Genetická modifikácia je proces zmeny genetického zloženia organizmu. Toto sa robilo nepriamo tisíce rokov kontrolovaným alebo selektívnym šľachtením rastlín a zvierat. Moderná biotechnológia uľahčila a zrýchlila cielenie špecifického génu na presnejšiu zmenu organizmu pomocou genetického inžinierstva.
Pojmy „modifikovaný“ a „skonštruovaný“ sa často používajú zameniteľne v súvislosti s označovaním geneticky modifikovaných potravín alebo „GMO“. V oblasti biotechnológií znamená GMO geneticky modifikovaný organizmus, zatiaľ čo v potravinárskom priemysle sa tento pojem vzťahuje výlučne na potraviny, ktoré boli zámerne vyvinuté a nie na selektívne šľachtené organizmy. Tento rozpor vedie k nejasnostiam medzi spotrebiteľmi, a preto Úrad pre potraviny a liečivá USA (FDA) uprednostňuje termín geneticky upravené (GM) pre potraviny.
Stručná história genetickej modifikácie
Genetická modifikácia sa datuje do staroveku, keď ľudia ovplyvňovali genetiku selektívnym šľachtením organizmov. Podľa článku Gabriel Rangel, vedca verejného zdravia na Harvardskej univerzite. Ak sa tento proces opakuje počas niekoľkých generácií, vedie k dramatickým zmenám druhu.
Psy boli pravdepodobne prvé zvieratá, ktoré boli zámerne geneticky modifikované, počiatky tohto úsilia sa datujú asi do 32 000 rokov. Diví vlci sa pripojili k našim predkom lovca-zberača vo východnej Ázii, kde boli psi domestikované a chované tak, aby mali zvýšenú poslušnosť. Po tisíce rokov chovali ľudia psy s rôznou požadovanou osobnosťou a fyzickými vlastnosťami, čo nakoniec viedlo k širokej škále psov, ktoré dnes vidíme.
Najstaršou známou geneticky modifikovanou rastlinou je pšenica. Táto cenná plodina pochádza z Blízkeho východu a severnej Afriky v oblasti známej ako úrodný polmesiac. Podľa článku z roku 2015 uverejneného v Úradnom vestníku tradičného a doplnkového lekárstva. Starí poľnohospodári selektívne chovali pšeničné trávy začínajúce okolo 9 000 ° C. vytvoriť domestikované odrody s väčšími zrnami a tvrdšími semenami. O 8 000 ° C sa pestovanie domácej pšenice rozšírilo po celej Európe a Ázii. Pokračujúce selektívne šľachtenie pšenice viedlo k tisícom odrôd, ktoré sa dnes pestujú.
Kukurica zaznamenala za posledných niekoľko tisíc rokov aj niektoré z najdramatickejších genetických zmien. Základná plodina pochádza z rastliny známej ako teosinte, divoká tráva s malými ušami, ktorá niesla iba niekoľko jadier. Postupom času poľnohospodári selektívne chovali teosintovú trávu, aby vytvorili kukuricu s veľkými ušami praskajúcimi zrnami.
Okrem týchto plodín sa väčšina plodín, ktoré dnes konzumujeme - vrátane banánov, jabĺk a paradajok - podľa Rangelea podrobila niekoľkým generáciám selektívneho šľachtenia.
Technológiu, ktorá špecificky štiepi a prenáša časť rekombinantnej DNA (rDNA) z jedného organizmu do druhého, vyvinuli v roku 1973 Herbert Boyer a Stanley Cohen, vedci z Kalifornskej univerzity v San Franciscu a Stanfordskej univerzity. Pár preniesol kúsok DNA z jedného kmeňa baktérií do druhého, čo umožnilo rezistenciu na antibiotiká v modifikovaných baktériách. Nasledujúci rok dvaja americkí molekulárni biológovia, Beatrice Mintz a Rudolf Jaenisch, zaviedli cudzí genetický materiál do myších embryí v prvom experimente na genetickú modifikáciu zvierat pomocou techník genetického inžinierstva.
Vedci tiež modifikovali baktérie, ktoré sa majú používať ako lieky. V roku 1982 bol ľudský inzulín syntetizovaný z genetického inžinierstva E. coli Podľa Rangela sa baktérie stali prvým geneticky modifikovaným ľudským liekom schváleným FDA.
Geneticky modifikované jedlo
Podľa Štátnej univerzity v Ohiu existujú štyri základné metódy geneticky modifikovaných plodín:
- Selektívne šľachtenie: Zavedú sa dva kmene rastlín, ktoré sa chovajú na produkciu potomkov so špecifickými vlastnosťami. Môže byť postihnutých 10 000 až 300 000 génov. Toto je najstaršia metóda genetickej modifikácie a zvyčajne nie je zahrnutá do kategórie potravín s GMO.
- Mutagenéza: Semená rastlín sú zámerne vystavené pôsobeniu chemikálií alebo žiarenia, aby zmutovali organizmy. Potomkovia s požadovanými vlastnosťami sa chovajú a ďalej chovajú. Mutagenéza zvyčajne nie je zahrnutá do kategórie potravín s GMO.
- Rušenie RNA: Jednotlivé nežiaduce gény v rastlinách sú inaktivované, aby sa odstránili všetky nežiaduce vlastnosti.
- Transgénne gény: Gén je odobratý z jedného druhu a implantovaný do iného druhu, aby bol zavedený požadovaný znak.
Posledné dve uvedené metódy sa považujú za typy genetického inžinierstva. V súčasnosti niektoré plodiny prešli genetickým inžinierstvom s cieľom zlepšiť úrodu plodín, odolnosť voči poškodeniu hmyzom a imunitu voči chorobám rastlín a zaviesť zvýšenú výživnú hodnotu podľa FDA. Na trhu sa nazývajú geneticky modifikované alebo GMO plodiny.
„GMO plodiny predstavovali veľa prísľubov pri riešení poľnohospodárskych otázok,“ uviedla Nitya Jacob, vedkyňa plodín na Oxfordskej univerzite v Emory University v Gruzínsku.
Prvou geneticky modifikovanou plodinou schválenou na pestovanie v USA bolo paradajka Flavr Savr v roku 1994. (Aby sa mohli pestovať v USA, musia geneticky modifikované potraviny akceptovať Agentúra na ochranu životného prostredia (EPA) aj FDA.) nové paradajky mali dlhšiu trvanlivosť vďaka deaktivácii génu, ktorý spôsobí, že paradajky sa začnú rozmnožovať, hneď ako sa vyberú. Podľa divízie poľnohospodárstva a prírodných zdrojov Kalifornskej univerzity bola rajčiakom tiež prisľúbená lepšia chuť.
V súčasnosti sú bavlna, kukurica a sójové bôby najbežnejšou plodinou pestovanou v USA. Podľa FDA je geneticky modifikovaných takmer 93 percent sóje a 88 percent kukurice. Podľa amerického ministerstva poľnohospodárstva (USDA) bolo mnoho plodín GMO, ako je napríklad modifikovaná bavlna, skonštruované tak, aby boli odolné voči hmyzu, čo výrazne znižuje potrebu pesticídov, ktoré by mohli kontaminovať podzemnú vodu a okolité prostredie.
V posledných rokoch sa rozšírené pestovanie plodín GMO stalo stále kontroverznejším.
„Jedným z problémov je vplyv GMO na životné prostredie,“ uviedol Jacob. „Napríklad peľ z plodín GMO sa môže unášať na polia plodín, ktoré nie sú geneticky modifikované, ako aj na populácie burín, čo môže viesť k tomu, že geneticky modifikované organizmy získajú vlastnosti GMO v dôsledku krížového opelenia.“
Jacob povedal, že niekoľko veľkých biotechnologických spoločností monopolizovalo pestovanie GMO, čo sťažuje život jednotlivcom, drobným poľnohospodárom. Zatiaľ čo niektorí poľnohospodári môžu byť vylúčení z podnikania, tí, ktorí pracujú s biotechnologickými spoločnosťami, môžu ťažiť z ekonomických výhod zvýšených výnosov plodín a znížených nákladov na pesticídy, USDA však uviedla.
Podľa prieskumov Consumer Reports, The New York Times a The Mellman Group je označovanie potravín s GMO pre väčšinu ľudí v USA dôležité. Ľudia dôrazne za označovanie GMO sa domnievajú, že spotrebitelia by mali mať možnosť rozhodnúť sa, či si chcú kúpiť geneticky modifikované potraviny.
Jacob však uviedol, že neexistujú jasné vedecké dôkazy o tom, že GMO sú nebezpečné pre ľudské zdravie.
Geneticky modifikujúce zvieratá a ľudí
Dnes sú hospodárske zvieratá často selektívne chované na zlepšenie rýchlosti rastu a svalovej hmoty a na podporu odolnosti voči chorobám. Podľa článku z roku 2010 uverejneného v časopise Anatomy sa napríklad niektoré línie kurčiat chovaných na mäso množili o 300 percent rýchlejšie ako v 60. rokoch minulého storočia. V súčasnosti nie sú geneticky modifikované žiadne živočíšne produkty na trhu v USA, vrátane kurčiat alebo hovädzieho mäsa, a preto žiadne nie sú klasifikované ako GMO alebo GE potravinové výrobky.
Podľa Národného výskumného ústavu pre ľudský genóm za posledných niekoľko desaťročí vedci geneticky modifikujú laboratórne zvieratá, aby určili spôsoby, ako by mohla biotechnológia jedného dňa pomôcť pri liečbe chorôb ľudí a pri náprave poškodenia tkanív u ľudí. Jedna z najnovších foriem tejto technológie sa nazýva CRISPR (vyslovuje sa „ostrejšie“).
Táto technológia je založená na schopnosti bakteriálneho imunitného systému používať oblasti CRISPR a enzýmy Cas9 na inaktiváciu cudzej DNA, ktorá vstupuje do bakteriálnej bunky. Rovnaká technika umožňuje vedcom zacieliť špecifický gén alebo skupinu génov na modifikáciu, uviedla Gretchen Edwalds-Gilbert, docentka biológie na Scripps College v Kalifornii.
Vedci používajú technológiu CRISPR na hľadanie liekov na rakovinu a na nájdenie a úpravu jednotlivých častí DNA, ktoré môžu u jednotlivca viesť k budúcim chorobám. Terapia kmeňovými bunkami by tiež mohla využiť genetické inžinierstvo pri regenerácii poškodeného tkaniva, ako je napríklad mŕtvica alebo srdcový infarkt, povedal Edwalds-Gilbert.
Vo vysoko kontroverznej štúdii najmenej jeden výskumný pracovník tvrdí, že testoval technológiu CRISPR na ľudských embryách s cieľom vylúčiť potenciál určitých chorôb. Tento vedec čelil tvrdej kontrole a bol na istý čas uväznený v domácej krajine Číny.
Morálna dilema
Táto technológia môže byť dostupná, mali by však vedci uskutočňovať štúdie genetických modifikácií u ľudí? Závisí to, povedala Rivka Weinberg, profesorka filozofie na Scripps College.
„Pokiaľ ide o niečo ako technológia, musíte premýšľať o úmysle a rôznych spôsoboch použitia,“ povedal Weinberg.
Väčšina lekárskych pokusov na liečbu, pri ktorej sa využíva genetické inžinierstvo, sa vykonáva na základe súhlasu pacientov. Avšak genetické inžinierstvo plodu je iný príbeh.
„Experimentovanie na ľudských subjektoch bez ich súhlasu je zo svojej podstaty problematické,“ uviedol Weinberg. „Neexistujú iba riziká, riziká nie sú zmapované. Ani nevieme, čo riskujeme.“
Ak by boli technológie novej generácie dostupné a ukázali sa ako bezpečné, námietky proti ich testovaniu na ľuďoch by boli minimálne, povedal Weinberg. Ale to nie je tento prípad.
„Veľkým problémom všetkých týchto experimentálnych technológií je to, že sú experimentálne,“ povedal Weinberg. „Jedným z hlavných dôvodov, prečo čínsky vedec, ktorý technológiu CRISPR použil na embryách, bol taký hrôza, že je to také počiatočné štádium experimentovania. Nie je to genetické inžinierstvo. Iba na nich experimentujete.“
Prevažná väčšina zástancov genetického inžinierstva si uvedomuje, že táto technológia ešte nie je pripravená na testovanie na ľuďoch, a uvádza, že tento proces sa použije na dobré účely. Cieľom genetickej modifikácie, Jacob, bolo „vždy riešiť problémy, ktorým v súčasnosti čelí ľudská spoločnosť“.
Ďalšie čítanie:
