Dette er ikke din fars GMO

En ny bølge av genredigerte avlinger unnviker regulatorer, og de er i ferd med å nå butikker.
  • Antonio Regalado arkivside
19. desember 2017





Da jeg besøkte Jason McHenrys gård i South Dakota, førte den unge bonden, kledd i slitte jeans og solbriller, meg opp på en glatt stålstige på siden av en kornbeholder. Vi tumlet gjennom mannhullet inn i et skiftende fjell av soyabønner. Du kan sile dem gjennom fingrene og smake på deres søte, grumsete smak.

Den amerikanske soyaavlingen er fire milliarder skjepper i året, omtrent 240 milliarder pund. Det genererer de fleste kontantkvitteringer for amerikanske gårder etter storfe og mais. Av disse bønnene er mer enn 90 prosent genetisk modifiserte organismer, eller GMO-er – det vil si at de har blitt genetisk forbedret, oftest gjennom tilsetning av et gen fra en jordbakterie som gjør dem immune mot ugressdreperen glyfosat, allment kjent. som Roundup.

Kan genredigering slette frykten for GMO?

Denne historien var en del av januar 2018-utgaven vår



  • Se resten av saken
  • Abonnere

De 4000 bushelene McHenry og jeg satt i, representerer imidlertid en ny type plante som har blitt modifisert ved hjelp av genredigering. En oppstart hadde brukt teknologien for å introdusere endringer i to gener involvert i fettsyresyntese, slik at olje presset fra bønnene ligner mer på olivenolje enn typisk soyaolje.

McHenry hørte først pitch for bønnene i desember i fjor, på et hotell i nærheten av kooperativet av South Dakota soyabønneforedlere. Vi har noe nytt og spennende, sa en selger til bøndene. Har du hørt om forbudet mot transfett? Soyaolje har tapt markedsandeler siden den amerikanske regjeringen forbød usunne fettstoffer som lages når soyaolje er delvis hydrogenert og blir til et fast stoff (tenk Crisco). De fettene har vært drepe mennesker . De er dårlig mat.

Olje fra de genredigerte bønnene kan løse det problemet, fordi det ikke trenger å behandles på samme måte. Enhver bonde som gikk med på å plante bønnene, hørte McHenry, ville være en del av bølgen av innovasjon som fyller butikkhyllene med gresk yoghurt, grønn emballasje og sunne ingredienser. Dessuten ville det bety noen få kvartaler mer per skjeppe. Du tjener litt mer penger, du har en flott opplevelse, og du er en del av en revolusjon, sa pitchman, Thomas Stoddard, en rank biolog som ble frøselger som besøkte McHenrys gård sammen med meg.



For McHenry, en bonde som nettopp har startet med sine egne dekar, sin egen gjeld og sine egne avgjørelser, var banen fornuftig. De Roundup-motstandsdyktige bønnene faren hans fortsatt planter, er dyre. Dessuten har tumbleweeds utviklet seg til å overleve sprøyting og vokse så høyt som midjen din. Ser man på markedet som helhet, stiller Europa og Kina spørsmålstegn ved GMO, sier McHenry. Man må holde fingeren på hva forbrukeren vil ha, og som bonde må man differensiere seg. Hvis du ser på et marked som kan være borte, må du tenke på alternativer.

Jason McHenry på South Dakota-landet hvor han dyrker soyabønner laget med genredigering.

De nye bønnene er etableringen av en oppstart kalt Calyxt, som ligger 500 miles unna, nær Minneapolis, hvor Stoddard jobber, og nesten et rett skudd østover på Highway 90 fra McHenrys gård. I selskapets drivhus blir tusenvis av planter endret med genredigering hver uke. Fordelen med teknologien er at den lar forskere lage designerplanter som ikke har fremmed DNA i seg. Teknikken, som legger til eller sletter utdrag av genetisk informasjon, ligner på det som kan oppnås gjennom konvensjonell avl, bare mye raskere. I hovedsak, hvis det er en viss kvalitet ved en soyabønne du liker, og hvis du kjenner de genetiske instruksjonene som er ansvarlige, kan genredigering flytte dem til en annen bønne i et enkelt molekylært trinn.



For mange forskere virker potensialet til genredigering nesten ubegrenset, og tilbyr en ny måte å raskt lage planter som er tørkebestandige, immune mot sykdom eller forbedret i smak. En supermarkedstomat som smaker godt? Det kan skje hvis forskere gjenoppretter de smakskapende genene som gjør arvestykkevarianter deilige. Hva med en maisplante med dobbelt så mange kjerner? Hvis naturen tillater det, mener forskerne, kan genredigering la dem bygge det.

Inntil nå har hver vellykket GMO på markedet hatt som mål å øke utbyttet fra hver dekar med jordbruksland. Markedsføring av sunnere mat laget av GMO har vært en større ordre. Men hvis genredigerte planter kan unngå stigmaet til GMO, kan det endre seg.

Det er en annen grunn til at genredigering skaper spenning i industrien. Det amerikanske landbruksdepartementet har konkludert med at de nye plantene ikke er regulerte artikler. Årsaken er et juridisk smutthull: forskriftene gjelder bare for GMOer konstruert ved bruk av plantepatogener som bakterier eller deres DNA. Det betyr at Calyxt kan kommersialisere bønner uten å gå gjennom prosessen med tillatelser, inspeksjoner og sikkerhetstester som kreves for andre genmodifiserte avlinger. Det regner med at det vil kutte minst halvparten av de 13 årene og 130 millioner dollar som selskaper i gjennomsnitt har investert for å lage en ny GMO og få den i bøndenes hender.



For GMO-motstandere er de nye, uregulerte anleggene en kilde til alarm. I årevis har de argumentert for at GMO bør motarbeides fordi de kan være usikre. Hva om de forårsaker allergier eller forgifter sommerfugler? Nå skifter kamplinjene fordi selskaper som Calyxt kan lage planter uten DNA fra en annen art i dem. De kan hevde at genredigering bare er akselerert avlsteknologi.

For kritikerne er ethvert forsøk på å omklassifisere konstruerte planter som naturlige en farlig fiksjon. Hvis de ikke trenger å gå gjennom regulatoriske krav, så er det spillet på nytt for genetisk modifikasjon i landbruket, sier Jim Thomas, leder av en ideell organisasjon kalt ETC Group som driver lobbyvirksomhet på miljøspørsmål. Det er premien. De konstruerer en definisjon av en GMO slik at genredigering faller utenfor den.

Genetiker Dan Voytas fra University of Minnesota utvikler nye planter ved hjelp av genteknologi. Anden er ute av flasken, sier han.

Allerede nå har innsatsen for å overtale regjeringer og matvaregrupper en planetarisk skala. New Zealand bestemte at de nye plantene tross alt er GMO, og det samme gjorde USDAs eget organiske råd. Nederland og Sverige tror ikke de er det. Kina har ikke sagt. Den europeiske union må fortsatt bestemme seg. Milliarder i global korneksport kan til slutt henge i en tynn tråd.

Motstandere sier at de er klare til å kjempe for regler, forskrifter og merkelapper. Vår posisjon har aldri endret seg. Dette er bare en form for genteknologi, så de samme tingene bør skje - det bør være nødvendige sikkerhetsvurderinger, sier Michael Hansen, en stabsforsker ved Forbrukerforbundet, en lobbygruppe knyttet til Forbrukerrapporter magasin. Jeg kan ikke se at dette blir løst med det første.

Designerplanter vokser under kunstig lys i drivhuset til Calyxt, en oppstart av genredigering i Minneapolis.

Men McHenry har allerede akseptert argumentet. Han pekte på rekkene med kornbøtter og krysset av for om bønnene inni var GMO eller ikke. Den fulle av Calyxt-bønner kalte han ikke-GMO. For meg er en GMO [å legge til] en ytre organisme i en plante. Slik jeg forstår det, er det ikke noe fremmed DNA satt inn i frøet, sa McHenry. Det er som om vi fant en bryter for å gjøre folks liv enklere. Hvis det er så enkelt, gir det mening for meg.

Legemiddelfirmaer ser genredigeringsteknologi som en allsidig molekylær saks som kan tilby et radikalt nytt middel for å kurere genetiske sykdommer som muskeldystrofi (se Kan CRISPR redde Ben Dupree? ). Det som ikke er så mye verdsatt er hvor nær teknologien er storskala implementering i landbruket og i maten vår. Ved slutten av 2018, sier Calyxt, vil det knuse bønner og selge olje, og potensielt bli det første selskapet som kommer inn på markedet med en genredigert avling. Minst én annen avling nærmer seg kommersialisering fra DuPont, som brukte genredigering for å lage en mer stivelsesrik maisplante.

For å være sikker, er ingen av produktene forventet å ta over jordbruksland slik ugressmiddel-motstandsdyktige GMO gjorde. I stedet er disse første eksemplene nisjeprodukter med prosaiske mål. DuPonts voksaktige mais kommer til å ende opp i limstifter og som emulgator i salatdressing. Calyxts olje vil steke smultringer og chips. Likevel viser fjellet av bønner på McHenrys gård hvor raskt disse avlingene kunne komme. McHenry, som gjorde noen raske beregninger, anslo at vi satt på 600 millioner av dem. Da hadde også Stoddard, selgeren, klatret inn i den historiehøye kornbingen. Genredigering er fremtiden, og det første stedet det vokser i stor skala er her i South Dakota, sa han ærbødig og lot bønner drive gjennom hendene hans.

Vri en bryter

Bønnene på McHenrys gård er alle etterkommere av en enkelt soyabønnecelle modifisert i 2012 av Dan Voytas, medstifter av Calyxt og professor i genetikk ved University of Minnesota. Voytas fortalte meg at han arvet en vitenskapelig interesse for planter fra sin far, en statlig skogforvalter. Det var «Ok, sønn, hvilket tre er det? Latinsk navn, vær så snill, minnes han.

Jeg møtte Voytas i oppstartens drivhus utenfor Minneapolis, hvor han viste meg væskeblandingsroboter og en høy genpistol som skyter DNA inn i en plantecelle. Grønne klatter som vokste på klar gelé i petriskåler var rapsplanter som regenererte fra en enkelt celle etter å ha mottatt nye genetiske instruksjoner. Selskapet har en stab på 35, hvorav to tredjedeler er forskere. Vi har en lang liste med ideer, sier Voytas. Men du kan få en flott olje og en syk plante. Mye av det er eksperimentelt.

Oppstarten bruker en genredigeringsteknologi kalt TALEN som Voytas hjalp til med å utvikle – og patenterte. På slutten av 1990-tallet hadde han vært en del av en liten gruppe biologer som prøvde å gå forbi den første runden med GM-planter, ikke ved å legge til hele gener, men i stedet ved å bruke kutteenzymer, kalt nukleaser, for nøyaktig å kutte DNA-kjeden – livet instruksjoner som finnes i hver levende celle. For å lage Calyxts bønner brukte Voytas teknologien sin til å deaktivere to gener.

I dag dominerer en annen genredigeringsteknologi, CRISPR, overskriftene, fordi den er enkel å bruke og rimelig. Men fordi TALEN ble utviklet to år tidligere enn CRISPR, har teknikken avansert videre mot kommersielle avlinger. Dessuten har andre plantebioteknologiselskaper blitt bremset av en pågående patentkamp om CRISPR, som gjorde det uklart hvem av dem som ville være i stand til å bruke den teknikken.

Kornbinger i Clark, South Dakota.

I mellomtiden, sier Calyxt, har den allerede brukt TALEN til å designe 19 planter og satser på genredigering for å gjøre det til et av de første små selskapene som introduserte en vellykket genmanipulert avling. Den sier at USDA allerede har bekreftet at seks av plantene deres ikke vil bli regulert, inkludert, i september, en alfalfa-plante modifisert for å ha mindre lignin, noe som gjør det lettere for kyr og hester å fordøye. Selskapet, som ble børsnotert i juli, har kun brukt 47 millioner dollar så langt.

Inntil nå har hver vellykket GMO på markedet hatt som mål å øke utbyttet fra hver dekar med jordbruksland. Markedsføring av sunnere mat laget av GMO har vært en større ordre. Men hvis genredigerte planter kan unngå stigmaet til GMO, kan det endre seg. Etter Calyxts syn ville det åpne for verdifulle nye bruksområder for genteknologi. I tillegg til sin soyaolje, hevder Calyxt at den har endret hveteplanter slik at de kan males til hvitt mel med tre ganger så mye fiber som vanlig. Et brødfirma kan til og med hevde at hamburgerruller bidrar til å forebygge kreft.

I 2017 erkjente USDA at planter med til og med dype genetiske endringer helt kan unnslippe regulering.

Noen av de mer radikale endringene genredigering kan medføre var tydelige den dagen jeg besøkte Voytas på universitetslaboratoriet hans. Han møtte elevene sine, som tegnet planene deres på en tavle. (Nå bruker alle elevene CRISPR.) En kvinne fra Etiopia ønsket å endre en lokal kornplante, teff, slik at den står rett i stedet for å henge og miste frø. En annen student undersøkte hvordan man kan injisere DNA i stamcellene som finnes i røttene og skuddene til voksende planter. Vi kommer nesten til det punktet at hvis du spør «Hva er den beste oljeavlingen?» kan vi lage genomet for å lage den planten, sier Voytas.

Noen betydelige hindringer gjenstår. Legemiddelfirmaer som jobber med genterapi har lært at det er lettere å designe og lage DNA-tråder enn å få dem inn i en persons celler. Det gjelder også for mange planter, hvor levering av de genredigerende ingrediensene fortsatt er vanskelig. Å forstå hvilke gener som bør redigeres er enda en veisperring. Forskere vet mye om hvordan oljer syntetiseres og hvorfor frukt blir brun. Men listen over verdifulle planteegenskaper hvis genetiske årsaker er både godt forstått og enkle å endre, faller raskt av etter det. Akkurat nå er det en pose med egenskaper, sier Rebecca Bart, en planteforsker ved Danforth Center, i St. Louis. Vi må fortsatt ha ganske betydelige investeringer i oppdagelse før du kan manipulere dem med genredigering. Det må gå i den rekkefølgen.

Dessuten, for egenskaper som er godt forstått, er genredigering ikke den eneste måten å lage slike planter på – bare de nyeste. For eksempel vil Calyxts soyabønner møte konkurranse fra bønner med lignende oljeinnhold som allerede er på markedet, inkludert en, kalt Vistive Gold og solgt av Monsanto, som ble laget via gammeldags GMO-teknologi. Voytas erkjenner at bønnene hans ikke er helt nye, men sier at de vil være en nyttig test av Calyxts raske-til-marked-forretningsmodell og en måte å bevise for investorer at selskapet kan tjene penger. Calyxt er det første plantegenredigeringsselskapet der ute og må vise at det kan kommersialisere produkter, sier han. Fordelen er å få inntekter på kort sikt.

Noen gründere tror genredigering vil ha stor innvirkning bare når det kan endre mengden mat en acre kan produsere. Innen eiendom er ordtaket «Location, location, location.» Vel, i landbruket er det «Yield, yield, yield», sier Oliver Peoples, administrerende direktør i Yield10, et anleggsingeniørfirma i Cambridge, Massachusetts.

Canolaplanter regenereres fra individuelle celler etter en runde med genredigering.

Så Calyxt jobber også med planter som kan øke mengden mat bønder kan høste, som en hveteplante som er motstandsdyktig mot mugg. Til dags dato har ingen GMO-hvete noen gang blitt kommersialisert, delvis fordi, som det skjer med mange planter, akkumulerer hvetens genom ekstra DNA som et skap som aldri blir ryddet ut. Faktisk er hvete heksaploid - cellene har seks stort sett identiske kopier av hvert kromosom. Det har gjort det enormt komplisert å genmanipulere, men Voytas sier at med genredigering er det ganske enkelt. I en enkelt reaksjon kan TALEN-verktøyene søke ut og kutte alle seks kopiene av et hvilket som helst hvete-gen de ønsker å fjerne.

GMO eller ikke?

Utenfor Penn Station, på Manhattan, erklærer en 10-etasjers høy reklame for Ketel One, et merke av vodka, at den er laget med 100 % IKKE GMO-korn. På ethvert supermarked er det lett å finne en overflod av lignende påstander, selv for produkter som salt, som ikke inneholder plantemateriale. Om 40 prosent av amerikanske voksne tror mat laget av GMO er mindre sunt å spise.

Slike oppfatninger er resultatet av stridende meldinger fra forskere, landbrukslobbyer og ideelle organisasjoner som Greenpeace som vekker tvil om sikkerheten til GM-organismer. Resultatet for den første generasjonen GMO har vært en global delt beslutning. Mens GMO dekker millioner av dekar med dyrket mark i USA, Brasil, Argentina og India, har regjeringer forbudt dyrking av slike planter gjennom store deler av resten av verden, inkludert Frankrike, Tyskland, Kina og Russland.

Nå er spørsmålet om genredigerte avlinger kan unnslippe GMO-merket. Stort sett argumenterer selskaper for at disse anleggene bør være uregulerte fordi de kunne har blitt skapt ved konvensjonell avl. Beviset? I mange tilfeller vil det ikke være mulig å skille en genredigert plante fra en naturlig.

Redigere ett gen gjør at hvete motstår mugg.

GMO-kritikere frykter nå en flodbølge av frankenfood hvis slike planter slipper gjennom regelverket, noe som allerede forekommer i USA. Grunnen til at genredigerte planter kan unntas fra USDA-regler er at byrået bruker en utdatert 30 år gammel definisjon av en GMO som utløses bare hvis en plante ble modifisert ved hjelp av plantebakterier, slik tidlige produkter var. Byrået, i januar 2017, erkjente at planter med til og med dype genetiske endringer helt kan unnslippe regulering avhengig av hvordan de er laget. Siden den gang har ytterligere fire genredigerte planter blitt vinket frem, inkludert en salt- og tørketolerant soyabønner utviklet av USDA selv, Calyxts alfalfa-plante, en type camelina-gress skapt av Yield10, og en hirseart med en forsinket blomstringstiden. De prøver å få plass til en firkantet pinne i et rundt hull av gamle lover som ikke er ment å adressere disse nye teknologiene, sier Gregory Jaffe, som følger bioteknologi ved Center for Science in the Public Interest, i Washington, D.C.

Relatert historie

Les Neste

Det som mangler er derfor nok gransking av om plantene kan skade insekter, spre sine genetiske forbedringer til ville søskenbarn eller lage superugress som de som er motstandsdyktige mot Roundup. Bedrifter rådfører seg vanligvis med U.S. Food and Drug Administration for å bekrefte at plantene deres er trygge å spise. Men den prosessen er frivillig. Jaydee Hanson, senior policyanalytiker ved Center for Food Safety, som fremmer økologisk landbruk, mener bedrifter har vært flinke til å starte med enkle, til og med obskure, produkter. Publikum har ikke hatt en sjanse til å si 'Vent litt,' sier han. Etter hvert som vi går inn i mer komplisert genredigering, kommer det til å dukke opp flere spørsmål. Og vi kunne se den samme typen tilbakeslag som vi så før.

Spørsmålet om GMO eller ikke kommer til å være et globalt spørsmål. Matregulatorer må bestemme om butikkemballasje må avsløre tilstedeværelsen av genredigerte planter. Noen økologiske foreninger har allerede sagt at slike planter ikke kan bære den etiketten, og resonnementerer at de virkelig er GMO. EU-domstolen er i mellomtiden satt til å veie inn i spørsmålet i Europa, der forskere har hevdet at genredigering ganske enkelt er en avansert form for avl. Motstandere regner med at Europa klassifiserer plantene som GMO, en avgjørelse som vil frustrere teknologiens spredning.

Det ville vært trist om motstanderne vant, sa Voytas til meg. Vi var på kontoret hans og studenter passerte utenfor vinduet hans og ventet på å få en sjanse til å gjennomgå planene for genredigering med ham. Selv studenter, bemerket han, er nå i stand til å redigere planter. På en eller annen måte, sa han, tror jeg ånden er ute av flasken.

gjemme seg