Genska sprememba je postopek spreminjanja genske sestave organizma. To že tisočletja posredno počnejo z nadzorovano ali selektivno vzrejo rastlin in živali. Sodobna biotehnologija je s pomočjo genskega inženiringa olajšala in hitreje ciljala na določen gen za natančnejšo spremembo organizma.
Izraza "modificirano" in "oblikovano" se pogosto uporabljata medsebojno v okviru označevanja gensko spremenjenih živil ali "GSO". Na področju biotehnologije GSO pomeni gensko spremenjeni organizem, medtem ko se v prehrambeni industriji izraz nanaša izključno na živila, ki so bila namensko zasnovana in niso selektivno vzrejena. To neskladje vodi do zmede med potrošniki, zato ameriška agencija za hrano in zdravila (FDA) daje prednost gensko inženirstvu (GE) za hrano.
Kratka zgodovina genske spremembe
Genske spremembe segajo v starodavne čase, ko so ljudje vplivali na genetiko s selektivnim razmnoževanjem organizmov, piše v članku Gabriela Rangela, znanstvenika za javno zdravje na univerzi Harvard. Ko se ta postopek ponavlja več generacij, vodi v dramatične spremembe vrste.
Psi so bili verjetno prve živali, ki so bile namenoma gensko spremenjene, začetki tega prizadevanja pa so bili stari približno 32.000 let, je povedal Rangel. Divji volkovi so se pridružili našim prednikom lovcev in nabiralcev v Vzhodni Aziji, kjer so bili pasji udomačeni in vzrejeni, da so povečali poslušnost. Skozi tisoče let so ljudje vzrejali pse z različnimi želenimi osebnostnimi in telesnimi lastnostmi, kar na koncu privede do najrazličnejših psov, ki jih danes vidimo.
Najzgodnejša gensko spremenjena rastlina je pšenica. Ta dragoceni pridelek naj bi izviral z Bližnjega vzhoda in severne Afrike na območju, ki ga poznamo kot plodni polmesec, je bilo razvidno iz članka iz leta 2015, objavljenega v reviji Journal of Traditional and Complementary Medicine. Starodavni kmetje so selektivno vzrejali pšenične trave, začenši okoli leta 9000 B.C. ustvariti udomačene sorte z večjimi zrni in trdnejšimi semeni. Do 8000 pred našim štetjem se je gojenje udomačene pšenice razširilo po Evropi in Aziji. Nadaljevanje selektivne vzreje pšenice je povzročilo na tisoče sort, ki se danes gojijo.
Koruza je doživela tudi nekatere najbolj dramatične genetske spremembe v zadnjih nekaj tisoč letih. Pridelek rezanih je bil pridobljen iz rastline, znane kot teosinte, divje trave z drobnimi ušesi, ki je obrodila le nekaj jedrc. Sčasoma so kmetje selektivno gojili trave teosinte in tako ustvarili koruzo z velikimi ušesi, ki so počila z jedrci.
Rangel je večino pridelka, ki ga danes jemo, vključno z bananami, jabolki in paradižnikom, že več generacij selektivna reja.
Tehnologijo, ki posebej reže in prenese del rekombinantne DNK (rDNA) iz enega organizma v drugega, sta leta 1973 razvila Herbert Boyer in Stanley Cohen, raziskovalca na kalifornijski univerzi v San Franciscu in univerzi Stanford. Par je kos DNK prestavil iz enega seva bakterij v drugega, kar je omogočilo odpornost na antibiotike v spremenjenih bakterijah. Naslednje leto sta dva ameriška molekularna biologa, Beatrice Mintz in Rudolf Jaenisch, v prvi poskus poskušala v mišje zarodke vnesti tuji genetski material za genetsko spreminjanje živali z uporabo tehnik genskega inženiringa.
Raziskovalci so prav tako spreminjali bakterije, ki naj bi jih uporabljali kot zdravila. Leta 1982 so iz genskega inženirstva sintetizirali človeški inzulin E. coli Rangel je postal prvo gensko inženirsko humano zdravilo, ki ga je odobrila FDA.
Gensko spremenjena hrana
Glede na državno univerzo Ohio obstajajo štiri glavne metode gensko spremenjenih pridelkov:
- Selektivna vzreja: Vstavimo in vzrejamo dva roda rastlin, da bi ustvarili potomce s posebnimi lastnostmi. Prizadene lahko med 10.000 in 300.000 genov. To je najstarejša metoda genske spremembe in običajno ni vključena v kategorijo hrane z GSO.
- Mutageneza: Semena rastlin so namenoma izpostavljena kemikalijam ali sevanju, da bi mutirali organizme. Potomke z želenimi lastnostmi hranijo in dalje vzrejajo. Mutageneza prav tako ni običajno vključena v kategorijo hrane z GSO.
- Vmešavanje RNA: Posamezni nezaželeni geni v rastlinah so inaktivirani, da bi odstranili vse neželene lastnosti.
- Transgenika: Vzame se gen iz ene vrste in ga vsadi v drugo, da se vnese zaželena lastnost.
Zadnji dve navedeni metodi se štejeta za vrste genskega inženiringa. Danes so bile nekatere rastline podvržene genskemu inženiringu za izboljšanje pridelka, odpornost proti škodljivim insektom in odpornost proti boleznim rastlin, pa tudi za uvedbo povečane hranilne vrednosti, poroča FDA. Na trgu se ti imenujejo gensko spremenjene ali GSO pridelki.
"Gensko spremenjeni pridelki so prinesli veliko obljube pri reševanju kmetijskih vprašanj," je povedala Nitya Jacob, poljščina na Oxford College of University of Emory v Gruziji.
Prva gensko spremenjena rastlina, ki je bila odobrena za gojenje v ZDA, je bil paradižnik Flavr Savr leta 1994. (Da bi ga lahko gojili v ZDA, morata gensko spremenjena živila sprejeti tako Agencija za varstvo okolja (EPA) kot FDA.) novi paradižnik je imel daljši rok trajanja zahvaljujoč deaktivaciji gena, ki povzroči, da paradižnik postane lupljiv, takoj ko ga poberemo. Po poročanju Oddelka za kmetijstvo in naravne vire kalifornijske univerze je paradižnik obljubil tudi okrepljeno aromo.
Danes so bombaž, koruza in soja najpogostejši posevki v ZDA. Skoraj 93 odstotkov soje in 88 odstotkov posevkov koruze je gensko spremenjenih, poroča FDA. Številne gensko spremenjene rastline, na primer modificirani bombaž, so bile zasnovane tako, da so odporne proti žuželkam, kar znatno zmanjšuje potrebo po pesticidih, ki bi lahko kontaminirali podtalnico in okoliško okolje, poroča ameriško ministrstvo za kmetijstvo (USDA).
V zadnjih letih je vse bolj sporno razširjeno gojenje gensko spremenjenih pridelkov.
"Ena skrb je vpliv GSO na okolje," je dejal Jacob. "Na primer, cvetni prah z gensko spremenjenih rastlin lahko seva na polja, ki niso gensko spremenjena, in v populacijo plevelov, kar lahko privede do tega, da ne-GSO pridobijo značilnosti GSO zaradi navzkrižne oprašitve."
Jakov je dejal, da je peščica velikih biotehnoloških podjetij monopolizirala rast pridelkov gensko spremenjenih pridelkov in tako samostojnim, malim kmetom otežila preživljanje. Medtem ko nekateri kmetje morda ne bodo mogli prenehati s poslovanjem, lahko tisti, ki sodelujejo z biotehničnimi podjetji, izkoristijo gospodarske koristi od povečanega pridelka in zmanjšanih stroškov pesticidov, navaja USDA.
Označevanje gensko spremenjene hrane je za večino ljudi v ZDA pomembno, so pokazale ankete Consumer Reports, New York Times in The Mellman Group. Ljudje trdno podpirajo označevanje gensko spremenjenih organizmov, menijo, da bi se morali potrošniki odločiti, ali želijo kupiti gensko spremenjena živila.
Vendar, je dejal Jacob, ni jasnih znanstvenih dokazov, da so GSO nevarne za zdravje ljudi.
Gensko spreminjajoče živali in ljudi
Danes se živina pogosto selektivno vzreja, da bi izboljšali hitrost rasti in mišično maso ter spodbudili odpornost na bolezni. Na primer, nekatere piščance, vzgojene za meso, so vzrejali, da danes rastejo 300 odstotkov hitreje kot v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, je razvidno iz članka iz leta 2010, objavljenega v reviji Journal of Anatomy. Trenutno noben živalski proizvod na ameriškem trgu, vključno s piščancem ali govedino, ni gensko razvit, zato noben živalski proizvod ni uvrščen med gensko spremenjene proizvode ali gensko spremenjene izdelke.
V zadnjih nekaj desetletjih raziskovalci laboratorijske živali gensko spreminjajo, da bi določili načine, kako bi lahko biotehnologija nekega dne pomagala pri zdravljenju bolezni ljudi in saniranju poškodb tkiv pri ljudeh, navaja Nacionalni inštitut za človeški genom. Ena izmed najnovejših oblik te tehnologije se imenuje CRISPR (izgovarja se "bolj hrustljav").
Tehnologija temelji na sposobnosti bakterijskega imunskega sistema, da uporablja regije CRISPR in encime Cas9 za inaktivacijo tuje DNK, ki vstopi v bakterijsko celico. Ista tehnika omogoča znanstvenikom ciljanje na določen gen ali skupino genov za modifikacijo, je dejala Gretchen Edwalds-Gilbert, izredna profesorica biologije na Scripps College v Kaliforniji.
Raziskovalci uporabljajo tehnologijo CRISPR za iskanje zdravil za raka in za iskanje in urejanje posameznih kosov DNK, ki bi lahko pri posamezniku privedli do bolezni v prihodnosti. Edwalds-Gilbert je dejal, da zdravljenje z matičnimi celicami lahko uporablja tudi gensko inženirstvo pri obnavljanju poškodovanega tkiva, na primer zaradi možganske kapi ali srčnega infarkta.
V zelo kontroverzni študiji vsaj en raziskovalec trdi, da je preizkusil tehnologijo CRISPR na človeških zarodkih, da bi odpravil možnost nekaterih bolezni. Ta znanstvenik se že nekaj časa sooča s strogim nadzorom in je bil v hišni priporni državi na Kitajskem.
Moralna dilema
Tehnologija je morda na voljo, toda ali morajo znanstveniki nadaljevati študije genetske modifikacije na ljudeh? Odvisno je, je povedala Rivka Weinberg, profesorica filozofije na Scripps College.
"Ko gre za nekaj takega kot tehnologija, morate razmišljati o nameri in drugačni uporabi le-te," je dejal Weinberg.
Večina medicinskih preskušanj za zdravljenje, ki uporabljajo gensko inženirstvo, se opravi na odobritvi pacientov. Vendar pa je gensko inženiring na plodu druga zgodba.
"Eksperimentiranje na človeških osebah brez njihovega soglasja je že samo po sebi problematično," je dejal Weinberg. "Ne obstajajo samo tveganja, tveganja niso preslikana. Sploh ne vemo, v kaj tvegamo."
Če bi bila tehnologija nove generacije na voljo in se izkazala za varno, bi bili nasprotovanja njenemu testiranju na ljudeh minimalna, je dejal Weinberg. Ampak to ni tako.
"Velika težava vseh teh eksperimentalnih tehnologij je, da so eksperimentalne," je dejal Weinberg. "Eden glavnih razlogov, zakaj je ljudi tako zgrozil kitajski znanstvenik, ki je uporabljal tehnologijo CRISPR na zarodkih, je, ker je to tako zgodnja faza eksperimentiranja. To ni gensko inženirstvo. Samo eksperimentirate na njih."
Velika večina zagovornikov genskega inženiringa se zaveda, da tehnologija še ni pripravljena za preskušanje na ljudeh, in trdijo, da bo postopek uporabljen za dobro. Cilj genetske modifikacije, je dejal Jacob, "je bil vedno spoprijeti se s težavami, s katerimi se trenutno sooča človeška družba."
Nadaljnje branje:
