Genetinė modifikacija yra organizmo genetinės struktūros pakeitimo procesas. Tai netiesiogiai buvo daroma tūkstančius metų kontroliuojamu arba selektyviu augalų ir gyvūnų veisimu. Šiuolaikinė biotechnologija leido lengviau ir greičiau nukreipti konkretų geną, kad būtų galima tiksliau pakeisti organizmą per genų inžineriją.
Sąvokos „modifikuotas“ ir „modifikuotas“ dažnai vartojamos pakaitomis ženklinant genetiškai modifikuotus arba „GMO“ maisto produktus. Biotechnologijų srityje GMO reiškia genetiškai modifikuotą organizmą, o maisto pramonėje terminas reiškia tik maistą, kuris buvo tikslingai pagamintas, o ne selektyviai veisiamus organizmus. Šis neatitikimas sukelia painiavą tarp vartotojų, todėl JAV maisto ir vaistų administracija (FDA) teikia pirmenybę maistui, kuris yra genetiškai modifikuotas (GE).
Trumpa genetinės modifikacijos istorija
Genetinis modifikavimas datuojamas senovės laikais, kai žmonės genetikai turėjo įtakos selektyviai veisiamais organizmais, teigiama Harvardo universiteto visuomenės sveikatos mokslininko Gabrielio Rangelio straipsnyje. Kartojantis kelioms kartoms, šis procesas lemia dramatiškus rūšių pokyčius.
Tikėtina, kad šunys buvo pirmieji gyvūnai, kurie buvo tikslingai genetiškai modifikuoti. Pasak Rangelio, šios pastangos prasidėjo maždaug 32 000 metų. Laukiniai vilkai prisijungė prie mūsų protėvių medžiotojų-kolekcionierių Rytų Azijoje, kur šunys buvo prijaukinti ir išauginti, kad padidėtų jų mokomumas. Per tūkstančius metų žmonės augino skirtingus norimus asmenybės ir fizinius bruožus turinčius šunis, galų gale pritraukdami į daugybę šiandien matomų šunų.
Seniausias žinomas genetiškai modifikuotas augalas yra kviečiai. Manoma, kad šis vertingas derlius atsirado Viduriniuose Rytuose ir šiaurės Afrikoje, vadinamoje „Derlingas pusmėnulis“, sakoma 2015 m. Straipsnyje, paskelbtame žurnale „Traditional and Complementary Medicine“. Senovės ūkininkai selektyviai veisė kviečių žoles, kurių pradžia maždaug 9000 m. sukurti prijaukintas veisles su didesniais grūdais ir kietesnėmis sėklomis. Iki 8000 B.C. naminių kviečių auginimas buvo išplitęs visoje Europoje ir Azijoje. Dėl nuolatinio selektyvaus kviečių veisimo atsirado tūkstančiai veislių, kurios šiandien auginamos.
Kukurūzai taip pat patyrė keletą dramatiškiausių genetinių pokyčių per pastaruosius keletą tūkstančių metų. Štapelio derlius buvo gautas iš augalo, vadinamo teosinte - laukinės žolės su mažomis ausytėmis, turinčiomis tik kelis branduolius. Laikui bėgant, ūkininkai selektyviai veisė teosointeles žolėms, kad susidarytų kukurūzai su didelėmis ausimis, susprogdintais su branduoliais.
Remiantis „Rangel“, ne tik šiuose pasėliuose, daugumos šiandien valgomų produktų, įskaitant bananus, obuolius ir pomidorus, buvo selektyviai auginamos kelios kartos.
Technologija, specialiai pjaustanti ir perkelianti rekombinantinės DNR (rDNR) gabalą iš vieno organizmo į kitą, 1973 m. Buvo sukurta atitinkamai Kalifornijos universiteto, San Francisko ir Stanfordo universiteto tyrinėtojų Herberto Boyerio ir Stanley Coheno. Pora pernešė DNR gabalą iš vieno bakterijų kamieno į kitą, sudarydami sąlygas modifikuotoms bakterijoms atsparumą antibiotikams. Kitais metais du Amerikos molekuliniai biologai Beatrice Mintz ir Rudolf Jaenisch per pirmąjį eksperimentą įvedė svetimą genetinę medžiagą į pelių embrionus, norėdami genetiškai modifikuoti gyvūnus, naudodamiesi genų inžinerijos metodais.
Tyrėjai taip pat modifikavo bakterijas, kad būtų naudojamos kaip vaistai. 1982 m. Žmogaus insulinas buvo sintezuotas iš genetiškai modifikuoto E. coli bakterijų, tapdamas pirmuoju genetiškai modifikuotu žmonių vaistu, patvirtintu FDA, teigia Rangel.
Genetiškai modifikuotas maistas
Pasak Ohio valstijos universiteto, yra keturi pagrindiniai pasėlių genetiškai modifikuotų būdų:
- Atrankinis veisimas: Įvedami ir veisiami du augalų kamienai, kad būtų galima gauti palikuonių, turinčių specifinių savybių. Gali būti paveikta nuo 10 000 iki 300 000 genų. Tai yra seniausias genetinės modifikacijos metodas ir paprastai nėra įtrauktas į GMO maisto kategoriją.
- Mutagenezė: Augalų sėklos yra tikslingai veikiamos chemikalų ar radiacijos, kad galėtų mutuoti organizmus. Palikuonys su norimais bruožais yra laikomi ir toliau veisiami. Mutagenezė taip pat paprastai nepriskiriama GMO maisto kategorijai.
- RNR interferencija: Atskiri nepageidaujami genai augaluose yra inaktyvuojami, kad būtų pašalinti nepageidaujami bruožai.
- Transgenika: Genas paimamas iš vienos rūšies ir implantuojamas kitoje, kad būtų nustatytas pageidaujamas bruožas.
Paskutiniai du išvardyti metodai yra laikomi genetinės inžinerijos tipais. Šiandien, remiantis FDA, kai kuriems pasėliams buvo atlikta genetinė inžinerija, siekiant pagerinti pasėlių derlių, atsparumą vabzdžių pažeidimams ir atsparumą augalų ligoms, taip pat įvesti padidintą maistinę vertę. Rinkoje jie vadinami genetiškai modifikuotais arba GMO pasėliais.
„GMO pasėliai davė daug vilčių spręsdami žemės ūkio klausimus“, - teigė Nitya Jacob, Džordžijos Emory universiteto Oksfordo koledžo pasėlių žinovė.
Pirmasis genetiškai modifikuotas pasėlis, patvirtintas auginti JAV, buvo 1994 m. Pomidoras „Flavr Savr“. (Kad genetiškai modifikuoti maisto produktai būtų auginami JAV, juos turi patvirtinti ir Aplinkos apsaugos agentūra (EPA), ir FDA.) Naujų pomidorų galiojimo laikas buvo ilgesnis dėl to, kad buvo išjungtas genas, dėl kurio pomidorai pradeda dygti, kai tik jie bus nuskinti. Anot Kalifornijos universiteto Žemės ūkio ir gamtinių išteklių skyriaus, pomidorui taip pat buvo pažadėtas sustiprintas skonis.
Šiandien FDA duomenimis, medvilnė, kukurūzai ir sojos yra labiausiai paplitę pasėliai, auginami JAV. Beveik 93 procentai sojų pupelių ir 88 procentai kukurūzų pasėlių yra genetiškai modifikuoti. JAV žemės ūkio departamento (USDA) duomenimis, daugelis GMO augalų, tokių kaip modifikuota medvilnė, buvo sukurti taip, kad būtų atsparūs vabzdžiams ir žymiai sumažintų pesticidų, galinčių užteršti požeminius vandenis ir juos supančią aplinką, poreikį.
Pastaraisiais metais plačiai paplitęs GMO kultūrų auginimas tampa vis kontroversiškesnis.
„Vienas rūpesčių yra GMO poveikis aplinkai“, - sakė Jokūbas. "Pavyzdžiui, GMO pasėlių žiedadulkės gali pasklisti ne genetiškai modifikuotų augalų pasėliuose, bet ir piktžolių populiacijose, dėl kurių ne GMO dėl kryžminio apdulkinimo įgyja GMO savybes."
Daugybė didelių biotechnologijų kompanijų monopolizavo GMO pasėlių pramonę, sakė Jokūbas, apsunkindamas pragyvenimą individualiems, smulkiems ūkininkams. Vis dėlto, nors kai kurie ūkininkai gali būti išstumti iš verslo, ūkininkai, dirbantys kartu su biotechnologijų įmonėmis, gali pasinaudoti padidėjusio derliaus ir sumažėjusių pesticidų sąnaudų ekonomine nauda, teigia USDA.
Remiantis „Consumer Reports“, „The New York Times“ ir „The Mellman Group“ atlikta apklausa, daugumai JAV žmonių svarbu ženklinti GMO maistą. Žmonės, griežtai palaikantys GMO ženklinimą, mano, kad vartotojai turėtų galėti nuspręsti, ar jie nori pirkti genetiškai modifikuotą maistą.
Tačiau, pasak Jokūbo, nėra aiškių mokslinių įrodymų, kad GMO yra pavojingi žmonių sveikatai.
Genetiškai modifikuojantys gyvūnai ir žmonės
Šiandien gyvuliai dažnai selektyviai veisiami, siekiant pagerinti augimo greitį ir raumenų masę bei skatinti atsparumą ligoms. Pvz., Remiantis 2010 m. Straipsniu, paskelbtu žurnale „Anatomy“, kai kurios viščiukų, auginamų mėsai, eilutės šiandien išaugo 300 procentų greičiau nei septintajame dešimtmetyje. Šiuo metu jokie gyvūniniai produktai JAV rinkoje, įskaitant vištieną ar jautieną, nėra genetiškai modifikuoti, todėl nė vienas iš jų nėra klasifikuojamas kaip GMO ar GE maisto produktai.
Remiantis Nacionaliniu žmogaus genomo tyrimų institutu, pastaruosius kelis dešimtmečius mokslininkai genetiškai modifikavo laboratorinius gyvūnus siekdami nustatyti būdus, kaip vieną dieną biotechnologijos galėtų padėti gydyti žmonių ligas ir atitaisyti žmonių audinių pažeidimus. Viena iš naujausių šios technologijos formų yra vadinama CRISPR (tariama „crisper“).
Ši technologija pagrįsta bakterinės imuninės sistemos gebėjimu naudoti CRISPR regionus ir Cas9 fermentus, kad būtų inaktyvuotos svetimos DNR, patenkančios į bakterijos ląstelę. Ta pati metodika leidžia mokslininkams nusitaikyti į konkretų geną ar genų grupę modifikavimui, sakė Gretchen Edwalds-Gilbert, Kalifornijos Scripps koledžo biologijos docentas.
Tyrėjai naudoja CRISPR technologiją, siekdami išgydyti vėžį ir surasti bei redaguoti atskirus DNR vienetus, kurie gali sukelti būsimas žmogaus ligas. Kamieninių ląstelių terapijoje taip pat gali būti naudojama genetinė inžinerija, regeneruojant pažeistą audinį, pavyzdžiui, po insulto ar širdies priepuolio, sakė Edwaldsas-Gilbertas.
Labai prieštaringai vertinamame tyrime bent vienas tyrėjas teigia išbandęs CRISPR technologiją žmogaus embrionuose, kad būtų pašalintos tam tikrų ligų galimybės. Šis mokslininkas susidūrė su griežtu patikrinimu ir kurį laiką buvo laikomas namų areštu jų gimtojoje šalyje Kinijoje.
Moralinė dilema
Ši technologija gali būti prieinama, tačiau ar mokslininkai turėtų atlikti genetinės modifikacijos tyrimus su žmonėmis? Tai priklauso, sakė Rivka Weinbergas, „Scripps“ kolegijos filosofijos profesorius.
„Kalbėdami apie kažką panašaus į technologiją, turite galvoti apie ketinimą ir skirtingą jos panaudojimą“, - teigė Weinbergas.
Didžioji dalis medicininių tyrimų, kuriuose naudojamas genetinis inžinerija, atliekama sutikus pacientams. Tačiau vaisiaus genų inžinerija yra kita istorija.
„Eksperimentai su žmonėmis be jų sutikimo iš esmės yra problemiški“, - teigė Weinbergas. "Yra ne tik rizika, rizika nėra išskirta. Mes net nežinome, kuo rizikuojame."
Jei naujos kartos technologija būtų prieinama ir būtų įrodyta, kad ji yra saugi, prieštaravimų, kad ji būtų išbandyta žmonėms, bus minimali, sakė Weinbergas. Bet taip nėra.
„Didelė visų šių eksperimentinių technologijų problema yra ta, kad jos yra eksperimentinės“, - teigė Weinbergas. "Viena pagrindinių priežasčių, kodėl žmonės buvo taip pasibaisėję Kinijos mokslininko, kuris naudojo CRISPR technologiją embrionams, yra todėl, kad tai yra toks ankstyvas eksperimentavimo etapas. Tai nėra genetikos inžinerija. Jūs tiesiog eksperimentuojate su jais".
Didžioji dauguma genų inžinerijos šalininkų supranta, kad technologija dar nėra parengta išbandyti su žmonėmis, ir teigia, kad procesas bus naudojamas gerai. Jokūbas teigė, kad genetinės modifikacijos tikslas visada buvo spręsti problemas, su kuriomis šiuo metu susiduria žmonių visuomenė.
Papildoma literatūra:
