Disse er ikke din fars GMO'er

En ny bølge af genredigerede afgrøder undviger regulatorer, og de er ved at nå butikkerne. Ved

• Antonio Regalado arkiv side

19. december 2017

Da jeg besøgte Jason McHenrys gård i South Dakota, førte den unge landmand, klædt i slidte jeans og solbriller, mig op ad en glat stålstige på siden af ​​en kornbeholder. Vi tumlede gennem mandehullet ind i et skiftende bjerg af sojabønner. Du kan sigte dem gennem fingrene og smage deres søde, uklare smag.

Den amerikanske sojaafgrøde er fire milliarder bushel om året, omkring 240 milliarder pund. Det genererer de fleste kontantkvitteringer for amerikanske gårde efter kvæg og majs. Af disse bønner er mere end 90 procent genetisk modificerede organismer eller GMO'er - det vil sige, de er blevet genetisk forbedret, oftest gennem tilføjelse af et gen fra en jordbakterie, der gør dem immune over for ukrudtsdræberen glyphosat, som er almindeligt kendt. som Roundup.

Denne historie var en del af vores januar 2018-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

De 4.000 skæpper, McHenry og jeg sad i, repræsenterer imidlertid en ny type plante, der er blevet modificeret ved hjælp af genredigering. En startup havde brugt teknologien til at introducere ændringer i to gener involveret i fedtsyresyntese, så olie presset fra bønnerne ligner mere olivenolie end typisk sojaolie.

McHenry hørte første gang budskabet om bønnerne i december sidste år på et hotel nær kooperativet af South Dakota-sojabønneforarbejdningsvirksomheder. Vi har noget nyt og spændende, fortalte en sælger til landmændene. Har du hørt om forbuddet mod transfedt? Sojaolie har tabt markedsandele, siden den amerikanske regering forbød usunde fedtstoffer, der dannes, når sojaolie er delvist hydrogeneret og bliver til et fast stof (tænk Crisco). De fedtstoffer har været at dræbe mennesker . De er dårlig mad.

Olie fra de genredigerede bønner kunne løse det problem, for det skal ikke behandles på samme måde. Enhver landmand, der gik med til at plante bønnerne, hørte McHenry, ville være en del af bølgen af ​​innovation, der fylder butikshylderne med græsk yoghurt, grøn emballage og sunde ingredienser. Hvad mere er, ville det betyde et par kvarter mere pr. skæppe. Du tjener lidt flere penge, du har en fantastisk oplevelse, og du er en del af en revolution, sagde pitchman, Thomas Stoddard, en ranglet biolog, der blev frøsælger, og som besøgte McHenrys farm sammen med mig.

For McHenry, en landmand, der lige er startet med sine egne acres, sin egen gæld og sine egne beslutninger, gav banen mening. De Roundup-modstandsdygtige bønner, som hans far stadig planter, er dyre. Desuden har tumbleweeds udviklet sig til at overleve sprøjtning og vokse så højt som din talje. Ser man på markedet som helhed, stiller Europa og Kina spørgsmålstegn ved GMO'er, siger McHenry. Man skal holde fingeren på, hvad forbrugeren vil have, og som landmand skal man differentiere sig. Hvis du kigger på et marked, der kunne være væk, skal du tænke på alternativer.

Jason McHenry på South Dakota-landet, hvor han dyrker sojabønner skabt med genredigering.

De nye bønner er skabelsen af ​​en startup kaldet Calyxt, der ligger 300 miles væk, nær Minneapolis, hvor Stoddard arbejder, og næsten et lige skud øst på Highway 90 fra McHenry's farm. I virksomhedens drivhuse bliver tusindvis af planter ændret med genredigering hver uge. Dyden ved teknologien er, at den lader videnskabsmænd skabe designerplanter, der ikke har fremmed DNA i sig. Teknikken, som tilføjer eller sletter uddrag af genetisk information, svarer til, hvad der kunne opnås gennem konventionel avl, kun meget hurtigere. I det væsentlige, hvis der er noget kvalitet ved en sojabønne, som du kan lide, og hvis du kender de ansvarlige genetiske instruktioner, kan genredigering flytte dem til en anden bønne i et enkelt molekylært trin.

For mange forskere virker potentialet ved genredigering næsten ubegrænset, og det tilbyder en ny måde til hurtigt at skabe planter, der er tørke-resistente, immune over for sygdomme eller forbedret i smag. En supermarkedstomat, der smager godt? Det kunne ske, hvis videnskabsmænd genopretter de smagsskabende gener, der gør arvestykker lækre. Hvad med en majsplante med dobbelt så mange kerner? Hvis naturen tillader det, mener videnskabsmænd, kan genredigering lade dem bygge det.

Indtil nu har enhver succesfuld GMO på markedet haft som mål at øge udbyttet fra hver hektar landbrugsjord. Markedsføring af sundere fødevarer lavet af GMO'er har været en større ordre. Men hvis genredigerede planter kan undgå stigmatiseringen af ​​GMO'er, kan det ændre sig.

Der er en anden grund til, at genredigering skaber begejstring i industrien. Det amerikanske landbrugsministerium har konkluderet, at de nye planter ikke er regulerede artikler. Årsagen er et juridisk smuthul: dets regler gælder kun for GMO'er, der er konstrueret ved hjælp af plantepatogener som bakterier eller deres DNA. Det betyder, at Calyxt kan kommercialisere sine bønner uden at gå igennem processen med tilladelser, inspektioner og sikkerhedstest, der kræves for andre genetisk modificerede afgrøder. Det regner med at skære mindst halvdelen af ​​de 13 år og 130 millioner dollars, som virksomheder i gennemsnit har investeret for at skabe en ny GMO og få den i landmændenes hænder.

For GMO-modstandere er de nye, uregulerede anlæg en kilde til alarm. I årevis har de argumenteret for, at GMO'er bør modarbejdes, fordi de kan være usikre. Hvad hvis de forårsager allergi eller forgifter sommerfugle? Nu skifter kamplinjerne, fordi virksomheder som Calyxt kan skabe planter uden DNA fra en anden art i dem. De kan argumentere for, at genredigering blot er accelereret avlsteknologi.

For kritikerne er ethvert forsøg på at omklassificere konstruerede planter som naturlige en farlig fiktion. Hvis de ikke skal igennem de regulatoriske krav, så er det game on igen for genetisk modifikation i landbruget, siger Jim Thomas, leder af en nonprofit ved navn ETC Group, der lobbyer om miljøspørgsmål. Det er præmien. De konstruerer en definition af en GMO, så genredigering falder uden for den.

Genetiker Dan Voytas fra University of Minnesota udvikler nye planter ved hjælp af genteknologi. Anden er ude af flasken, siger han.

Allerede nu er indsatsen for at overtale regeringer og fødevaregrupper ved at nå en planetarisk skala. New Zealand besluttede, at de nye planter trods alt er GMO'er, og det samme gjorde USDA's eget økologiske råd. Holland og Sverige mener ikke, de er. Kina har ikke sagt. Den Europæiske Union skal stadig tage stilling. Milliarder i global korneksport kan i sidste ende hænge i en balance.

Modstandere siger, at de er klar til at kæmpe for regler, regler og mærker. Vores holdning har aldrig ændret sig. Dette er bare en form for genteknologi, så de samme ting bør ske - der bør være nødvendige sikkerhedsvurderinger, siger Michael Hansen, der er stabsforsker ved Forbrugerforbundet, en lobbygruppe tilknyttet Forbrugerrapporter magasin. Jeg kan ikke se, at dette bliver løst foreløbigt.

Designerplanter vokser under kunstigt lys i drivhuset i Calyxt, en genredigerende startup i Minneapolis.

Men McHenry har allerede accepteret argumentet. Han pegede på sine rækker af kornspande og krydsede af, om bønnerne indeni var GMO'er eller ej. Den ene fuld af Calyxt bønner kaldte han ikke-GMO. For mig er en GMO [tilføje] en ekstern organisme til en plante. Som jeg forstår det, er der ikke sat fremmed DNA ind i frøet, sagde McHenry. Det er som om, vi fandt et skifte til at gøre folks liv lettere. Hvis det er så nemt, giver det mening for mig.

Lægemiddelvirksomheder ser genredigeringsteknologi som en alsidig molekylær saks, der kan tilbyde et radikalt nyt middel til at helbrede genetiske sygdomme såsom muskeldystrofi (se Kan CRISPR redde Ben Dupree? ). Hvad der ikke er så almindeligt værdsat, er, hvor tæt teknologien er på storskala implementering i landbruget og i vores fødevarer. Ved udgangen af ​​2018, siger Calyxt, vil det knuse bønner og sælge olie, hvilket potentielt bliver det første firma, der kommer ind på markedet med en genredigeret afgrøde. Mindst én anden afgrøde nærmer sig kommercialisering fra DuPont, som brugte genredigering til at skabe en mere stivelsesholdig majsplante.

Det er helt sikkert, at ingen af ​​produkterne forventes at overtage landbrugsjord på den måde, som herbicidresistente GMO'er gjorde. I stedet er disse indledende eksempler nicheprodukter med prosaiske mål. DuPonts voksagtige majs kommer til at ende i limstifter og som emulgator i salatdressing. Calyxts olie vil stege donuts og chips. Alligevel viser bjerget af bønner på McHenry's farm, hvor hurtigt disse afgrøder kunne ankomme. McHenry, der lavede nogle hurtige beregninger, anslog, at vi sad på 600 millioner af dem. På det tidspunkt var sælgeren Stoddard også kravlet ned i den historiehøje kornspand. Genredigering er fremtiden, og det første sted, det vokser i skala, er her i South Dakota, sagde han ærbødigt og lod bønner drive gennem sine hænder.

Drejer en kontakt

Bønnerne på McHenry's farm er alle efterkommere af en enkelt sojabønnecelle, som blev modificeret i 2012 af Dan Voytas, medstifter af Calyxt og professor i genetik ved University of Minnesota. Voytas fortalte mig, at han havde arvet en videnskabelig interesse for planter fra sin far, en statslig skovforvalter. Det var 'Okay, søn, hvilket træ er det? Latinsk navn, tak, husker han.

Jeg mødte Voytas i startup'ens drivhus uden for Minneapolis, hvor han viste mig væskeblandingsrobotter og en høj genpistol, der skyder DNA'et ind i en plantecelle. Grønne klatter, der voksede på klar gelé i petriskåle, var rapsplanter, der regenererede fra en enkelt celle efter at have modtaget nye genetiske instruktioner. Virksomheden har 35 ansatte, hvoraf to tredjedele er videnskabsmænd. Vi har en lang række idéer, siger Voytas. Men du kan få en fantastisk olie og en syg plante. Meget af det er eksperimentelt.

Opstarten bruger en genredigeringsteknologi kaldet TALEN, som Voytas var med til at udvikle - og patenterede. I slutningen af ​​1990'erne havde han været en del af en lille gruppe biologer, der forsøgte at komme forbi den første runde af GM-planter, ikke ved at tilføje hele gener, men i stedet ved at bruge skærende enzymer, kaldet nukleaser, til præcist at adskille DNA-kæden - livet instruktioner fundet inde i hver levende celle. For at lave Calyxts bønner brugte Voytas sin teknologi til at deaktivere to gener.

I dag dominerer en anden genredigeringsteknologi, CRISPR, overskrifterne, fordi den er nem at anvende og billig. Men fordi TALEN blev udviklet to år tidligere end CRISPR, har teknikken udviklet sig yderligere mod kommercielle afgrøder. Desuden er andre plantebiotekvirksomheder blevet bremset af en igangværende patentkamp om CRISPR, som gjorde det uklart, hvem af dem der ville være i stand til at bruge den teknik.

Kornbeholdere i Clark, South Dakota.

I mellemtiden, siger Calyxt, har den allerede brugt TALEN til at designe 19 planter og satser på genredigering for at gøre den til en af ​​de første små virksomheder, der introducerede en succesfuld genmanipuleret afgrøde. Det siger, at USDA allerede har bekræftet, at seks af dets planter ikke vil blive reguleret, inklusive, i september, en lucerneplante, der er modificeret til at have mindre lignin, hvilket gør det lettere for køer og heste at fordøje. Selskabet, som blev børsnoteret i juli, har indtil videre kun brugt 47 millioner dollars.

Indtil nu har enhver succesfuld GMO på markedet haft som mål at øge udbyttet fra hver hektar landbrugsjord. Markedsføring af sundere fødevarer lavet af GMO'er har været en større ordre. Men hvis genredigerede planter kan undgå stigmatiseringen af ​​GMO'er, kan det ændre sig. Efter Calyxts opfattelse ville det åbne op for værdifulde nye anvendelser af genteknologi. Ud over sin sojaolie hævder Calyxt, at det har ændret hvedeplanter, så de kan males til hvidt mel med tre gange så mange fibre som normalt. Et brødfirma kan endda hævde, at hamburgerruller hjælper med at forebygge kræft.

I 2017 anerkendte USDA, at planter med selv dybtgående genetiske ændringer helt kan undslippe regulering.

Nogle af de mere radikale ændringer, genredigering kan medføre, var tydelige den dag, jeg besøgte Voytas på hans universitetslaboratorium. Han mødtes med sine elever, som tegnede deres planer på en tavle. (Nu bruger alle eleverne CRISPR.) En kvinde fra Etiopien ønskede at ændre en lokal kornplante, teff, så den står oprejst i stedet for at hænge og miste frø. En anden studerende undersøgte, hvordan man injicerer DNA i stamcellerne, der findes i rødderne og skuddene på voksende planter. Vi er næsten ved at nå det punkt, hvor hvis du spørger 'Hvad er den bedste olieafgrøde?', kunne vi skabe genomet til at lave den plante, siger Voytas.

Der er stadig nogle væsentlige forhindringer. Lægemiddelfirmaer, der arbejder med genterapi, har lært, at det er lettere at designe og lave DNA-strenge end at få dem ind i en persons celler. Det gælder også for mange planter, hvor levering af de genredigerende ingredienser stadig er vanskelig. At forstå, hvilke gener der skal redigeres, er endnu en vejspærring. Forskere ved meget om, hvordan olier syntetiseres, og hvorfor frugt bliver brun. Men listen over værdifulde planteegenskaber, hvis genetiske årsager både er velforståede og lette at ændre, falder hurtigt efter det. Lige nu er det en pose med egenskaber, siger Rebecca Bart, planteforsker ved Danforth Center i St. Louis. Vi skal stadig have ret betydelige investeringer i opdagelse, før du kan manipulere dem med genredigering. Det skal gå i den rækkefølge.

Hvad mere er, for egenskaber, der er godt forstået, er genredigering ikke den eneste måde at skabe sådanne planter på - bare de nyeste. For eksempel vil Calyxts sojabønner møde konkurrence fra bønner med lignende olieindhold, som allerede er på markedet, herunder en, kaldet Vistive Gold og sælges af Monsanto, der blev skabt via gammeldags GMO-teknologi. Voytas erkender, at hans bønner ikke er helt nye, men siger, at de vil være en nyttig test af Calyxts hurtige-to-market forretningsmodel og en måde at bevise over for investorer, at virksomheden kan tjene penge. Calyxt er den første plantegenredigeringsvirksomhed derude og skal vise, at den kan kommercialisere produkter, siger han. Fordelen er at få omsætning på kort sigt.

Nogle iværksættere mener, at genredigering kun vil have stor indflydelse, når det kan ændre mængden af ​​mad, en hektar kan producere. Inden for fast ejendom er ordsproget ’Location, location, location.’ Nå, i landbruget er det ’Yield, yield, yield’, siger Oliver Peoples, administrerende direktør for Yield10, et anlægsingeniørfirma i Cambridge, Massachusetts.

Canolaplanter regenererer fra individuelle celler efter en omgang genredigering.

Så Calyxt arbejder også på planter, der kan øge mængden af ​​mad, landmænd kan høste, som en hvedeplante, der er resistent over for meldug. Hidtil er ingen GMO-hvede nogensinde blevet kommercialiseret, blandt andet fordi, som det sker med mange planter, akkumulerer hvedes genom ekstra DNA som et skab, der aldrig bliver ryddet ud. Faktisk er hvede hexaploid - dens celler rummer seks for det meste identiske kopier af hvert kromosom. Det har gjort det enormt kompliceret at gensplejse, men Voytas siger, at med genredigering er det ret nemt. I en enkelt reaktion kan TALEN-værktøjerne søge og klippe alle seks kopier af ethvert hvedegen, de ønsker at fjerne.

GMO eller ej?

Uden for Penn Station på Manhattan erklærer en 10-etagers høj reklame for Ketel One, et mærke af vodka, at den er lavet med 100 % IKKE GMO-korn. I ethvert supermarked er det let at finde et væld af lignende påstande, selv for produkter som salt, der ikke indeholder plantemateriale. Om 40 procent af amerikanske voksne mener, at fødevarer fremstillet af GMO'er er mindre sunde at spise.

Sådanne overbevisninger er resultatet af stridende beskeder fra videnskabsmænd, landbrugslobbyer og nonprofitorganisationer som Greenpeace, der vækker tvivl om GM-organismers sikkerhed. Resultatet for den første generation af GMO'er har været en global split beslutning. Mens GMO'er dækker millioner af hektar afgrødejord i USA, Brasilien, Argentina og Indien, har regeringer forbudt dyrkning af sådanne planter gennem store dele af resten af ​​verden, herunder Frankrig, Tyskland, Kina og Rusland.

Nu er spørgsmålet, om genredigerede afgrøder kan undvige GMO-mærket. I store træk argumenterer virksomheder for, at disse anlæg bør være uregulerede, fordi de kunne er blevet til ved konventionel avl. Beviset? I mange tilfælde ville der ikke være nogen måde at skelne en genredigeret plante fra en naturlig.

Redigering af ét gen gør, at hvede modstår meldug.

GMO-kritikere frygter nu en flodbølge af frankenfood, hvis sådanne planter slipper igennem reglerne, noget der allerede forekommer i USA. Grunden til at genredigerede planter kan undtages fra USDA-reglerne er, at agenturet anvender en forældet 30 år gammel definition af en GMO, der kun udløses, hvis en plante blev modificeret ved hjælp af plantebakterier, som tidlige produkter var. Agenturet anerkendte i januar 2017, at planter med selv dybtgående genetiske ændringer helt kan undslippe regulering afhængigt af, hvordan de er lavet. Siden da er yderligere fire genredigerede planter blevet vinket frem, inklusive en salt- og tørketolerant sojabønne udviklet af USDA selv, Calyxts lucerneplante, en type camelina-græs skabt af Yield10 og en hirseart med en forsinket blomstringstiden. De forsøger at passe en firkantet pind i et rundt hul af gamle love, der ikke er beregnet til at adressere disse nye teknologier, siger Gregory Jaffe, der følger bioteknologi ved Center for Science in the Public Interest, i Washington, D.C.

Relateret historie

Læs Næste

Hvad der så mangler, er nok undersøgelse af, om planterne kan skade insekter, sprede deres genetiske forbedringer til vilde fætre eller skabe superukrudt som dem, der er resistente over for Roundup. Virksomheder rådfører sig typisk med U.S. Food and Drug Administration for at bekræfte, at deres planter er sikre at spise. Men den proces er frivillig. Jaydee Hanson, seniorpolitikanalytiker ved Center for Fødevaresikkerhed, som promoverer økologisk landbrug, mener, at virksomheder har været kloge i at starte med enkle, endda obskure, produkter. Offentligheden har ikke haft en chance for at sige 'Vent et øjeblik', siger han. Efterhånden som vi bevæger os ind i mere kompliceret genredigering, vil der være flere spørgsmål. Og vi kunne se den samme slags tilbageslag, som vi så før.

Spørgsmålet om GMO eller ej vil være et globalt spørgsmål. Fødevareregulatorer skal beslutte, om butiksemballage skal afsløre tilstedeværelsen af ​​genredigerede planter. Nogle økologiske foreninger har allerede sagt, at sådanne planter ikke kan bære det mærke og begrunder, at de virkelig er GMO'er. EU-Domstolen skal i mellemtiden overveje spørgsmålet i Europa, hvor videnskabsmænd har hævdet, at genredigering simpelthen er en avanceret form for avl. Modstandere regner med, at Europa klassificerer planterne som GMO'er, en beslutning, der ville frustrere teknologiens spredning.

Det ville være trist, hvis modstanderne vandt, fortalte Voytas mig. Vi var på hans kontor, og studerende passerede uden for hans vindue og ventede på en chance for at gennemgå deres genredigeringsplaner med ham. Selv studerende, bemærkede han, er nu i stand til at redigere planter. På en eller anden måde, sagde han, tror jeg, at ånden er ude af flasken.

skjule