Įvairūs skaičiavimai rodo, kad iki 2060 m. neabejotinai peržengsime 10 mldr. populiacijos ribą. Tai didžiulis iššūkis žemės ūkiui: kaip išmaitinti visus šiuos žmones ir nepakenkti aplinkai? Tad į pagalbą ateina naujosios technologijos. Genetiškai modifikuoti kukurūzai, bulvės ir obuoliai jau nebėra naujiena Amerikoje. Tačiau šiandien atsiranda ir tokie gyvūnai, kaip karščiui atsparios karvės arba greitai augančios žuvys. Įdomu tai, kad pastarieji jau nežymimi kaip GMO.
LRT.lt publikacijų ciklas „Kaip ant delno“ skirtas paaiškinti moksliniams reiškiniams ir terminams, su kuriais vis susiduriame, bet galbūt ne iki galo suprantame, ką jie reiškia ar kaip veikia.
Tradicinis augalų ir gyvūnų kryžminimas, siekiant padidinti maisto gamybos mastą, jau seniai nebėra toks efektyvus, koks turėtų būti, norint patenkinti vis augančią maisto paklausą. Tad mokslininkai jau kuris laikas ieško sprendimų. Venas jų – genetiškai modifikuoti organizmai (GMO).
„Galbūt žmonės to nelabai supranta, bet nuo 9-ojo dešimtmečio maisto gamyba, palyginti su ankstesniais metais, labai išaugo.
Ir tai neabejotinai įvyko dėl GMO, nes ši technologija mums leidžia užauginti daug derliaus už labai mažą kainą“, – sako veterinarinės medicinos mokslų daktaras Okjae Koo.
Žemės ūkis, asociatyvi nuotr. / D. Umbraso / LRT nuotr.
Mokslininkas pasakoja, kad dauguma genetiškai modifikuotų augalų šiuo metu pasaulyje naudojami gyvūnų pašarams.
Visgi kai kurie GMO vartotojus pasiekia ir tiesiogiai. Pavyzdžiui, Amerikoje tai sojos pupelės, kukurūzai, cukriniai runkeliai, bulvės, moliūgai, papajos, rapsai, medvilnė bei jų gaminiai. Visi jie modifikuoti taip, kad būtų atsparūs kenkėjams ir ligoms bei lengviau toleruotų herbicidus (chemines piktžolėms naikinti skirtas medžiagas).
Tačiau yra ir tokių organizmų, kurie modifikuojami ir kitais tikslais, pavyzdžiui, taip pat Amerikoje parduodami raudonieji ananasai turi padidintą antioksidanto likopeno kiekį, obuoliai supjaustyti netamsėja, o lašišos užauga žymiai greičiau, nei turėtų.
Rožinis ananasas, asociatyvi nuotr. / „Shutterstock“ nuotr.
Europoje GMO reguliacija yra griežtesnė, tad vienintelis maistui ir pašarui auginamas produktas yra kenkėjams atsparūs kukurūzai.
Tuo metu Europoje GMO reguliacija yra griežtesnė, tad vienintelis maistui ir pašarui auginamas produktas yra kenkėjams atsparūs kukurūzai, kurie kultivuojami Ispanijoje, Portugalijoje, Čekijoje, Slovakijoje ir Rumunijoje.
„Į tuos kukurūzus yra įvestas toksinas iš bakterijos, kad tų augalų nepultų kenkėjai. Šie kukurūzai gali būti naudojami maistui ir gyvuliams šerti. Bet dėl griežtos Europos Sąjungos reguliacijos kampanijos tai [genetiškai modifikuoti kukurūzai] yra vienetinis atvejis“, – sako su genomo redagavimo technologijomis dirbantis Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC) biochemijos mokslų daktaras Tautvydas Karvelis.
Paminėtina, kad, nors Europoje yra auginamas tik vienas genetiškai modifikuotas augalas, čia importuojama 40 GMO iš kitų šalių, tarp jų, pavyzdžiui, gyvulių pašarui naudojama soja. Tai, į kurias šalis pateks tokie produktai, priklauso nuo individualios šalių politikos.https://multimedia.europarl.europa.eu/share/V003-0092?lang=en&controls=on
Genetiškai redaguoti organizmai natūralesni nei modifikuoti
2022 m. JAV maisto ir vaistų administracija patvirtino du pirmuosius karščiui atsparius mėsinius galvijus.
„Bilo ir Melindos Geitsų fondas išsiaiškino, kad Afrikos regione gyvulininkystė yra labai sudėtinga, nes temperatūra yra per aukšta ir gyvuliai patiria per didelį stresą, todėl mėsos kainos yra labai didelės.
Tad jie [fondas] nusprendė įmonėms pasiūlyti sukurti karščiui atsparią karvę. Ji buvo sukurta, o JAV vyriausybė ją patvirtino“, – pasakoja dr. O. Koo.
Ūkis Etiopijoje, asociatyvi nuotr. / AP nuotr.
Genetiškai modifikuoti organizmai, kai į augalą ar gyvūną yra įvedami papildomi genai, visur pasaulyje yra žymimi kaip GMO. Tačiau pašnekovo minima karvė šios žymės negavo. Kodėl?
Genų redagavimo metu į organizmą nėra įvedami papildomi genai, o tik tiksliai pakoreguojami jau esami. Tai yra santykinai maži pakeitimai, tad iš esmės jie neatskiriami nuo natūralių.
– T. Karvelis.
Nes ji buvo patobulinta atliekant ne genų modifikaciją, o genų redagavimą. Pastarasis – dar naujas, tik pagreitį įgaunantis, augalų ir gyvūnų savybių keitimo metodas, kuriam įgyvendinti pasitelkiamos molekulinės technologijos, kurių pagrindinė – CRISPR-Cas, dar žinoma kaip „genų žirklės“.
„Genų redagavimo metu į organizmą nėra įvedami papildomi genai, o tik tiksliai pakoreguojami jau esami. Tai yra santykinai maži pakeitimai, tad iš esmės jie neatskiriami nuo natūralių ir dažniausiai tokie patys gali būti aptinkami natūralioje populiacijoje ar gaunami tradiciniais būdais, pavyzdžiui, pasitelkiant selekciją (tik šiuo atveju tai trunka daug ilgiau)“, – pasakoja dr. T. Karvelis.
Nors gali atrodyti, kad genų redagavimas – tai tas pats genetinės sekos keitimas, tiek T. Karvelis, tiek ir O. Koo sutaria, kad pastarasis yra žymiai natūralesnis procesas už genų modifikaciją, nes jo metu mokslininkai iš esmės įgyvendina tai, kas kasdien vyksta kiekvieno mūsų ląstelėje.
„Kiekvieną akimirką jūsų ir mano kūne vyksta genetiniai pokyčiai – genetinės mutacijos, kurios lemia organizmų įvairovę.
Taigi, tikrasis genomo redagavimo procesas yra toks pat kaip ir natūrali savaiminė mutacija – mažas pasikeitimas DNR sekoje.
Tačiau didelis skirtumas yra tas, kad natūrali mutacija yra atsitiktinis įvykis, tad nežinome, įvyks gera ar bloga mutacija, tuo metu genomo redagavimą galime kontroliuoti – mes randame tikslią vietą, kurią norime patobulinti, ir tai įgyvendiname“, – sako mokslininkas O. Koo.
Pasak mokslininkų, „genų žirklės“ yra laiko atžvilgiu paprastesnis metodas, leidžiantis įgyvendinti tuos pačius tikslus, – padidinti išeigą ir atsparumą aplinkos ir cheminiams žemės ūkyje naudojamiems veiksniams bei patobulinti augalų ir gyvūnų savybes – kurių mokslininkai siekia į augalus ir gyvūnus įvesdami naujus genus ir kurdami GMO.
Okjae Koo / J. Stacevičiaus / LRT nuotr.
Genetiškai redaguoti pomidorai, žuvys ir karvės
„Genų žirklių“ (CRISPR-Cas) technologija pradėta vystyti tik po 2000-ųjų, tad ir komercializuotų genetiškai redaguotų organizmų kol kas nėra daug.
Vienas jų – garstyčios. Pastarųjų lapuose gausu vitaminų ir mineralų, tačiau, įprastai valgomi neapdoroti, jie turi aitrų skonį. Tad amerikiečių įmonės mokslininkai nusprendė pašalinti garstyčių aitrumą ir pasiūlyti pirkėjams patrauklesnį produktą.
Lapinės garstyčios, asociatyvi nuotr. / „Shutterstock“ nuotr.
Pasak VU GMC mokslininko dr. T. Karvelio, kol kas genų redagavimo srityje lyderiaujančią poziciją užima Japonija – jie į rinką išleido jau tris „genų žirklėmis“ patobulintus produktus.
Japonijoje yra išvestas pomidoras, kuriame padidinta neuromediatoriaus GABA, kuris ir įprastai aptinkamas pomidoruose, koncentracija. Tai veikia raminamai ir mažina kraujo spaudimą.
– T. Karvelis
„Dviem atvejais tai yra žuvys: raudonasis jūros karšis ir fugu. Vienos jų yra padidinta raumeninė masė, o kita yra patobulinta taip, kad greičiau augtų. Genų redagavimas čia iš esmės atliktas tuo pačiu tikslu – siekiant padidinti žuvų svorį.
Taip pat Japonijoje yra išvestas pomidoras, kuriame padidinta neuromediatoriaus GABA, kuris ir įprastai aptinkamas pomidoruose, koncentracija. Tai veikia raminamai ir mažina kraujo spaudimą“, – sako ekspertas.
Pomidorai, asociatyvi nuotr. / D. Umbraso / LRT nuotr.
Svarbu tai, kad, kaip ir anksčiau minėti galvijai, taip ir genetiškai redaguotos žuvys, garstyčios ir pomidorai, nėra vadinami GMO.
„Kadangi šiuose trijuose organizmuose pakeitimai buvo atlikti pasitelkiant CRISPR-Cas, jokios papildomos genetinės medžiagos nebuvo įvesta, tai jie tiek JAV, tiek ir Japonijoje nevadinami GMO. Ir jie yra niekaip nepažymėti“, – teigia dr. T. Karvelis.
Europoje reguliavimas griežtesnis
Europoje kol kas neturime genetiškai redaguotų organizmų. Tačiau, jei turėtume, jie, priešingai nei Amerikoje ar Japonijoje, būtų laikomi GMO.
Šiuo metu yra siūloma minimą reguliaciją keisti, nes, pasak su genomo redagavimo technologijomis dirbančio mokslininko dr. T. Karvelio, joje yra tam tikrų spragų.
Yra svarstoma (…) padaryti kaip Amerikoje, Pietų Amerikoje ir Japonijoje, kad, jei tie pakeitimai yra nedideli, jie atliekami neįvedant naujų genų ir galima įrodyti, kad juos galima įgyvendinti ir kitais metodais, tai jie nebūtų traktuojami kaip GMO.
– T. Karvelis
„Europoje, jei yra įvedamas papildomas genas, tai yra vadinama GMO ir turi būti visa reguliacija, reikia įrodyti, kad tai yra saugu žmogui ir aplinkai, yra specialus žymėjimas.
Deja, į šią reguliaciją kol kas papuola ir tos naujosios genominės technologijos. Tačiau įdomu tai, kad jei mutagenezė atliekama su radiacija (augale sukeliamos mutacijos, naudojant radiaciją – LRT.lt), tai jau nėra GMO. Štai ši vieta nėra iki galo logiška.
Todėl yra svarstoma, kad tai galima būtų keisti. Ir padaryti kaip Amerikoje, Pietų Amerikoje ir Japonijoje, kad, jei tie pakeitimai yra nedideli, jie atliekami neįvedant naujų genų ir galima įrodyti, kad juos galima įgyvendinti ir kitais metodais, tai jie nebūtų traktuojami kaip GMO ir jiems reguliacijos nereikėtų“, – sako VU GMC mokslininkas dr. T. Karvelis.
Tautvydas Karvelis / Asmeninio archyvo nuotr.
Ką laikome natūraliu produktu?
Genetiškai modifikuoti organizmai vis dar nėra labai palankiai vertinami Europoje, tad, gali būti, kad tam tikrų priešpriešų atsiras ir plintant genetiškai redaguotiems produktams.
Viena pagrindinių skeptikų baimių yra ta, kad GMO esą yra nenatūralus organizmas, tad jis gali sukelti ligas ar alergijas.
Mokslininkas dr. T. Karvelis teigia, kad duomenų, jog GMO kažkaip būtų kenksmingas žmogaus organizmui, nėra, o kalbant apie natūralumą, visų pirma turime apsibrėžti, kas mums asmeniškai yra natūralu, o kas ne.
„Svarbu, kad žmonės suprastų, kaip buvo gauta tai, ką jie laiko natūraliais produktais. Nes iš tiesų tai, ką mes auginame kaip savo kultūras, tai iš esmės irgi nėra natūralu. Nes tiek kukurūzus, tiek kviečius, jei žiūrėtume, kokie yra gamtoje, ir kokius auginame mes, skirtumai yra milžiniški. Daugelis mūsų šiandien auginamų kultūrų yra išvestos dirbtiniu būdu ir gamtoje nelabai randamos“, – sako ekspertas.
Tuo metu O. Koo teigia suprantantis žmonių baimes.
„Įtikinti žmones iš tikrųjų yra labai sunku. Mokslininkas ar įmonė, dirbanti genetinio modifikavimo ar redagavimo srityje, kasdien galvoja apie savo darbo objektą ir taikomas technologijas.
Tačiau paprasti žmonės apie genetinę modifikaciją galvoja tikrai ne kasdien, jei jie kartą ar du per metus apie tai susimąsto – tai jau yra gerai. Net, jei pateikiame pavyzdžių, paaiškiname, jie gali pamiršti. Ir aš tai suprantu, nes tai natūralus žmogaus atminties procesas“, – sako mokslininkas.
Okjae Koo / J. Stacevičiaus / LRT nuotr.
Tačiau pašnekovas įsitikinęs, kad, nepaisant to, jog technologijų veikimą vis dar sunku suvokti, apie jas vis tiek reikia kuo daugiau kalbėti. Ir tai svarbu daryti skirtingais lygmenimis.
Apie visa tai taip pat turime kalbėtis ir valdžios organuose, remti genų redagavimą ir panašias technologijas, kurios mums taps ypač svarbios ateityje, tobulinančias organizacijas.
– Okjae Koo
„Turime pasitelkti dvi strategijas. Visų pirma, bandyti informuoti žmones apie tai, kas tai per technologija, kodėl ji iš tikrųjų nėra pavojinga, kaip kai kurie žmonės galvoja. Vienu svarbiausių klausimų, kurį turime paaiškinti, turi tapti: „Kam mums reikalingas genų redagavimas ir modifikavimas?“ Ir pagrindinis atsakymas: „Todėl, kad keičiasi klimatas ir didėja žmonių populiacija.“
Apie visa tai taip pat turime kalbėtis ir valdžios organuose, remti genų redagavimą ir panašias technologijas, kurios mums taps ypač svarbios ateityje, tobulinančias organizacijas“, – teigia veterinarinės medicinos mokslų daktaras O. Koo.
Laboratorija, asociatyvi nuotr. / J. Stacevičiaus / LRT nuotr.
Kalbėdamas apie žmonių švietimą naujųjų technologijų temomis, VU GMC mokslininkas T. Karvelis prideda ir dar vieną svarbią užduotį.
„Turime gerinti švietimą, mokykloje atnaujinti programas, įtraukti į jas šias temas [genų redagavimo ir kitų naujųjų technologijų] – tai būtų geras sprendimas ilgalaikėje perspektyvoje“, – sako biochemikas dr. T. Karvelis.
