Uprawy, które wyłączają geny szkodników

Naukowcy stworzyli rośliny, które zabijają owady, zakłócając ekspresję ich genów. Uprawy, które inicjują reakcję wyciszania genów, zwaną interferencją RNA, stanowią krok poza istniejącymi uprawami zmodyfikowanymi genetycznie, które wytwarzają toksyczne białka. Ponieważ nowe uprawy są ukierunkowane na określone geny u konkretnych owadów, niektórzy badacze sugerują, że będą one bezpieczniejsze i mniej prawdopodobne, że wywrą niezamierzone skutki niż inne genetycznie zmodyfikowane rośliny. Inni ostrzegają, że jest za wcześnie na takie przewidywania i że rośliny powinny być dokładnie przetestowane, aby upewnić się, że nie stwarzają problemów środowiskowych. Ale większość badaczy zgadza się, że jest mało prawdopodobne, aby spożywanie tych roślin miało negatywny wpływ na ludzi.

Kukurydza, która odgryza: Genetycznie modyfikowana kukurydza produkowana przez Monsanto wycisza geny owadów, które jedzą jej korzenie, spowalniając je i ostatecznie zabijając. Normalny system korzeni kukurydzy po lewej został nadgryziony przez stonki kukurydziane; odporny system korzeniowy po prawej stronie pochodzi z genetycznie zmodyfikowanej rośliny kukurydzy.

Interferencja RNA występuje naturalnie u zwierząt, od robaków po ludzi. Jest to proces, w którym kopie dwuniciowego RNA określonych genów uniemożliwiają komórkom translację tych genów na białka. Nowe, genetycznie zmodyfikowane rośliny niosą geny dwuniciowego RNA ukierunkowanego na określone geny owadów. Dwa artykuły publikowane równolegle w Biotechnologia Przyrody w tym tygodniu pokazują, że u niektórych owadów spożywanie dwuniciowego RNA wystarcza, aby spowodować wyciszenie genów. To zaskakujące: we wcześniejszych badaniach RNA zakłócało ekspresję genów organizmów tylko wtedy, gdy zostało wstrzyknięte.

Ludzie próbowali tego, ale wcześniej nie było żadnych doniesień o sukcesie, mówi Karl Gordon , naukowiec zajmujący się entomologią w Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation w Canberze w Australii. Jego zdaniem ostatnie prace są pierwszymi, które pokazują obietnicę interferencji RNA jako środka zwalczania szkodników.

Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju stworzyli rośliny bawełny, które wyciszają gen, który umożliwia robakom bawełny przetwarzanie toksyny gossypolu, która naturalnie występuje w bawełnie. Robaki, które jedzą genetycznie zmodyfikowaną bawełnę, nie mogą wytwarzać białek przetwarzających toksyny i umierają. Badacze w Monsanto oraz Devgen belgijska firma wyprodukowała rośliny kukurydzy, które wyciszają gen niezbędny do produkcji energii u stonki kukurydzianej; spożycie usuwa robaki w ciągu 12 dni.

Najskuteczniejszym genetycznym podejściem do zwalczania szkodników było wytwarzanie roślin wytwarzających białko zwane toksyną Bt, które powoduje, że owady zwalniają, przestają jeść plony, a następnie umierają. W zeszłym roku uprawiano ponad 120 000 mil kwadratowych upraw genetycznie zmodyfikowanych do produkcji Bt. Ale Bt nie jest skuteczny przeciwko wielu szkodnikom, w tym kukurydzianej stonce korzeniowej, która może powodować tak rozległe uszkodzenia systemów korzeniowych kukurydzy, że rośliny przewracają się na wietrze. A naukowcy obawiają się, że szkodniki owadzie stają się odporne na Bt.

Potrzebujemy sposobu na pokonanie oporu wobec Bt, mówi Abhaya Dandekar , profesor pomologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis. Mówi, że interferencja RNA jest atrakcyjna, ponieważ jest mało prawdopodobne, aby owady się na nią uodporniły. Jedynym sposobem na obejście interferencji RNA jest wyłączenie całego systemu. Ma na myśli to, że nowe rośliny wykorzystują mechanizm wyciszania genów, z którego już korzystają organizmy owadów: uważa się, że interferencja RNA jest krytyczną częścią układu odpornościowego owadów i innych zwierząt. Owady, które wyłączają interferencję RNA, aby bezpiecznie jeść genetycznie zmodyfikowane rośliny, prawdopodobnie zachorowałyby, mówi Dandekar.

Inną wadą Bt jest jego niespecyficzność. Toksyna może mieć tak zwane efekty pozacelowe: może zabijać owady, które nie stanowią zagrożenia dla upraw.

Interferencja RNA, mówi Ty Vaughn , naukowiec z Monsanto, może być specyficzny dla gatunku, co pozwala na wyższy poziom kontroli. Inni badacze zgadzają się i twierdzą, że Monsanto do tej pory wykazywało wysoki poziom specyficzności. Powinni być w stanie uniknąć niespecyficznych, odbiegających od celu efektów, mówi Gordon.

Ale inni badacze ostrzegają przed zbyt szybkim wyciąganiem tego wniosku. Interferencja RNA w celu zwalczania szkodników to ciekawy pomysł, ale ważne jest, aby zrozumieć ekologię, mówi Bernard Mathey-Prevot , dyrektor Centrum Badań Przesiewowych Interferencji RNA Drosophila (mucha owocowa) w Harvard Medical School. Bardzo trudno z góry przewidzieć, czy celem mogą być inne owady.

Mathey-Prevot mówi, że oprócz zabijania niebędących szkodnikami owadów mechanizm wyciszania genów może rozprzestrzeniać się między różnymi gatunkami roślin lub z roślin na inne organizmy, takie jak bakterie w glebie. Takie rozprzestrzenianie się może być nieszkodliwe, ale z drugiej strony może nie. Musimy to trochę lepiej zrozumieć, mówi Mathey-Prevot.

Vaughn mówi, że badania są na wczesnym etapie i że Monsanto nie wyznaczyło terminu wprowadzenia na rynek upraw wyciszających geny. Monsanto podda swoją nową transgeniczną kukurydzę szereg testów, aby ustalić, czy jej działanie jest charakterystyczne dla larw kukurydzianych. Nicienie tytoniowe, które połykały kukurydzę, nie wydawały się być dotknięte tym problemem.

Ale aby udowodnić, że jest to rozstrzygające, takie testy musiałyby być żmudne, twierdzą naukowcy. Musiałbyś przewidzieć wszystkie gatunki, na które nie chciałbyś, aby wpłynął, a następnie przetestować je, mówi David Root , lider projektu konsorcjum RNA Interference Consortium w Broad Institute, Harvard i MIT, wspólnie prowadzonym centrum badań nad medycyną genomową. Gordon przewiduje, że agencje regulacyjne będą wymagać szeroko zakrojonych badań przesiewowych.

Chociaż ludzie mają geny podobne do genów owadów, naukowcy twierdzą, że jest bardzo mało prawdopodobne, aby spożycie kukurydzy Monsanto spowodowało wyciszenie genów u ludzi. Jeśli nakarmisz go tonami myszy, nie sądzę, że byś nigdzie zaszedł, mówi Root. RNA jest po prostu trawione przez myszy i ludzi.

Rząd USA nie wymaga etykietowania żywności zawierającej organizmy modyfikowane genetycznie, ale wymaga testów bezpieczeństwa. Fred Gould , profesor rolnictwa na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej, mówi, że ponieważ nowe uprawy wytwarzają to, co w rzeczywistości jest pestycydem, byłyby regulowane przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska. Takie pokarmy muszą być testowane zarówno na zwierzętach, jak i poprzez ekspozycję na to, co Gould nazywa odtworzonymi sokami żołądkowymi człowieka.

Nie jest również jasne, jak szerokie będzie zastosowanie interferencji RNA jako pestycydu. U wielu owadów spożycie RNA może nie powodować wyciszenia genu. Ale nicienie bawełniane i korzenie kukurydzy są głównymi szkodnikami rolniczymi, żywiącymi się dwoma najczęściej uprawianymi uprawami na świecie. Nawet jeśli interferencja RNA jest bezradna wobec innych owadów, nadal może mieć duży wpływ na rolnictwo.

Mathey-Prevot radzi cierpliwość. W tym momencie, mówi, jest za wcześnie, aby wypowiadać się o bezpieczeństwie tej techniki. Ale, jak mówi, oznacza to również, że jest zbyt wcześnie, aby stwierdzić, że zdolność do powodowania interferencji RNA jest bardziej niebezpieczna niż obecne modyfikacje genetyczne roślin spożywczych.

ukryć