35S with the coding sequence of gene VI. Our bioinformatic analyses indicated that no ORFs are present in the P35S that are similar to known toxic and allergenic proteins. Possible unintended effects that are linked to the use of extended versions of the P35S have been determined. The -343 variant, identified by Odell and colleagues, 22 contains all of the necessary elements for full promoter activity and does not appear to result in the presence of an ORF with functional domains, rendering it and its related variants the most appropriate promoter variants for avoiding unintended effects.
    Traducción: En conclusión, diferentes variantes del 35S se utilizan para expresar proteínas en plantas transgénicas. Aquí se detalló la superposición del 35S con la secuencia codificadora del gen VI. Nuestos análisis bioinformáticos revelan que no hay Secuencias Abiertas de Lectura presentes en el 35S que sean similares a proteínas tóxicas ni alergénicas. Hay posibles efectos inintencionados que se conectan al uso de versiones extendidas de la secuencia 35S. La variante -343, identificada por Odell y sus compañeros, contiene todos los elementos necesarios para una actividad de estimulación completa y no parece que se halle la presencia de una Secuencia Abierta de Lectura con dominio funcional, resultando ésta y sus variantes como las más apropiadas para evitar efectos inintencionados.

    Lo traduzco por si las moscas alguien no sabe inglés.

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  7. Una pregunta, y perdona mi ignorancia:
    Cuando ingerimos alimentos, con las enzimas de la saliva, los jugos gástricos, etc las proteínas no se descomponen en sus aminoacidos y son éstos los que el organismo usa? Si es así, también le ocurre al material genético? O es mas complejo de lo que imagino?

    Muchas gracias y un post y blog que muchos deberían leer

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    1. De forma similar el ADN se descompone en nucleótidos. Los nucleótidos y los aminoácidos pueden utilizarse tal cual, pero también participan en las reacciones metabólicas, por lo que pueden degradarse o servir de reactivo para formar otras moléculas.

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    2. Entonces que pánico puede existir en que entren en nuestro organismo alimentos con el material genético modificado si al final se va a ver reducido a los mismos nucleótidos que otro producto que ellos entienden como "natural"?

      Por eso ha venido mi pregunta, una vez descompuesto y listo para asimilarlo, el organismo no distingue ni queda señal de si su procedencia en transgénica o no. O ando equivocado?

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    3. Pues eso, que es una tontería. EL ADN y las proteínas se degradan en el estómago, sean transgénicas o no. Por eso cuando dicen cosas como que no hay estudios de varios años, o se incorporan a la cadena alimentaria, demuestran más ignorancia que otra cosa.

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    4. Por poner un ejemplo: Puedes comer toda la carne que quieras procedente de vacas locas (afectadas de encefalopatía espongiforme). La enfermedad que algunos conspiranoicos dicen que esas carnes causan en humanos (Creutzfeld-Jacob) es transmitida por una proteína (priones). Puesto que todas las proteínas se degradan "en el estómago" hasta quedar hechas papilla informe e inactiva, como muy bien implica el Profesor Mulet, la Creutzfeld-Jacob y los priones son una tontería muy grande a la que no hay que hacer ningún caso. Esto es solo un ejemplo de lo muy provechosas que son las lecciones prácticas del citado Profesor Mulet. Enhorabuena.

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    5. No he leído en el post que los priones se destruyan en el estómago. Creo que se refiere a algo en general e imagino aplicable a estos 35S En general, las proteínas lo hacen, pero casualmente los priones son resistentes al calor y alggunos agentes químicos y proteasas. En particular, pueden pasar el estómago intactos.
      Para saber más:
      http://www.jneurosci.org/content/24/50/11280.full

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  8. Aquí cuentan que el 35S si que expresa en humanos, y que se puede adquirir por ingestion. La repera es donde dicen que puede incrementar replicacion del HIV. #ahílodejo Menciones a los articulos no son "endorsamientos" por mi parte... xD

    The 35S CaMV plant virus promoter is active in human
    enterocyte-like cells
    http://www.mma.gov.br/estruturas/biosseguranca/_arquivos/71_28112008024750.pdf

    New Evidence Links CaMV 35S Promoter to HIV Transcription
    http://www.microbecolhealthdis.net/index.php/mehd/article/viewFile/7521/8865

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    1. Y bien que haces. A ver, ¿hay algún estudio en el que vean esto no con el virus, sino con lo que queda del virus después del estómago? Digo yo que sería más preocupante que se expresara cualquier gen del genoma de los alimentos que ingerimos y los millones de virus y bacterias que lo acompañan, que el transgen, que no es más que una parte ínfima del ADN que ingerimos.

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    2. NO. Y SÍ, tienes razón. Ya digo que no "endorso".
      Hay más artículos por el estilo. Lo que ya no sé es la calidad de las revistas que los publican ni de los mismos grupos investigadores.
      De todas formas imagino que habrá cierta absorción antes de las condiciones infernales del estómago (también entran virus por los ojos y la piel de los pies...), e incluso después si p. ej. están metidos entre fibra (o algo que les proteja en el estómago). Aún así, eso no demuestra nada, como dices.
      Imagino que habrán muchos promotores no descubiertos, y por lo tanto ya nos tragamos muchos 35S pero SI NO LOS HUBIERA, no es lo mismo ingerir un "superpromotor" (aunque sea una parte ínifima es una "bomba": haya donde "cae" es una máquina generadora de genes) que kilos de ADN que "no promueven" nada.
      Es decir, en un plano "elucubrador" sí que es legítimo tener preocupación. En un plano experimental y hasta ahora demostrado, no.

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    3. El problema es que si te pones a elucubrar te das cuenta que antes que preocuparte por esto tendrías que preocuparte de otros cientos de cosas.

      El 35S es un superpromotor en biología molecular de plantas. En biología molecular de levadura se utilizan otros, como el de la actina, el de la proton ATPasa o el de enzimas glicolíticos, o sea que cuando comes te estas comiendo varios superpromotores con sus genes nativos al lado. Además hay un artículo publicado en Nature que dice que cuando expresas una protón ATPasa de levadura en células humanas estas se vuelven cancerosas. ¿Implica esto que el pan, la cerveza, el vino etc... son cancerígenos? ni de coña.

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    4. "El problema es que si te pones a elucubrar te das cuenta que antes que preocuparte por esto tendrías que preocuparte de otros cientos de cosas."

      Si nos comemos otros "superpromotores" (mi pregunta implícita) y no pasa nada, ya no me preocupo :-)

      ***Lo que me extraña es que hagan bombo al artículo ese que mencionas y no al del HIV que es mucho mas "guay" y terrorífico***

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  9. Dos cosas:

    1. No hay que prohibir los transgénicos porque sí. Como tampoco hay que forzar a todo el mundo a ingerirlos, también porque sí.

    2. Hay que leer y estudiar los artículos que se comenta públicamente (lo que vulgarmente se dice "hacer los deberes"). El artículo de Podevin y Jardin es muy simple y muy simplista. Usan herramientas "online" y "by default", sin profundizar. Yo he usado el mismo fragmento de CaMV que han usado ellos (desde la posición 6100 a la 7500 de la entrada de GenBank V00140.1) y he lanzado un "full FASTA" (suena impresionante, pero es una simplería) en uno de los servidores que mencionan en su artículo (www.alergonline.org), con parámetros "default".

    Me sale 1 fragmento de CaMV con una homología significativa a un fragmento de una proteína de Corylus avellana (el avellano común). Este fragmento es "relativamente" corto, de 28 aminoácidos, pero no tanto como para no poder constituir un epítopo inmunogénico (a partir de 7 - 8 aminoácidos). Además, recordad que esta base de datos recoge alergenos proteicos conocidos, y que las secuencias que salgan de las búsquedas son teóricos alergenos. Es decir, que, de momento, la proteína presuntamente traducida de CaMV en diversas construcciones transgénicas contiene un fragmento homólogo a un potencial péptido alergénico del avellano.

    Pero eso no es todo. He tomado ese péptido y lo he lanzado contra otra base de datos que también citan en el artículo (www.allermatch.org), y me salen péptidos con suficiente homología en otras 3 plantas betuláceas. Usando ClustalW, he alineado todas las secuencias con la del péptido de CaMV:

    Id Sim
    CaMV KNIKDTVSEDQRAIETFQQRVISGNLLG 28
    C_betulus KFVKERVDEVDNANFKFSYTVIEGDVLG 28 39.3% 53.6%
    O_carpinifolia KFVKERVDEVDNANFKYNYTVIEGDVLG 28 35.7% 53.6%
    C_avellana KYVKERVDEVDNTNFTYSYTVIEGDVLG 28 39.3% 57.1%
    B_verrucosa KYVKDRVDEVDHTNFKYNYSVIEGGPMG 28 32.1% 50.0%

    Como veis, este péptido de CaMV tiene significativas homología(identidades del 32% a más del 39%; considerando cambios conservados, similitudes de más del 50%) con péptidos presentes en 4 plantas comunes (avellano, abedul, abedulillo y carpe negro). Estos péptidos se encuentran en bases de datos de alergenos proteicos, y, por tanto, son potencialmente alergénicos. En estas condiciones, no sería muy descabellado hipotetizar que el presunto péptido de CaMV puede ser también alergénico.

    Salud ("El Trol").

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    1. Pero ¿has visto la proteína por western o solo en la pantalla del ordenador?

      Por cierto, ese péptido hipotético ¿es alérgeno? lo digo por que un 32% de identidad no implica que la alergeneicidad esté conservada.

      Y por último... ¿has hecho el mismo análisis para los virus vegetales más frecuentes en la dieta?

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    2. Pregúntaselo a Podevin & Jardin, Mulet, chico. Solo te estoy diciendo que el artículo es una simplería escasamente elaborada y trabajada. Y te estoy diciendo también que no tienes ni idea de lo que pones aquí. No sabes qués es un epítopo, o cuánta conservación se requiere para una reactividad cruzada. Pones 32%: es la cifra más baja de identidad. Mira los otros péptidos. Ignorante con ínfulas...

      Siempre sales por peteneras. Ni idea, chico.

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    3. Ah, y quien debería de demostrar todo eso que me preguntas a mí, Mulet, eres tu mismo. Pero no sabrías cómo.

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    4. Es que no me lo puedo creer. Ahora me he dado cuenta de que hablas de "Western" para un péptido de 28 aminoácidos. Por favor. ¿Profesor? ¿De biotecnoqué? Así va el país, y sobre todo el País Valencià. Pobres, pobres, pobres, tus estudiantes....

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    5. Si tu análisis es mejor que el artículo, publícalo.

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    6. Lo de 7-8 aminoácidos [si coges 28 pero ya consideras <40% como match, las gallinas que entran por las que salen]como aproximación a alergenicidad, sin más estudio (la maquinita no toma en cuenta la estructura secundaria, terciaria, cuaternaria si la hubiera de la proteína; p.ej. http://www.jbc.org/content/272/43/26893.full ) no sirve para nada. Es cuestión de mera probabilidad (sentido común a la vista del número de proteínas que ya hay secuenciadas).
      http://toxsci.oxfordjournals.org/content/90/1/252.full.pdf+html

      O en otras palabras, las homologías que encuentras, en lugar de ser preocupantes, son "relajantes". A menos que se demuestren los dos puntos que muestra JM arriba.

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  10. Ya veo que no quieres poner mis réplicas. Te veo cobarde. Bueno, solo añado que todo el análisis lo he hecho en unos 20 minutos. Creo que el artículo de Podevin & Jardin lo deben de haber hecho en poco más de un par de horas. Le ha debido de llevar más tiempo escribirlo que "trabajarlo". Cada uno de mis artículos me lleva entre 2 y 5 años. La única vez que me llevó poquísimo, un par de semanas, se publicó en Nature. Ironías: máximo beneficio para el mínimo esfuerzo.

    En fin, Mulet, no puedo entender tu atrevimiento, el cómo publicas aquí o discutes en público, recomiendas, etc., tantas cosas para las que careces por completo de base, de conocimiento y, lo peor, de criterio. Qué irresponsabilidad.

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    1. Con gente como tú, no entiendo como no salimos de la crisis. Por cierto, te ha faltado darme los datos de alergias detectadas en gente que ha consumido transgénicos con el promotor 35S.

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    2. Me gustaría que no fueras anónimo y si tienes algún blog poder leerlo para contrastar y aprehender más. Por lo visto no es esa tu intención, por lo menos Mulet da la cara, supongo que no te interesa lo más mínimo que yo, según tú, pueda tener información pobre o deficiente al respecto, una lástima.

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  11. Estos anónimos cada día estan más amargados, pobrecicos, será la crisis :/

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  12. El anónimo de arriba se ve bastante desesperado. Y cuando estamos debatiendo, por qué se llega al punto de insultar al otro?

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  13. grutge dijo:

    "Si nos comemos otros "superpromotores" (mi pregunta implícita) y no pasa nada, ya no me preocupo :-)"

    Puede que te interese saber lo que opina el Codex Alimentarius sobre los alimentos derivados de la biotecnología:

    ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/011/a1554e/a1554e00.pdf

    Traduzco un párrafo (P.39) :

    “en algunos alimentos procesados mediante microorganismos modificados genéticamente, estos pueden sobrevivir a la elaboración y a la ingestión y pueden competir y, en algunos casos, ser retenidos en el tracto intestinal por un tiempo considerable”

    Nicolas Haydn

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