A genetikai módosítás a szervezet genetikai összetételének megváltoztatásának folyamata. Ezt közvetett módon évezredek óta a növények és állatok ellenőrzött vagy szelektív tenyésztése révén hajtják végre. A modern biotechnológia megkönnyítette és gyorsabbá tette egy adott gén megcélzását a szervezet pontosabb megváltoztatására géntechnológiával.
A "módosított" és "módosított" kifejezéseket gyakran felcserélhetően használják a géntechnológiával módosított vagy "GMO" élelmiszerek címkézése során. A biotechnológia területén a GMO a géntechnológiával módosított szervezeteket jelenti, míg az élelmiszeriparban ez a kifejezés kizárólag azokra az élelmiszerekre vonatkozik, amelyeket szándékosan terveztek, és nem szelektíven tenyésztett szervezetekre. Ez az eltérés a fogyasztók körében zavart okoz, ezért az Egyesült Államok Élelmezési és Gyógyszerészeti Igazgatósága (FDA) az élelmiszerekre a géntechnológiával módosított (GE) kifejezést részesíti előnyben.
A genetikai módosítás rövid története
A genetikai módosítás az ősi időkben nyúlik vissza, amikor az emberek szelektíven tenyésztett organizmusok révén befolyásolták a genetikát - jelentette be Gabriel Rangel, a Harvard Egyetem közegészségügyi tudósának cikke. Több generáció során megismételve, ez a folyamat drámai változásokhoz vezet a fajban.
Rangel szerint a kutyák valószínűleg voltak az első állatok, akiknek szándékosan genetikailag módosultak. Ezen erőfeszítés kezdete mintegy 32 000 évvel ezelőtt nyúlik vissza. A vadon élő farkasok csatlakoztak vadász-gyűjtő őseinkhez Kelet-Ázsiában, ahol a kutyákat háziasították és növelték az oktatottságot. Több ezer év alatt az emberek különböző kívánt személyiséggel és fizikai tulajdonságokkal rendelkező kutyákat tenyésztettek, végül a ma látható kutyák sokféleségéhez.
A legkorábban ismert genetikailag módosított növény a búza. Úgy gondolják, hogy ez az értékes növény a Közel-Keletről és Észak-Afrikából származik, a Fertilizáló félhold néven ismert térségből - nyilatkozta egy, a Journal of Tradition and Complementary Medicine folyóiratban megjelent 2015. évi cikk. Az ősi gazdák szelektíven tenyésztették a búzaféléket 9000 körül. nagyobb magvakkal és keményebb magokkal rendelkező háziasított fajták létrehozása. 8000 B.C.-re a háziasított búza termesztése elterjedt Európában és Ázsiában. A folyamatos szelektív búzatenyésztés eredményeként ezer olyan fajta vált ki, amelyeket ma termesztenek.
Corn is megtapasztalta a legdrámaibb genetikai változásokat az elmúlt néhány ezer évben. A vágott növény egy teosinte néven ismert növényből származik, egy vad fűből, apró fülekkel, amelyek csak néhány magot tartalmaznak. Az idő múlásával a mezőgazdasági termelők szelektíven tenyésztették a teosinte fűket, hogy kukoricát képezzenek, amelynek nagy fülei magokba repedtek.
Ezeken a növényeken túlmenően a mai étkezési termékek nagy részét - beleértve a banánt, az almát és a paradicsomot - Rangel szerint több generációs szelektív tenyésztésnek vetettük alá.
Az a technológia, amely kifejezetten egy darab rekombináns DNS-t (rDNS) vág és továbbít az egyik szervezetből a másikba, 1973-ban fejlesztette ki Herbert Boyer és Stanley Cohen, a San Francisco-i Kaliforniai Egyetem, illetve a Stanfordi Egyetem kutatói. A pár átjutott egy darab DNS-t az egyik baktériumtörzsből a másikba, lehetővé téve az antibiotikumokkal szembeni rezisztenciát a módosított baktériumokban. A következő évben két amerikai molekuláris biológus, Beatrice Mintz és Rudolf Jaenisch az első kísérlet során idegen genetikai anyagot vezette be az egér embriókba az állatok géntechnológiával történő genetikai módosítása céljából.
A kutatók baktériumokat is módosítottak gyógyszerként való felhasználás céljából. 1982-ben az emberi inzulint szintetizálták géntechnológiával E. coli Rangel szerint az első, az FDA által jóváhagyott, géntechnológiával módosított emberi gyógyszer.
Géntechnológiával módosított ételek
A The Ohio State University szerint négy elsődleges módszer van a növények genetikai módosítására:
- Szelektív tenyésztés: Két növénytörzset vezetünk be és tenyésztünk, hogy sajátos tulajdonságokkal rendelkező utódokat hozzunk létre. 10 000 és 300 000 közötti gént érinthet. Ez a genetikai módosítás legrégebbi módszere, és általában nem tartozik a GMO-élelmiszerek kategóriájába.
- Mutagenezis: A növényi vetőmagokat szándékosan vegyi anyagoknak vagy sugárzásnak teszik ki, hogy az organizmusokat mutálják. A kívánt tulajdonságokkal rendelkező utódokat tartják és tovább tenyésztik. A mutagenezis általában nem tartozik a GMO-élelmiszerek kategóriájába.
- RNS-interferencia: A növényekben az egyes nemkívánatos géneket inaktiválják a nem kívánt tulajdonságok eltávolítása érdekében.
- Transzgenikus állatok: Az egyik fajból egy gént veszünk, majd egy másikba ültetjük be annak érdekében, hogy a kívánt tulajdonságot bevegyük.
Az utolsó két felsorolt módszer a géntechnika típusának tekinthető. Manapság egyes növények géntechnológián mentek keresztül, hogy javítsák a terméshozamot, a rovarok által okozott ellenállást és a növényi betegségekkel szembeni immunitást, valamint növeljék a tápanyag-értéket az FDA szerint. A piacon ezeket genetikailag módosított vagy GMO növényeknek hívják.
"A géntechnológiával módosított növények sok ígéretet ígérnek a mezőgazdasági kérdések megoldásában" - mondta Nitya Jacob, a grúziai Emory Egyetem Oxfordi Főiskola növénytani tudósa.
Az első, az Egyesült Államokban termesztésre engedélyezett genetikailag módosított növény a Flavr Savr paradicsom volt 1994-ben. (Az USA-ban történő termesztéshez a géntechnológiával módosított élelmiszereket mind a Környezetvédelmi Ügynökség (EPA), mind az FDA el kell fogadnia.) Az új paradicsom hosszabb eltarthatósági ideje annak a génnek a kikapcsolódásából származik, amely miatt a paradicsom a szedés után azonnal zavarossá válik. A kaliforniai Egyetem Mezőgazdasági és Természeti Erőforrások Osztálya szerint a paradicsomnak ígéretet tettek arra is, hogy fokozott ízű lesz.
Manapság a gyapot, a kukorica és a szójabab a leggyakoribb növény az Egyesült Államokban. Az FDA szerint a szójabab közel 93% -a és a kukorica növények 88% -a van genetikailag módosítva. Az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma (USDA) szerint sok GMO növényt, például a módosított gyapotot úgy tervezték, hogy ellenálljon a rovaroknak, jelentősen csökkentve a peszticidek szükségességét, amelyek szennyeződhetnek a talajvízben és a környező környezetben.
Az utóbbi években a GMO-növények széles körű termesztése egyre vitatott.
"Az egyik aggodalom a GMO-k környezetre gyakorolt hatása" - mondta Jacob. "Például a GMO növényekből származó pollen eljuthat a nem GMO növények mezőire és a gyompopulációkba, ami ahhoz vezethet, hogy a nem GMO-k megszerzik GMO tulajdonságaikat a kereszteződés következtében."
Néhány nagy biotechnológiai vállalat monopolizálta a GMO növénytermesztést - mondta Jacob, megnehezítve az egyéni, kisméretű gazdálkodók megélhetését. Ugyanakkor, bár egyes gazdálkodók kiszoríthatják az üzleti tevékenységet, a biotechnológiai társaságokkal együttműködő gazdálkodók a megnövekedett terméshozamok és csökkentett peszticidköltségek gazdasági előnyeit élvezhetik - mondta az USDA.
A Consumer Reports, a New York Times és a Mellman csoport felmérése szerint az USA-ban az emberek többsége számára fontos a GMO-k címkézése. A GMO-címkézést határozottan támogató emberek úgy vélik, hogy a fogyasztóknak el kell tudniuk döntni arról, hogy genetikailag módosított élelmiszereket akarnak-e vásárolni.
Jacob szerint azonban nincs világos tudományos bizonyíték arra, hogy a GMO-k veszélyesek az emberi egészségre.
Állatok és emberek genetikai módosítása
Manapság az állatállományt gyakran szelektíven tenyésztik, hogy javítsák a növekedési ütemet és az izomtömeget, és ösztönözzék a betegségekkel szembeni rezisztenciát. Például, a húsként tenyésztett csirkék bizonyos sorai ma 300% -kal gyorsabban nőnek, mint az 1960-as években - nyilatkozta a Journal of Anatomy 2010-ben megjelent 2010-es cikk. Jelenleg az Egyesült Államokban nem léteznek állati eredetű termékek, beleértve a csirkét és a marhahúst sem, géntechnológiával módosítva, ezért egyiket sem sorolják be GMO vagy GE élelmiszeripari termékekké.
Az elmúlt évtizedek folyamán a Nemzeti Humán Genom Kutató Intézet szerint a kutatók laboratóriumi állatokat genetikailag módosítottak annak meghatározására, hogy a biotechnológia miként segíthet egy napon az emberi betegségek kezelésében és az emberek szöveti károsodásainak helyreállításában. Ennek a technológiának az egyik legújabb formája a CRISPR (CRISPER).
A technológia azon alapszik, hogy a baktériumok immunrendszere CRISPR régiókat és Cas9 enzimeket használjon a baktériumsejtbe belépő idegen DNS inaktiválására. Ugyanez a technika lehetővé teszi a tudósok számára, hogy egy specifikus gént vagy géncsoportot megcélozzanak a módosítással - mondta Gretchen Edwalds-Gilbert, a kaliforniai Scripps College biológiai docens.
A kutatók a CRISPR technológiát használják a rák gyógyítására, valamint olyan DNS-darabok megtalálására és szerkesztésére, amelyek az egyén jövőbeni betegségekhez vezethetnek. Az őssejtterápia a géntechnikát is felhasználhatja a sérült szövetek regenerálására, például stroke vagy szívroham következtében - mondta Edwalds-Gilbert.
Nagyon ellentmondásos tanulmányban legalább egy kutató állítja, hogy a CRISPR technológiát kipróbálta az emberi embriókban azzal a céllal, hogy kiküszöbölje az egyes betegségek potenciálját. A tudós szigorú vizsgálattal szembesült, és egy ideje házi őrizetbe vették őket hazájukban, Kínában.
Az erkölcsi dilemma
Lehet, hogy a technológia elérhető, de a tudósoknak genetikai módosító vizsgálatokat kell folytatniuk az embereknél? Attól függ - mondta Rivka Weinberg, a Scripps College filozófia professzora.
"Amikor valami olyanra vonatkozik, mint egy technológia, akkor gondolkodni kell a szándékáról és annak különböző felhasználásáról" - mondta Weinberg.
A géntechnológiát alkalmazó kezelésekkel kapcsolatos orvosi vizsgálatok többségét beleegyező betegek végzik. A magzat géntechnikája azonban egy másik történet.
"Az emberi alanyok kísérlete az engedélyük nélkül önmagában problematikus" - mondta Weinberg. "Nem csak a kockázatok vannak, a kockázatokat nem térképezzük fel. Még azt sem tudjuk, hogy mi kockáztatunk."
Ha a következő generációs technológia rendelkezésre állna és biztonságosnak bizonyul, akkor az emberben történő tesztelésnek minimális lesz a kifogása - mondta Weinberg. De nem erről van szó.
"A kísérleti technológiák nagy problémája az, hogy kísérleti jellegűek" - mondta Weinberg. "Az egyik fő ok, amiért annyira megrémítette az embereket, hogy a CRISPR technológiát alkalmazták a kínai tudósok, az az, hogy ez a kísérlet egy ilyen korai szakaszában van. Ez nem a géntechnika. Csak kísérletezik rájuk."
A géntechnológiát támogatók túlnyomó része felismeri, hogy a technológia még nem áll készen arra, hogy teszteljék az embereken, és azt állítják, hogy a folyamatot jó felhasználásra fogják használni. A genetikai módosítás célja, Jacob mondta: "mindig is az emberi társadalom jelenlegi problémáinak megoldása volt."
További irodalom:
