Jak GMO może pomóc w rozwiązaniu problemu zmian klimatycznych

Produkowanie organizmów inżynierowanych genetycznie (GEO), które nie przekazują dalej zmodyfikowanego DNA, jest przydatne w zapobieganiu ucieczce genów. Jednak uniemożliwia to również rolnikom ponowne sianie nasion z upraw, by móc je zebrać w następnym roku. To zmusza rolników do polegania na komercyjnych dostawcach nasion, dając tym firmom ogromną kontrolę nad dostępem do technologii inżynierii genetycznej. W rozdziale Otwarte Problemy omówimy, dlaczego stanowi to problem.

Prawdopodobnie największe obawy społeczne związane z GEO dotyczą potencjalnego ryzyka, jakie żywność inżynierowana genetycznie (GE) może stanowić dla zdrowia ludzi. Czy jest to uzasadnione?

Kiedy geny są przenoszone z jednego organizmu do drugiego przy użyciu konwencjonalnych technik inżynierii genetycznej, mogą być wprowadzone gdziekolwiek w obrębie genomu. Może to mieć negatywne skutki uboczne, takie jak wytwarzanie toksyn i przypadkowe zakłócenie działania innych genów. Przeniesione geny mogą również wywoływać reakcje u osób uczulonych na organizm, z którego gen został skopiowany.

Dlatego też, chociaż naukowcy w większości zgadzają się, że żywność genetycznie inżynierowana jest równie bezpieczna jak żywność nieinżynierowana, ważne jest, aby GEO były poddawane rygorystycznym testom przed wprowadzeniem do sprzedaży.

Wiele z tych obaw dotyczy transferu genów pomiędzy różnymi organizmami. A gdybyśmy mogli wprowadzać pożądane cechy poprzez bezpośrednią edycję DNA?

Czym jest edycja genomu?

Podczas gdy tradycyjne metody inżynierii genetycznej polegają na przenoszeniu DNA z jednego organizmu do drugiego, ostatnie odkrycia w dziedzinie biologii molekularnej umożliwiły bezpośrednią edycję genomu organizmu.

Najbardziej wydajnym narzędziem do edycji genomu, jakim dysponujemy obecnie, jest metoda CRISPR-Cas, często nazywana po prostu CRISPR.

CRISPR jest naturalnym systemem wykorzystywanym przez bakterie do obrony przed wirusami. Jak to działa?

Nazwa CRISPR w rzeczywistości odnosi się do krótkiej sekwencji DNA. W przyrodzie sekwencja CRISPR dopasowuje się do DNA wirusa, który wcześniej zainfekował komórkę. Jeśli wirus próbuje dokonać ponownej inwazji, te sekwencje CRISPR mogą zostać wykorzystane przez białka powiązane z CRISPR (Cas), które działają jak psy węszące, aby znaleźć pasujące DNA. Kiedy białka Cas znajdą wirusa, dokonują cięcia w jego DNA i dezaktywują intruza.

Jak więc jest to wykorzystywane w edycji genomu?

Wykorzystując te zasady, białka Cas mogą być wyszkolone do lokalizowania i cięcia dowolnego genu w genomie organizmu, pod warunkiem, że znamy jego sekwencję DNA. Z pomocą własnych systemów naprawczych komórki (które naprawiają wszelkie błędy lub przerwy w jej DNA), nowe geny mogą być wstawione w miejsce, w którym DNA zostało przecięte.

Ale CRISPR służy nie tylko do przenoszenia genów z jednego organizmu do drugiego. Może być również użyty do bezpośredniej edycji genomu.

Jeśli nie zostaną wprowadzone nowe geny, komórka i tak naprawi wycięty fragment DNA. Te mechanizmy naprawcze nie zawsze są jednak dokładne i mogą zakłócić działanie genu, dodając lub usuwając część jego DNA. To może wydawać się złe, ale bywa naprawdę przydatne, jeśli zaburzony gen nadaje organizmowi korzystną cechę, taką jak odporność na choroby.

Co więcej, wprowadzając te nowe wersje genów do genomów roślin, CRISPR może zwiększyć różnorodność genetyczną gatunku. To z kolei zapewnia większą zmienność genetyczną, z którą mogą pracować tradycyjni hodowcy selektywni.

Od czasu odkrycia technologii CRISPR nastąpiła eksplozja badań mających na celu opracowanie nowych sposobów jej wykorzystania . Na przykład poprzez modyfikację białka Cas, naukowcy są obecnie w stanie precyzyjnie edytować każdą z poszczególnych liter w sekwencji genu!

CRISPR jest znacznie bardziej precyzyjny i tańszy niż tradycyjne metody inżynierii genetycznej. W rzeczywistości CRISPR może być wykorzystany do produkcji organizmów z edytowanym genomem, które w ogóle nie posiadają „obcego” DNA. Oznacza to, że edytowane geny technicznie nie różnią się od tych powstałych w wyniku przypadkowych zmian, które zachodzą naturalnie w DNA organizmu z upływem czasu!

Wnioski

Rolnicy modyfikują genetycznie uprawy od tysięcy lat: inżynieria genetyczna pozwala jedynie na szybsze i bardziej precyzyjne wprowadzanie zmian. Uprawy inżynierowane genetycznie (GE) mają potencjał, by uczynić rolnictwo bardziej zrównoważonym, poprawiając jednocześnie dochody rolników i zawartość odżywczą jedzenia.

Jednak wielu ludzi wciąż nie czuje się komfortowo z ideą żywności inżynierowanej genetycznie. W dużej mierze wynika to z braku jasnej komunikacji pomiędzy naukowcami a społeczeństwem

Postępy w edycji genomu sprawiły, że inżynieria genetyczna stała się bezpieczniejsza i bardziej precyzyjna niż kiedykolwiek wcześniej, a obecnie możliwe jest genetyczne modyfikowanie produktów zupełnie bez wykorzystania „obcego” DNA. Dlatego też wiele osób twierdzi, że „przepisy dotyczące żywnościu0022, czyli zasady określające, czy dany produkt może być sprzedawany jako żywność, powinny opierać się na bezpieczeństwie samej żywności, a nie na procesie, w którym została ona wyprodukowana. W rzeczywistości tak już jest w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie.

Mimo to, ocena potencjalnego ryzyka środowiskowego i zdrowotnego wszystkich nowych produktów będzie nadal niezbędna, podobnie jak regulacje zapewniające, że narzędzia te są wykorzystywane tylko do etycznych celów .

Poprzez edukowanie ludzi na temat korzyści płynących z technologii GEO (organizmy inżynierowane genetycznie) i zdecydowane rozwianie ich obaw żywność GE (inżynierowana genetycznie) mogłaby stać się szerzej akceptowana.

Do tej pory przyjrzeliśmy się problemom związanym z uprawą roślin oraz temu, w jaki sposób inżynieria genetyczna, agroekologia i rolnictwo precyzyjne mogłyby zostać wykorzystane do ich rozwiązania. Ale co z hodowlą zwierząt? Przyjrzymy się jej w następnym rozdziale.

 Podziel się opinią

https://climatescience.org/pl/advanced-food-gmo/