W naszej nowoczesnej erze biotechnologii stale opracowywane są nowe narzędzia do ulepszania rolnictwa. Niezależnie od tego, czy chodzi o sekwencjonowanie DNA, hodowlę tkanek roślinnych czy edytowanie genów, te postępy ułatwiają rozwój lepszych roślin uprawnych.
Jednym z dobrze znanych przykładów biotechnologii w rolnictwie są organizmy modyfikowane genetycznie (GMO). Po wprowadzeniu na rynek produktów GMO, które rozpoczęło się w latach 90., nastąpił napływ informacji z różnych źródeł na temat względnych zalet tej technologii. Szybkie wyszukiwanie skieruje cię do setek artykułów pełnych sprzecznych poglądów na temat GMO ze źródeł o różnym poziomie wiarygodności.
Nowsze w przestrzeni biotechnologii rolniczej jest edytowanie genów, często znane jako CRISRPR/Cas. Dodaje to jeszcze jeden termin i jeszcze większą złożoność w dziedzinie i tak już przepełnionej błędnymi wyobrażeniami i dezinformacją.
Ponieważ te technologie stają się coraz bardziej rozpowszechnione, rośnie również konieczność zrozumienia różnic między tymi narzędziami, aby decyzje mogły być oparte na prawdzie, a nie manipulowane przez lęki. Ten artykuł ma na celu wyjaśnienie różnic i podobieństw między GMO a edytowaniem genów.
Co to jest GMO? Ten akronim oznaczający organizmy modyfikowane genetycznie był demonizowany przez przeciwników tej technologii i stał się terminem powszechnie znanym. Jest zwykle używany do opisania dowolnego organizmu, który posiada nową kombinację materiału genetycznego uzyskaną dzięki nowoczesnym podejściom biotechnologicznym.
Przykładem uprawianego w wielu miejscach na świecie GMO jest bawełna Bt — odmiana bawełny, która została zaprojektowana tak, by zawierała gen z organizmu glebowego, który zapewnia naturalną odporność na robaki i inne szkodniki. Ten genetyczny mechanizm zwalczania szkodników pozwala ograniczyć stosowanie pestycydów i zwiększyć plony. Chociaż komercyjnie uprawia się tylko 10 roślin GMO, GMO można znaleźć w większości zachodnich dostaw żywności ze względu na składniki pochodzące z kukurydzy GMO, soi i buraków cukrowych. Inne rośliny uprawne GMO dopuszczone do sprzedaży to ziemniak, dynia letnia, papaja, jabłka, rzepak, bawełna i lucerna.
W organizmach modyfikowanych genetycznie można wykorzystać geny innych organizmów w celu poprawy pożądanych cech. W przypadku Złotego Ryżu do genomu ryżu wprowadzono gen żonkila i inny gen bakterii glebowej, aby wytworzyć beta-karoten, który jest przekształcany w niezbędny składnik odżywczy – witaminę A. Celem stworzenia Złotego Ryżu jest zmniejszenie niedoboru witaminy A w diecie najbiedniejszych ludzi w krajach takich jak Filipiny, gdzie ryż jest podstawowym pożywieniem.
W próbach badawczych istnieje wiele przykładów GMO reprezentujących różnorodność roślin i cech. Jednak przełożenie tej technologii na wykorzystanie komercyjne zatrzymuje się na wąskim gardle rygorystycznego i niezwykle kosztownego procesu regulacyjnego. Zazwyczaj tylko bardzo zamożne korporacje z sektora prywatnego mogą sobie pozwolić na udział w komercjalizacji GMO i zdecydowały się skupić na dochodowych uprawach towarowych.
To wąskie gardło można ominąć przez edytowanie genów, które niedawno pojawiło się na scenie jako ważny mechanizm ulepszenia roślin uprawnych. Odkrycie i zastosowanie CRISPR/Cas9 do doskonalenia rolnictwa pomogło w tworzeniu nowych odmian niezliczonych roślin uprawnych i dotyczy to wielu ich cech. Narzędzia do edycji genów służą do generowania zmian we wrodzonym materiale genetycznym. W przeciwieństwie do GMO, gdzie wprowadza się nowe konfiguracje materiałów genetycznych zwykle pochodzących z innych organizmów, przy edytowaniu genów modyfikuje się istniejący materiał genetyczny w sposób, który może przynieść korzystne wyniki.
Istnieje wiele narzędzi ułatwiających edycję genów, ale CRISPR/Cas jest zdecydowanie najczęściej używanym narzędziem. W rezultacie termin CRISPR jest czasami używany zamiennie z edytowaniem genów. Do tej pory edytowanie genów zastosowano do wielu różnych roślin i zwierząt, w tym owoców, warzyw, winogron, ryb, ryżu i innych popularnych produktów spożywczych. Niektóre z tych produktów z edytowanymi genami są już dostępne na rynku.
Ramy regulacyjne dotyczące edytowania genów dopiero powstają i są generalnie znacznie mniej zaporowe w porównaniu do regulacji stosowanych wobec GMO. Ustawodawstwo dotyczące edytowania genów pojawia się na całym świecie i dąży do tego, aby produkty z edytowanymi genami przechodziły z badań do produkcji stosunkowo łatwo, w porównaniu z GMO. Sprzyjające przepisy regulacyjne mogą ułatwić pojawienie się produktów edytowanych genowo tworzonych przez instytucje sektora publicznego.
Zarówno GMO, jak i edytowanie genów oferują potężne narzędzia do zwiększania plonów, dostosowywania się do zmian klimatycznych, poprawiania wartości odżywczych żywności, poprawy dobrostanu zwierząt i opracowywania produktów o wielu innych ważnych cechach.
Tam, gdzie GMO są w stanie czerpać z różnorodności wszystkich żywych organizmów, aby uzyskać korzystny materiał genetyczny, odmiany produkowane przy użyciu edytowania genów ograniczają się do zmiany istniejącego materiału genetycznego w sposób, który może być korzystny. Warto zauważyć, że narzędzia do edycji genów można wykorzystać do produkcji GMO. W tym przypadku nowe konfiguracje materiału genetycznego można precyzyjnie wprowadzić do genomów organizmów za pomocą maszynerii do edytowania genów. Te zmodyfikowane genetycznie produkty GMO zazwyczaj byłyby regulowane jako GMO.
Chociaż GMO i organizmy edytowane genowo dają wiele korzyści i mają pewne wady technologiczne, dostarczają potężnych mechanizmów do tworzenia odmian roślin uprawnych i zwierząt nowej generacji, aby sprostać obecnym i przyszłym wymaganiom globalnych systemów żywnościowych.
Ilustracja: Koncepcyjna ilustracja nici DNA. Zdjęcie: Shutterstock/ zffoto
GMOs and gene editing: What’s the difference
Alliance for Science, 10 maja 2022
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
Nicholas Karavolias
Publicysta Alliance for Science. Doktor biologii, specjalizuje się w genetycznym doskonaleniu roślin ryżu.
