To nie są GMO twojego ojca

Nowa fala upraw edytowanych genami unika regulatorów i niedługo trafią do sklepów. Za pomocą

• Antonio Regalado strona archiwum

19 grudnia 2017 r.

Kiedy odwiedziłem farmę Jasona McHenry'ego w Południowej Dakocie, młody rolnik, ubrany w znoszone dżinsy i okulary przeciwsłoneczne, poprowadził mnie po śliskiej stalowej drabinie stojącej obok kosza na zboże. Wpadliśmy przez właz do ruchomej góry soi. Można je przesiać przez palce i posmakować ich słodkiego, mętnego smaku.

Uprawy soi w USA to cztery miliardy buszli rocznie, około 240 miliardów funtów. Generuje większość wpływów gotówkowych dla amerykańskich gospodarstw po bydło i kukurydzę. Spośród tych ziaren ponad 90 procent to organizmy modyfikowane genetycznie, czyli GMO – to znaczy zostały genetycznie wzmocnione, najczęściej poprzez dodanie genu z bakterii glebowej, który uodparnia je na glifosat chwastobójczy, powszechnie znany jako Roundup.

Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2018 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Jednak 4000 buszli, w których siedzieliśmy z McHenrym, reprezentuje nowy typ rośliny, który został zmodyfikowany za pomocą edycji genów. Startup wykorzystał tę technologię do wprowadzenia zmian w dwóch genach zaangażowanych w syntezę kwasów tłuszczowych, dzięki czemu olej tłoczony z ziaren bardziej przypomina oliwę z oliwek niż typowy olej sojowy.

McHenry po raz pierwszy usłyszał propozycję fasoli w grudniu zeszłego roku w hotelu w pobliżu spółdzielni przetwórców soi w Południowej Dakocie. Mamy coś nowego i ekscytującego, powiedział rolnikom sprzedawca. Słyszałeś o zakazie tłuszczów trans? Olej sojowy traci udział w rynku, odkąd rząd USA zakazał niezdrowych tłuszczów wytwarzanych, gdy olej sojowy jest częściowo uwodorniony i zamienia się w ciało stałe (pomyśl Crisco). Te tłuszcze były zabijać ludzi . To złe jedzenie.

Olej z fasoli edytowanej genetycznie może rozwiązać ten problem, ponieważ nie musi być przetwarzany w ten sam sposób. McHenry słyszał, że każdy rolnik, który zgodziłby się na sadzenie fasoli, będzie częścią fali innowacji, która zapełnia półki sklepowe greckimi jogurtami, zielonymi opakowaniami i zdrowymi składnikami. Co więcej, oznaczałoby to kilka ćwiartek więcej na buszel. Zarabiasz trochę więcej pieniędzy, masz wspaniałe doświadczenie i jesteś częścią rewolucji, powiedział handlarz Thomas Stoddard, chudy biolog, który został sprzedawcą nasion, który odwiedził ze mną farmę McHenry'ego.

Dla McHenry'ego, rolnika dopiero rozpoczynającego działalność z własnymi hektarami, własnymi długami i własnymi decyzjami, prezentacja miała sens. Fasolki odporne na Roundup, które jego ojciec nadal sadzi, są drogie. Co więcej, Tumbleweeds ewoluowały, aby przetrwać opryskiwanie i rosnąć aż do talii. Patrząc na rynek jako całość, Europa i Chiny kwestionują GMO, mówi McHenry. Musisz trzymać rękę na pulsie tego, czego chce konsument, a jako rolnik musisz się wyróżniać. Jeśli patrzysz na rynek, który może zniknąć, musisz pomyśleć o alternatywach.

Jason McHenry w Południowej Dakocie, gdzie uprawia soję stworzoną za pomocą edycji genów.

Nowe ziarna są dziełem startupu o nazwie Calyxt, położonego 300 mil dalej, niedaleko Minneapolis, gdzie pracuje Stoddard, i prawie prostym strzałem na wschód autostradą 90 od farmy McHenry'ego. W szklarniach firmy co tydzień tysiące roślin poddaje się edycji poprzez edycję genów. Zaletą tej technologii jest to, że pozwala naukowcom tworzyć designerskie rośliny, które nie mają w sobie obcego DNA. Technika, która dodaje lub usuwa fragmenty informacji genetycznej, jest podobna do tej, którą można by osiągnąć dzięki konwencjonalnej hodowli, tylko o wiele szybciej. Zasadniczo, jeśli w soi jest jakaś jakość, którą lubisz i jeśli znasz odpowiedzialne instrukcje genetyczne, edycja genów może przenieść je do innej fasoli w jednym kroku molekularnym.

Dla wielu naukowców potencjał edycji genów wydaje się prawie nieograniczony, oferując nowy sposób szybkiego tworzenia roślin odpornych na suszę, odpornych na choroby lub o ulepszonym smaku. Pomidor z supermarketu, który dobrze smakuje? Może się tak zdarzyć, jeśli naukowcy przywrócą geny odpowiedzialne za smak, które sprawiają, że odmiany odziedziczone są pyszne. A co z rośliną kukurydzy z dwukrotnie większą ilością ziaren? Naukowcy wierzą, że jeśli natura na to pozwoli, edycja genów pozwoli im to zbudować.

Do tej pory celem każdego udanego GMO na rynku było zwiększenie plonów z każdego akra ziemi uprawnej. Wprowadzanie na rynek zdrowszej żywności wyprodukowanej z GMO było większym wyzwaniem. Ale jeśli rośliny poddane edycji genowej mogą uniknąć piętna GMO, może się to zmienić.

Jest jeszcze jeden powód, dla którego edycja genów wywołuje ekscytację w przemyśle. Departament Rolnictwa USA doszedł do wniosku, że nowe rośliny nie są artykułami regulowanymi. Powodem jest luka prawna: jej przepisy dotyczą tylko GMO skonstruowanych przy użyciu patogenów roślinnych, takich jak bakterie, lub ich DNA. Oznacza to, że Calyxt może komercjalizować swoje ziarna bez przechodzenia przez proces zezwoleń, inspekcji i testów bezpieczeństwa wymaganych w przypadku innych genetycznie zmodyfikowanych upraw. Liczy na to, że skróci się o co najmniej połowę 13 lat i 130 milionów dolarów, które firmy zainwestowały średnio w celu stworzenia nowego GMO i przekazania go w ręce rolników.

Dla przeciwników GMO nowe, nieuregulowane rośliny są źródłem niepokoju. Przez lata argumentowali, że GMO należy zwalczać, ponieważ mogą być niebezpieczne. A co, jeśli powodują alergie lub zatruwają motyle? Teraz linie frontu się przesuwają, ponieważ firmy takie jak Calyxt mogą tworzyć rośliny bez DNA z innych gatunków. Mogą argumentować, że edycja genów jest jedynie technologią przyspieszonej hodowli.

Dla krytyków każda próba przeklasyfikowania roślin inżynieryjnych jako naturalnych jest niebezpieczną fikcją. Jim Thomas, szef organizacji non-profit o nazwie ETC Group, która lobbuje w kwestiach środowiskowych, mówi, że jeśli nie będą musieli przechodzić przez wymogi regulacyjne, to znowu gra o modyfikację genetyczną w rolnictwie. To jest nagroda. Konstruują definicję GMO, aby edycja genów wykraczała poza nią.

Genetyk z University of Minnesota, Dan Voytas, opracowuje nowe rośliny przy użyciu inżynierii genetycznej. Dżin wyszedł z butelki, mówi.

Już teraz wysiłki mające na celu przekonanie rządów i grup żywnościowych osiągają skalę planetarną. Nowa Zelandia zdecydowała, że ​​nowe rośliny są w końcu GMO, podobnie jak własna rada ekologiczna USDA. Holandia i Szwecja uważają, że tak nie jest. Chiny nie powiedziały. Unia Europejska wciąż musi się zdecydować. Miliardy światowego eksportu zboża mogą ostatecznie zawisnąć na szali.

Przeciwnicy twierdzą, że są gotowi walczyć o zasady, przepisy i etykiety. Nasze stanowisko nigdy się nie zmieniło. To tylko forma inżynierii genetycznej, więc powinno się dziać to samo — powinny być wymagane oceny bezpieczeństwa, mówi Michael Hansen, naukowiec z Consumer Union, grupy lobbingowej przywiązanej do Raporty konsumenckie czasopismo. Nie widzę, żeby to zostało rozwiązane w najbliższym czasie.

Designerskie rośliny rosną w sztucznym świetle w szklarni Calyxt, start-upu zajmującego się edycją genów w Minneapolis.

Ale McHenry już zaakceptował argument. Wskazując na swoje rzędy pojemników na ziarno, zaznaczył, czy ziarna w środku były GMO, czy nie. Ta pełna fasoli Calyxt, którą nazwał bez GMO. Dla mnie GMO to [dodanie] zewnętrznego organizmu do rośliny. Jak rozumiem, nie ma obcego DNA umieszczonego w nasieniu, powiedział McHenry. To tak, jakbyśmy znaleźli przełącznik, który ułatwi ludziom życie. Jeśli to takie proste, to ma dla mnie sens.

Firmy farmaceutyczne postrzegają technologię edycji genów jako wszechstronne nożyce molekularne, które mogą zaoferować radykalnie nowe sposoby leczenia chorób genetycznych, takich jak dystrofia mięśniowa (patrz Czy CRISPR uratować Ben Dupree?). To, co nie jest tak powszechnie doceniane, to to, jak blisko tej technologii jest wdrożenie na dużą skalę w rolnictwie i naszej żywności. Calyxt mówi, że do końca 2018 r. będzie kruszyć fasolę i sprzedawać olej, potencjalnie stając się pierwszą firmą, która wejdzie na rynek z uprawą edytowaną genetycznie. Co najmniej jedna inna uprawa jest bliska komercjalizacji firmy DuPont, która wykorzystała edycję genów do stworzenia bardziej skrobiowej kukurydzy.

Oczywiście nie oczekuje się, że żaden produkt nie przejmie gruntów rolnych w taki sposób, w jaki zrobiły to GMO odporne na herbicydy. Zamiast tego te początkowe przykłady to produkty niszowe o prozaicznych celach. Kukurydza woskowa DuPont trafi do kleju w sztyfcie i jako emulgator w sosie sałatkowym. Olej Calyxt usmaży pączki i frytki. Mimo to góra fasoli na farmie McHenry'ego pokazuje, jak szybko te plony mogą się pojawić. McHenry, dokonując szybkich obliczeń, oszacował, że siedzimy na 600 milionach z nich. Do tego czasu Stoddard, sprzedawca, również wspiął się do wysokiego kosza na zboże. Edycja genów to przyszłość, a pierwsze miejsce, w którym rozwija się na dużą skalę, jest tutaj, w Południowej Dakocie, powiedział z szacunkiem, pozwalając fasoli dryfować przez jego ręce.

Przełączanie przełącznika

Ziarna na farmie McHenry'ego są potomkami pojedynczej komórki soi zmodyfikowanej w 2012 roku przez Dana Voytasa, współzałożyciela Calyxt i profesora genetyki na University of Minnesota. Voytas powiedział mi, że odziedziczył naukowe zainteresowanie roślinami po swoim ojcu, rządowym zarządcy lasu. To było „Dobra synu, co to za drzewo? Poproszę łacińską nazwę, wspomina.

Spotkałem Voytasa w szklarni startupu pod Minneapolis, gdzie pokazał mi roboty mieszające płyny i wysoki pistolet genowy, który wrzuca DNA do komórki roślinnej. Zielone plamy rosnące na przezroczystej galarecie na szalkach Petriego były roślinami rzepaku regenerującymi się z pojedynczej komórki po otrzymaniu nowych instrukcji genetycznych. Firma zatrudnia 35 osób, z których dwie trzecie to naukowcy. Mamy długą listę pomysłów, mówi Voytas. Ale możesz dostać świetny olej i chorą roślinę. Wiele z nich ma charakter eksperymentalny.

Startup wykorzystuje technologię edycji genów o nazwie TALEN, którą Voytas pomógł opracować i opatentował. Pod koniec lat 90. był częścią małej grupy biologów, którzy próbowali przejść przez pierwszą rundę roślin GM nie przez dodanie całych genów, ale zamiast tego, używając enzymów tnących, zwanych nukleazami, aby precyzyjnie przeciąć łańcuch DNA – życie instrukcje znalezione w każdej żywej komórce. Aby zrobić fasolę Calyxta, Voytas użył swojej technologii do wyłączenia dwóch genów.

Dziś inna technologia edycji genów, CRISPR, dominuje na pierwszych stronach gazet, ponieważ jest łatwa w użyciu i niedroga. Jednakże, ponieważ TALEN został opracowany dwa lata wcześniej niż CRISPR, technika ta rozwinęła się dalej w kierunku upraw komercyjnych. Co więcej, inne firmy zajmujące się biotechnologią roślin zostały spowolnione przez trwającą walkę o patenty na CRISPR, co pozostawiło niejasne, która z nich byłaby w stanie zastosować tę technikę.

Pojemniki na ziarno w Clark, Dakota Południowa.

W międzyczasie, mówi Calyxt, wykorzystał już TALEN do zaprojektowania 19 roślin i stawia na edycję genów, aby stała się jedną z pierwszych małych firm, które wprowadziły udaną genetycznie zmodyfikowaną uprawę. Mówi, że USDA już potwierdziło, że sześć z jego roślin nie będzie podlegało przepisom, w tym we wrześniu zmodyfikowana roślina lucerny, aby zawierała mniej ligniny, co ułatwia trawienie krów i koni. Firma, która weszła na giełdę w lipcu, wydała do tej pory tylko 47 milionów dolarów.

Do tej pory celem każdego udanego GMO na rynku było zwiększenie plonów z każdego akra ziemi uprawnej. Wprowadzanie na rynek zdrowszej żywności wyprodukowanej z GMO było większym wyzwaniem. Ale jeśli rośliny poddane edycji genowej mogą uniknąć piętna GMO, może się to zmienić. W opinii Calyxta otworzyłoby to nowe cenne zastosowania inżynierii genetycznej. Oprócz oleju sojowego Calyxt twierdzi, że zmienił rośliny pszenicy, dzięki czemu można je zmielić na białą mąkę z trzykrotnie większą ilością błonnika niż zwykle. Firma produkująca pieczywo może nawet twierdzić, że bułki z hamburgerami pomagają zapobiegać rakowi.

W 2017 roku USDA przyznało, że rośliny z nawet głębokimi zmianami genetycznymi mogą całkowicie uniknąć regulacji.

Niektóre z bardziej radykalnych zmian, jakie może wprowadzić edycja genów, były widoczne w dniu, w którym odwiedziłem Voytasa w jego uniwersyteckim laboratorium. Spotykał się ze swoimi uczniami, którzy rysowali swoje plany na tablicy. (Do tej pory wszyscy studenci używają CRISPR.) Kobieta z Etiopii chciała zmienić lokalną roślinę zbożową, teff, aby stała prosto, zamiast opadać i tracić nasiona. Inny student badał, jak wstrzykiwać DNA do komórek macierzystych znajdujących się w korzeniach i pędach rosnących roślin. Zbliżamy się do punktu, w którym, jeśli zapytasz „Jaka jest najlepsza roślina oleista?”, moglibyśmy stworzyć genom, aby stworzyć tę roślinę, mówi Voytas.

Pozostają pewne istotne przeszkody. Firmy farmaceutyczne pracujące nad terapią genową przekonały się, że łatwiej jest projektować i wytwarzać nici DNA niż umieszczać je w komórkach danej osoby. Odnosi się to również do wielu roślin, gdzie dostarczenie składników do edycji genów jest nadal trudne. Zrozumienie, które geny należy edytować, jest kolejną przeszkodą. Naukowcy dużo wiedzą o tym, jak syntetyzuje się olejki i dlaczego owoce brązowieją. Jednak lista cennych cech roślin, których przyczyny genetyczne są zarówno dobrze poznane, jak i łatwe do zmiany, szybko spada. W tej chwili jest to zbiór cech, mówi Rebecca Bart, naukowiec zajmujący się roślinami w Danforth Center w St. Louis. Nadal musimy sporo zainwestować w odkrycia, zanim będzie można nimi manipulować za pomocą edycji genów. Musi iść w tej kolejności.

Co więcej, w przypadku cech, które są dobrze poznane, edycja genów nie jest jedynym sposobem tworzenia takich roślin – tylko najnowszym. Na przykład soja Calyxt będzie musiała zmierzyć się z konkurencją ze strony ziaren o podobnej zawartości oleju, które są już na rynku, w tym jednej o nazwie Vitive Gold i sprzedawanej przez Monsanto, która została stworzona przy użyciu staromodnej technologii GMO. Voytas przyznaje, że jego ziarna nie są całkowicie nowatorskie, ale mówi, że będą przydatnym testem modelu biznesowego Calyxt, który szybko wprowadza się na rynek i sposobem na udowodnienie inwestorom, że firma może zarabiać pieniądze. Calyxt jest pierwszą firmą zajmującą się edycją genów roślin i musi wykazać, że może komercjalizować produkty, mówi. Zaletą jest uzyskanie przychodów w krótkim okresie.

Niektórzy przedsiębiorcy uważają, że edycja genów będzie miała duży wpływ tylko wtedy, gdy może zmienić ilość żywności, jaką może wyprodukować akr. W nieruchomościach powiedzenie brzmi „Lokalizacja, lokalizacja, lokalizacja”. Cóż, w rolnictwie jest to „Plon, plon, plon”, mówi Oliver Peoples, dyrektor generalny Yield10, firmy zajmującej się inżynierią roślin w Cambridge w stanie Massachusetts.

Rośliny rzepaku regenerują się z pojedynczych komórek po rundzie edycji genów.

Dlatego Calyxt pracuje również nad roślinami, które mogą zwiększyć ilość zbiorów żywności, jakie mogą zbierać rolnicy, jak np. pszenica odporna na mączniaka prawdziwego. Do tej pory żadna pszenica GMO nigdy nie została skomercjalizowana, częściowo dlatego, że, jak to się dzieje w przypadku wielu roślin, genom pszenicy gromadzi dodatkowe DNA jak szafa, która nigdy nie zostaje wyczyszczona. W rzeczywistości pszenica jest heksaploidalna — jej komórki zawierają sześć w większości identycznych kopii każdego chromosomu. To bardzo skomplikowało inżynierię genetyczną, ale Voytas mówi, że przy edycji genów jest to dość łatwe. W jednej reakcji narzędzia TALEN mogą wyszukać i wyciąć wszystkie sześć kopii dowolnego genu pszenicy, który chcą usunąć.

GMO czy nie?

Poza Penn Station, na Manhattanie, 10-piętrowa reklama marki wódki Ketel One deklaruje, że jest wykonana w 100% z ziarna NON GMO. W każdym supermarkecie łatwo znaleźć mnóstwo podobnych twierdzeń, nawet w przypadku produktów takich jak sól, które nie zawierają materiału roślinnego. O 40 procent dorosłych w USA uważam, że żywność wyprodukowana z GMO jest mniej zdrowa do spożycia.

Takie przekonania są wynikiem wojowniczych wiadomości od naukowców, lobby rolniczego i organizacji non-profit, takich jak Greenpeace, które budzą wątpliwości co do bezpieczeństwa organizmów GM. Wynikiem pierwszej generacji GMO była globalna, podzielona decyzja. Podczas gdy GMO pokrywają miliony akrów ziemi uprawnej w USA, Brazylii, Argentynie i Indiach, rządy zakazały uprawy takich roślin w większości reszty świata, w tym we Francji, Niemczech, Chinach i Rosji.

Teraz pytanie brzmi, czy uprawy edytowane genowo mogą uniknąć etykiety GMO. Ogólnie rzecz biorąc, firmy twierdzą, że te zakłady powinny być nieuregulowane, ponieważ: mógłby zostały stworzone w konwencjonalnej hodowli. Dowód? W wielu przypadkach nie byłoby sposobu, aby odróżnić roślinę o zmienionej genach od naturalnej.

Edycja jednego genu sprawia, że ​​pszenica jest odporna na mączniaka.

Krytycy GMO obawiają się teraz fali frankenfood, jeśli takie rośliny wymkną się przepisom, co już ma miejsce w Stanach Zjednoczonych. GMO, które jest wyzwalane tylko wtedy, gdy roślina została zmodyfikowana przy użyciu bakterii roślinnych, tak jak wczesne produkty. Agencja w styczniu 2017 r. przyznała, że ​​rośliny z nawet głębokimi zmianami genetycznymi mogą całkowicie uniknąć regulacji w zależności od tego, jak są zrobione. Od tego czasu, cztery kolejne edytowane geny rośliny zostały pomachane do przodu, w tym soja tolerująca sól i suszę opracowana przez samą USDA, roślina lucerny Calyxt, rodzaj trawy lnianki stworzonej przez Yield10 oraz gatunek prosa z opóźnionym czas kwitnienia. Próbują zmieścić kwadratowy kołek w okrągłym otworze starych przepisów, które nie dotyczą tych nowych technologii, mówi Gregory Jaffe, który śledzi biotechnologię w Centrum Nauki w Interesie Publicznym w Waszyngtonie.

Powiązana historia

Czytaj dalej

Brakuje zatem wystarczającej analizy, czy rośliny mogą szkodzić owadom, rozprzestrzeniać swoje ulepszenia genetyczne na dzikich kuzynów lub tworzyć superchwasty, takie jak te odporne na Roundup. Firmy zazwyczaj konsultują się z amerykańską Agencją ds. Żywności i Leków, aby potwierdzić, że ich rośliny są bezpieczne do spożycia. Ale ten proces jest dobrowolny. Jaydee Hanson, starszy analityk ds. polityki w Centrum Bezpieczeństwa Żywności, które promuje rolnictwo ekologiczne, uważa, że ​​firmy były sprytne w rozpoczynaniu od prostych, a nawet niejasnych produktów. Opinia publiczna nie miała okazji powiedzieć „poczekaj chwilę”, mówi. Gdy przejdziemy do bardziej skomplikowanej edycji genów, pojawi się więcej pytań. I mogliśmy zobaczyć ten sam rodzaj odbicia, który widzieliśmy wcześniej.

Pytanie o GMO czy nie, będzie pytaniem globalnym. Organy regulacyjne ds. żywności będą musiały zdecydować, czy opakowania sklepowe muszą ujawniać obecność roślin z edycją genową. Niektóre stowarzyszenia ekologiczne już powiedziały, że takie rośliny nie mogą nosić tej etykiety, argumentując, że tak naprawdę są to GMO. Tymczasem Europejski Trybunał Sprawiedliwości ma zająć się tą kwestią w Europie, gdzie naukowcy argumentują, że edycja genów jest po prostu zaawansowaną formą hodowli. Przeciwnicy liczą na to, że Europa zaklasyfikuje rośliny jako GMO, co uniemożliwiłoby rozprzestrzenianie się technologii.

Byłoby smutno, gdyby wygrali przeciwnicy, powiedział mi Voytas. Byliśmy w jego gabinecie, a studenci przechodzili pod jego oknem, czekając na możliwość przejrzenia z nim swoich planów edycji genów. Zauważył, że nawet studenci mogą teraz edytować rośliny. W pewnym sensie, powiedział, myślę, że dżin wyszedł z butelki.

ukryć