Genetička modifikacija je proces promjene genetske strukture organizma. To se već tisućama godina čini neizravno kontroliranim ili selektivnim uzgojem biljaka i životinja. Suvremena biotehnologija olakšala je i brže ciljanje određenog gena za precizniju izmjenu organizma putem genetskog inženjeringa.
Izrazi "modificirani" i "dizajnirani" često se upotrebljavaju naizmjenično u kontekstu označavanja genetski modificirane ili "GMO" hrane. U području biotehnologije, GMO označava genetski modificirani organizam, dok se u prehrambenoj industriji izraz odnosi isključivo na hranu koja je namjerno proizvedena, a ne selektivno uzgajana na organizmu. To odstupanje dovodi do zbrke među potrošačima, pa tako američka Uprava za hranu i lijekove (FDA) preferira izraz genetski dizajniran (GE) za hranu.
Kratka povijest genetske modifikacije
Genetska modifikacija datira još iz davnih vremena, kada su ljudi utjecali na genetiku selektivno uzgajajući organizme, navodi se u članku Gabriela Rangela, znanstvenika za javno zdravstvo na Sveučilištu Harvard. Ako se ponavlja kroz nekoliko generacija, ovaj postupak dovodi do dramatičnih promjena u vrsti.
Psi su vjerovatno bili prve životinje namjerno genetski modificirane, a počeci tog napora datiraju oko 32.000 godina, prema Rangelu. Divlji vukovi pridružili su se našim precima lovcima i sakupljačima u Istočnoj Aziji, gdje su očnjaci bili pripitomljeni i uzgajani kako bi povećali poslušnost. Kroz tisuće godina ljudi uzgajali su pse različitih željenih i fizičkih osobina, što je na kraju dovelo do širokog spektra pasa kakve danas vidimo.
Najranija poznata genetski modificirana biljka je pšenica. Smatra se da je ova vrijedna kultura podrijetlom sa Bliskog istoka i sjeverne Afrike na području poznatom kao plodni polumjesec, navodi se u članku iz 2015. objavljenom u časopisu Journal of Traditional and Complementary Medicine. Drevni poljoprivrednici selektivno su uzgajali trave pšenice počevši oko 9000. god. stvoriti pripitomljene sorte s većim zrnima i čvršćim sjemenkama. Uzgoj domaće pšenice već se 8000. godine prije Krista proširio po Europi i Aziji. Nastavak selektivnog uzgoja pšenice rezultirao je tisućama sorti koje se danas uzgajaju.
Kukuruz je također doživio neke od najdramatičnijih genetskih promjena u posljednjih nekoliko tisuća godina. Prinos usjeva izveden je iz biljke poznate kao teosinte, divlje trave s sitnim ušima koje su nosile samo nekoliko zrnaca. Vremenom su farmeri selektivno uzgajali trava teosinte da bi stvorili kukuruz s velikim ušima ispucanim sjemenkama.
Pored tih usjeva, velik dio proizvoda koji danas jedemo - uključujući banane, jabuke i rajčice - prošao je nekoliko generacija selektivnog uzgoja, navodi Rangel.
Tehnologiju koja posebno reže i prenosi dio rekombinantne DNK (rDNA) iz jednog u drugi organizam razvili su 1973. Herbert Boyer i Stanley Cohen, istraživači sa Sveučilišta u Kaliforniji, San Francisco i Sveučilišta Stanford. Par je prenio komad DNK iz jednog soja bakterija u drugi, omogućujući otpornost na antibiotike u modificiranim bakterijama. Sljedeće godine, dva američka molekularna biologa, Beatrice Mintz i Rudolf Jaenisch, uveli su strani genetski materijal u mišje embrije u prvom pokusu kako bi genetski modificirali životinje tehnikama genetskog inženjeringa.
Istraživači su također modificirali bakterije koje će se koristiti kao lijekovi. Godine 1982. humani inzulin sintetiziran je iz genetski inženjerstva E coli Rangel je postao prvi ljudski lijek genetski inženjerki odobren od FDA, prema Rangelu.
Genetski modificirana hrana
Prema Sveučilištu Ohio State, postoje četiri osnovne metode genetičkog mijenjanja usjeva:
- Selektivni oplemenjivanje: Uvode se i uzgajaju dva soja biljaka da bi se dobilo potomstvo sa specifičnim osobinama. Između 10 000 i 300 000 gena može biti pogođeno. Ovo je najstarija metoda genetske modifikacije, a obično nije uključena u kategoriju GMO hrane.
- Mutageneza: Sjemenke biljke namjerno su izložene kemikalijama ili zračenju kako bi mutirale organizme. Potomke s željenim osobinama čuvaju i dalje uzgajaju. Mutageneza također nije uobičajeno uključena u kategoriju GMO hrane.
- RNA interferencija: Pojedini nepoželjni geni u biljkama inaktivirani su kako bi se uklonile sve neželjene osobine.
- Transgenika: Gen se uzima iz jedne vrste i implantira se u drugu kako bi se unijela poželjna osobina.
Posljednje dvije navedene metode smatraju se vrstama genetskog inženjeringa. Danas su se neke kulture podvrgle genetskom inženjeringu radi poboljšanja prinosa usjeva, otpornosti na oštećenja insekata i imuniteta na biljne bolesti, kao i zbog uvođenja povećane hranjive vrijednosti, prema FDA. Na tržištu se to nazivaju genetski modificirane, ili GMO usjeve.
"GMO usjeve dale su puno obećanja u rješavanju poljoprivrednih pitanja", rekla je Nitya Jacob, poljoprivrednica na Oxford Collegeu sa Sveučilišta Emory u Georgiji.
Prva genetski proizvedena kultura odobrena za uzgoj u SAD-u bila je rajčica Flavr Savr 1994. (Da bi se uzgajala u SAD-u, genetski modificiranu hranu moraju prihvatiti i Agencija za zaštitu okoliša (EPA) i FDA.) novi paradajz je imao dulji rok trajanja zahvaljujući deaktivaciji gena koji uzrokuje da rajčice počnu postajati ljepljive čim se uberu. Rajčica je također obećala da će imati pojačani okus, prema Sveučilištu Kalifornije, Odjel za poljoprivredu i prirodne resurse.
Danas su pamuk, kukuruz i soja najčešći usjevi koji se uzgajaju u SAD-u. Gotovo 93 posto soje i 88 posto usjeva kukuruza genetski je modificirano, prema FDA. Mnoge GMO kulture, poput modificiranog pamuka, konstruirane su tako da budu otporne na insekte, značajno smanjujući potrebu za pesticidima koji mogu kontaminirati podzemne vode i okolni okoliš, prema američkom Ministarstvu poljoprivrede (USDA).
U posljednjih nekoliko godina, rašireno uzgoj GMO usjeva postajalo je sve kontroverznije.
"Jedna od briga je utjecaj GMO-a na okoliš", rekao je Jacob. "Na primjer, pelud s GMO usjeva može se proširiti na polja bez GMO usjeva, kao i u populacije korova, što može dovesti do toga da ne-GMO dobiju karakteristike GMO-a zbog unakrsnog oprašivanja."
Nekoliko velikih biotehnoloških tvrtki monopoliziralo je proizvodnju GMO usjeva, rekao je Jacob, što otežava zaradu za život pojedinačnih, malih poljoprivrednika. Međutim, iako neki poljoprivrednici mogu biti izgurani iz posla, oni koji rade s biotehničkim tvrtkama mogu iskoristiti ekonomsku korist od povećanih prinosa i smanjenih troškova pesticida, rekao je USDA.
Označavanje GMO hranom važno je za većinu ljudi u SAD-u, prema anketama koje su proveli Consumer Reports, New York Times i The Mellman Group. Ljudi se izrazito zalažu za označavanje GMO-a vjeruju da bi potrošači trebali moći odlučiti žele li kupiti genetski modificiranu hranu.
Međutim, rekao je Jacob, ne postoje jasni znanstveni dokazi da su GMO opasni za ljudsko zdravlje.
Genetski modificiranje životinja i ljudi
Danas se stoka često selektivno uzgaja kako bi se poboljšala stopa rasta i mišićne mase i potaknuo otpornost na bolesti. Na primjer, određene linije pilića uzgajanih za meso uzgajane su da bi danas rasle 300 posto brže nego 1960-ih, navodi se u članku iz 2010. objavljenom u časopisu Journal of Anatomy. Trenutačno nijedan proizvod životinjskog podrijetla na tržištu u SAD-u, uključujući piletinu ili govedinu, nije genetski proizveden, te se, prema tome, nijedan ne klasificira kao GMO ili GE prehrambeni proizvodi.
Posljednjih nekoliko desetljeća istraživači genetski modificiraju laboratorijske životinje kako bi utvrdili načine na koje bi biotehnologija jednog dana mogla pomoći u liječenju bolesti ljudi i saniranju oštećenja tkiva kod ljudi, prema Nacionalnom istraživačkom institutu za ljudski genom. Jedan od najnovijih oblika ove tehnologije naziva se CRISPR (izgovara se "bistriji").
Tehnologija se temelji na sposobnosti bakterijskog imunološkog sustava da koristi CRISPR regije i enzime Cas9 da inaktivira tuđu DNK koja ulazi u bakterijsku stanicu. Ista tehnika omogućuje znanstvenicima ciljanje određenog gena ili skupine gena za modifikaciju, rekla je Gretchen Edwalds-Gilbert, izvanredna profesorica biologije na Scripps Collegeu u Kaliforniji.
Istraživači koriste CRISPR tehnologiju za traženje lijekova za rak i pronalaženje i uređivanje pojedinih dijelova DNK koji mogu dovesti do budućih bolesti kod pojedinca. Terapija matičnim ćelijama također se može koristiti genskim inženjeringom u regeneraciji oštećenog tkiva, poput moždanog udara ili srčanog udara, rekla je Edwalds-Gilbert.
U vrlo kontroverznoj studiji, barem jedan istraživač tvrdi da je testirao CRISPR tehnologiju na ljudskim embrionima sa ciljem uklanjanja mogućnosti za određene bolesti. Taj se znanstvenik suočio s oštrom kontrolom i neko vrijeme je bio pod kućnim pritvorom u svojoj domovini Kini.
Moralna dilema
Tehnologija je možda dostupna, ali trebaju li znanstvenici provesti studije genetske modifikacije na ljudima? Ovisi, rekla je Rivka Weinberg, profesorica filozofije na Scripps Collegeu.
"Kad je riječ o nečemu poput tehnologije, morate razmišljati o namjeri i različitoj upotrebi iste", rekao je Weinberg.
Većina medicinskih ispitivanja liječenja koja koriste genetski inženjering provodi se na pacijentu koji pristaje. Međutim, genetički inženjering na plodu je druga priča.
"Eksperimentiranje na ljudskim subjektima bez njihovog pristanka inherentno je problematično", rekao je Weinberg. "Ne postoje samo rizici, rizici nisu mapirani. Mi čak ne znamo u što rizikujemo."
Ako bi tehnologija nove generacije bila dostupna i pokazala se sigurnom, prigovori da se testiraju na ljudima bili bi minimalni, rekao je Weinberg. Ali to nije slučaj.
"Veliki problem svih ovih eksperimentalnih tehnologija je taj što su eksperimentalne", rekao je Weinberg. "Jedan od glavnih razloga zašto su ljudi toliko uplašili kineskog znanstvenika koji je koristio CRISPR tehnologiju na embrionima je taj što je to tako rana faza eksperimentiranja. To nije genetski inženjering. Vi samo eksperimentirate na njima."
Ogromna većina zagovornika genetskog inženjeringa shvaća da tehnologija još nije spremna za testiranje na ljudima i kažu da će se taj proces koristiti za dobro. Cilj genetske modifikacije, rekao je Jacob, "uvijek je bio rješavanje problema s kojima se trenutno suočava ljudsko društvo."
Daljnje čitanje:
