Geneetiline modifitseerimine on organismi geneetilise struktuuri muutmise protsess. Seda on tuhandeid aastaid kaudselt tehtud taimede ja loomade kontrollitud või valikulise aretamise abil. Kaasaegne biotehnoloogia on teinud geenitehnoloogia abil lihtsamaks ja kiiremaks konkreetse geeni sihtimise organismi täpsemaks muutmiseks.
Mõisteid "modifitseeritud" ja "muudetud" kasutatakse sageli geneetiliselt muundatud või "GMO" toitude märgistamisel vaheldumisi. Biotehnoloogia valdkonnas tähistab GMO geneetiliselt muundatud organisme, samal ajal kui toiduainetööstuses tähistab termin eranditult toitu, mis on eesmärgipäraselt valmistatud ja mida ei ole selektiivselt aretatud. See erinevus põhjustab tarbijate seas segadust ja seetõttu eelistab USA toidu- ja ravimiamet (FDA) toitudele mõistet geneetiliselt muundatud (GE).
Geneetilise muundamise lühiajalugu
Geneetiline modifikatsioon pärineb iidsetest aegadest, kui inimesed mõjutasid geneetikat selektiivselt aretavate organismide kaudu, selgub Harvardi ülikooli rahvatervise teadlase Gabriel Rangeli artiklist. Mitme põlvkonna jooksul korratud protsess põhjustab liikides dramaatilisi muutusi.
Koerad olid tõenäoliselt esimesed loomad, kes olid sihipäraselt geneetiliselt muundatud, sest Rangel väitis, et selle vaeva algus oli umbes 32 000 aastat. Metsikud hundid liitusid meie jahimeeste-kogujate esivanematega Ida-Aasias, kus koerad olid kodustatud ja aretatud, et nende viljakus oleks suurenenud. Tuhandete aastate jooksul aretasid inimesed erineva soovitud isiksuse ja füüsiliste omadustega koeri, viies lõpuks paljude erinevate koerte hulka, keda me täna näeme.
Varaseim teadaolev geneetiliselt muundatud taim on nisu. Arvatakse, et see väärtuslik saak on pärit Lähis-Idast ja Põhja-Aafrikast piirkonnast, mida tuntakse viljaka poolkuu all, selgub ajakirjas Journal of Traditional and Complementary Medicine avaldatud 2015. aasta artiklist. Muistsed talupidajad aretasid valikuliselt nisuheinaid, mis algasid umbes 9000 B.C. kodustatud sortide loomiseks suuremate terade ja kõvemate seemnetega. Aastaks 8000 B.C. oli kodustatud nisu kasvatamine levinud kogu Euroopas ja Aasias. Nisu jätkuva valikulise aretamise tulemuseks oli tuhandeid tänapäeval kasvatatavaid sorte.
Corn on viimase paari tuhande aasta jooksul kogenud ka kõige dramaatilisemaid geneetilisi muutusi. Klambrisaak saadi teosintena tuntud taimest - pisikeste kõrvadega looduslikust rohust, millel oli vaid mõni tuum. Aja jooksul aretasid põllumehed valikuliselt teosinte'i heintaimi, et tekitada maisi, mille suured tuumad lõhkuvad.
Lisaks nendele põllukultuuridele on Rangeli sõnul valdav osa aretatud põlvkonnast läbinud suure osa täna söödavast toodangust - sealhulgas banaanid, õunad ja tomatid.
Tehnoloogia, mis tükeldab ja edastab tüki rekombinantset DNA-d (rDNA) konkreetselt ühest organismist teise, töötasid 1973. aastal välja vastavalt San Francisco Francisco ülikooli ja Stanfordi ülikooli teadlased Herbert Boyer ja Stanley Cohen. Paar kandis tüki DNA ühest bakteritüvest teise, võimaldades muundatud bakterites resistentsust antibiootikumide suhtes. Järgmisel aastal tutvustasid kaks Ameerika molekulaarbioloogit Beatrice Mintz ja Rudolf Jaenisch esimese katse käigus hiireembrüosse võõrast geneetilist materjali, et geenitehnoloogilisi tehnikaid kasutades geneetiliselt muundada loomi.
Teadlased modifitseerisid ka ravimeid kasutavaid baktereid. 1982. aastal sünteesiti iniminsuliin geneetiliselt muundatud viisil E. coli bakterid, saades Rangeli andmetel esimeseks FDA poolt heaks kiidetud geneetiliselt muundatud ravimiks.
Geneetiliselt muundatud toit
Ohio osariigi ülikooli andmetel on põllukultuuride geneetiliselt muundamiseks neli peamist meetodit:
- Valikuline aretus: tutvustatakse ja aretatakse kahte taime tüve, et saada spetsiifiliste omadustega järglasi. See võib mõjutada 10 000 kuni 300 000 geeni. See on vanim geneetilise muundamise meetod ja tavaliselt ei kuulu see GMOde toidugruppi.
- Mutagenees: taimede seemned puutuvad organismide muteerimiseks sihilikult kokku kemikaalide või kiirgusega. Soovitud tunnustega järglasi peetakse ja aretatakse edasi. Mutagenees ei kuulu tavaliselt ka GMO-toidugruppi.
- RNA sekkumine: Taimede üksikud soovimatud geenid inaktiveeritakse, et kõrvaldada kõik soovimatud tunnused.
- Transgeenika: geen võetakse ühest liigist ja implanteeritakse teise, et anda soovitav omadus.
Viimast kahte loetletud meetodit peetakse geenitehnoloogia tüüpideks. Täna on FDA andmetel teatavad põllukultuurid läbinud geenitehnoloogia, et parandada saagikust, vastupidavust putukakahjustustele ja immuunsust taimehaiguste vastu, samuti suurendada toiteväärtust. Turul nimetatakse neid geneetiliselt muundatud ehk GMO põllukultuurideks.
"GMO põllukultuurid andsid põllumajandusküsimuste lahendamisel palju lubadusi," ütles Gruusias Emory ülikooli Oxfordi kolledži taimeteadlane Nitya Jacob.
Esimene geneetiliselt muundatud põllukultuur, mida USA-s kasvatamiseks heaks kiideti, oli 1994. aastal tomat Flavr Savr. (USA-s kasvatamiseks peavad geneetiliselt muundatud toidud olema heaks kiidetud nii keskkonnakaitseametis (EPA) kui ka FDA-s.) uue tomati kõlblikkusaeg oli pikem tänu geeni deaktiveerimisele, mis põhjustab tomatite hakkimist kohe pärast korjamist. California ülikooli põllumajanduse ja loodusvarade osakonna andmetel lubati ka tomatil tugevdada maitset.
Tänapäeval on FDA andmetel puuvilla, mais ja sojaoad kõige levinumad põllukultuurid, mida USA-s kasvatatakse. Ligi 93 protsenti sojaubadest ja 88 protsenti maisitaimedest on geneetiliselt muundatud. USA põllumajandusosakonna (USDA) andmetel on paljud GMO põllukultuurid, näiteks modifitseeritud puuvill, valmistatud putukate suhtes vastupidavaks, vähendades oluliselt vajadust pestitsiidide järele, mis võivad põhjavett ja ümbritsevat keskkonda saastada.
Viimastel aastatel on GMO põllukultuuride laialdane kasvatamine muutunud üha vaieldavamaks.
"Üks mure on GMOde mõju keskkonnale," ütles Jacob. "Näiteks võib GMO põllukultuuride õietolm liikuda nii geneetiliselt muundamata põllukultuuride põldudele kui ka umbrohupopulatsioonidesse, mis võib viia selleni, et geneetiliselt muundamata organismid omandavad risttolmlemise tõttu GMO omadused."
Käputäis suuri biotehnoloogiaettevõtteid on monopoliseerinud GMO põllukultuuride tööstuse, ütles Jacob, muutes üksikutele väiketalunikele elatise teenimise raskeks. Ehkki mõned põllumehed võivad äritegevuse lõpetada, võivad biotehnoloogiaettevõtetega koostööd tegevad põllukultuuride suurenenud saagikuse ja vähendatud pestitsiididega seotud kulud saada majanduslikku kasu, teatas USDA.
Consumer Reportsi, The New York Timesi ja The Mellmani grupi küsitluste kohaselt on enamiku USA inimeste jaoks oluline GMO-toidu märgistamine. GMO märgistamist kindlalt pooldavad inimesed usuvad, et tarbijatel peaks olema võimalus otsustada, kas nad soovivad osta geneetiliselt muundatud toitu.
Jacob ütles, et puuduvad selged teaduslikud tõendid selle kohta, et GMOd oleksid inimeste tervisele ohtlikud.
Geneetiliselt muundavad loomad ja inimesed
Tänapäeval aretatakse kariloomi sageli valikuliselt, et parandada kasvukiirust ja lihasmassi ning soodustada haiguskindlust. Näiteks on aretatud teatud lihakanade read, mis kasvavad täna 300 protsenti kiiremini kui 1960. aastatel, selgus ajakirjas Journal of Anatomy avaldatud 2010. aasta artiklist. Praegu ei ole USA turul ühtegi loomse päritoluga toodet, sealhulgas kana ega veiseliha, geneetiliselt muundatud ja seetõttu ei klassifitseerita ühtegi toodet GMO ega GE toidutoodeteks.
Riikliku inimese genoomiuuringute instituudi andmetel on teadlased juba mitu aastakümmet geneetiliselt muundanud laboriloomi, et teha kindlaks, kuidas biotehnoloogia võiks ühel päeval aidata inimeste haiguste ravimisel ja inimestel kudede kahjustuste parandamisel. Selle tehnoloogia üks uusimaid vorme on CRISPR (hääldatakse "crisper").
See tehnoloogia põhineb bakteriaalse immuunsussüsteemi võimel kasutada CRISPR-i piirkondi ja Cas9 ensüüme bakterirakku siseneva võõra DNA inaktiveerimiseks. Sama tehnika võimaldab teadlastel modifitseerimisele suunata konkreetse geeni või geenirühma, ütles Californias Scripps College'i bioloogia dotsent Gretchen Edwalds-Gilbert.
Teadlased kasutavad CRISPRi tehnoloogiat vähktõve ravimise otsimiseks ning üksikute DNA tükkide leidmiseks ja redigeerimiseks, mis võivad indiviidil tulevikus haigusi põhjustada. Tüvirakkude teraapias võiks kasutada ka geenitehnoloogiat kahjustatud koe regenereerimisel, näiteks insuldi või südameinfarkti tagajärjel, ütles Edwalds-Gilbert.
Väga vastuolulises uuringus väitis vähemalt üks teadlane, et on CRISPR-tehnoloogiat testinud inimese embrüote puhul eesmärgiga välistada teatud haiguste potentsiaal. See teadlane seisis silmitsi karmi kontrolliga ja ta pandi mõnda aega nende koduriigis Hiinas koduaresti.
Moraalne dilemma
See tehnoloogia võib olla saadaval, kuid kas teadlased peaksid tegema geneetilise muundamise uuringuid inimestel? See sõltub, ütles Scrippsi kolledži filosoofiaprofessor Rivka Weinberg.
"Kui asi puudutab midagi sellist nagu tehnoloogia, peate mõtlema selle kavatsusele ja selle erinevatele kasutusvõimalustele," sõnas Weinberg.
Enamik geenitehnoloogiat kasutavate raviprotseduuride meditsiinilisi uuringuid viiakse läbi patsientide nõusolekul. Loote geenitehnoloogia on aga teine lugu.
"Inimestega katsetamine ilma nende nõusolekuta on olemuselt problemaatiline," ütles Weinberg. "Ei ole ainult riskid, riske ei kaardistata. Me isegi ei tea, millega riskime."
Kui järgmise põlvkonna tehnoloogia oleks kättesaadav ja ohutuks osutunud, oleks vastuväiteid selle testimisele inimestel minimaalne, ütles Weinberg. Kuid see pole nii.
"Kõigi nende eksperimentaaltehnoloogiate suur probleem on see, et nad on eksperimentaalsed," sõnas Weinberg. "Üks peamisi põhjuseid, miks inimesi CRISPR-i embrüote kasutamisel tundnud Hiina teadlane nii õudust tundis, on see, et see on nii varane katsetamise etapp. See pole geenitehnoloogia. Te katsetate nendega lihtsalt."
Valdav enamus geenitehnoloogia pooldajatest mõistab, et seda tehnoloogiat ei ole veel inimestel katsetamiseks võimalik kasutada, ja väidavad, et seda protsessi kasutatakse heaks. Jacob ütles, et geneetilise muundamise eesmärk on olnud alati tegeleda probleemidega, millega praegu inimühiskond silmitsi seisab.
Lisalugemist:
