Matka Natura i GMO

Organizm zmodyfikowany genetycznie (w skrócie: GMO) to taki, w którym sekwencja DNA zmieniona została za pomocą metod inżynierii genetycznej. Może być wzbogacona o fragment genomu tego samego gatunku (czasami nazywa się to cisgenezą) lub innego gatunku (wówczas mówimy o transgenezie). Najpopularniejszą metodą tworzenia GMO jest wykorzystanie tzw. wektora (najczęściej to zmodyfikowana cząsteczka genomu wirusa lub bakterii).

W skrócie polega to na włączeniu interesującej nas sekwencji DNA do wektora, następnie wprowadzeniu wektora do modyfikowanej genetycznie komórki eukariotycznej lub bakteryjnej i umożliwienie włączenia sekwencji do genomu gospodarza. To, jak dokładniej wygląda taka procedura, zależy od tego, czy modyfikujemy bakterie, rośliny czy zwierzęta. W przypadku tych pierwszych całą procedurę można przeprowadzić bezpośrednio, u tych drugich zmodyfikowane bakterie należy wszczepić, a następnie zmienione genetycznie komórki wybrać do odtworzenia rośliny.

U zwierząt należy wektory ze zmienionymi genami wprowadzić do komórek zarodkowych, które następnie wszczepia się do zarodków. Potem selekcjonuje się narodzone już osobniki do rozrodu, zgodnie z tym, czy przyjęły zmodyfikowaną sekwencję DNA, by wreszcie otrzymać „pełne” zmodyfikowane genetycznie zwierzęta. Inna metoda przypomina sposób, w jaki sklonowano słynną owcę Dolly (klonowanie poprzez transfer jądra), ale dodatkowo z wprowadzeniem obcych sekwencji DNA do jądra komórkowego.

Przeciwnicy GMO twierdzą, że organizmy takie są w pełni nienaturalne. Warto skonfrontować taki pogląd z rzeczywistością z dwóch perspektyw: Matki Natury (i ewolucji biologicznej) oraz bardziej tradycyjnych metod hodowli nowych odmian.

Natura

Zjawisko genetycznej modyfikacji organizmów istnieje od milionów lat za sprawą wirusów. To, co inżynierowie genetyczni robią w laboratorium, powszechnie następuje podczas infekcji wirusowych (to tzw. horyzontalny lub poziomy transfer genów). Prawdopodobnie każdy z nas ma w sobie własne komórki zmodyfikowane genetycznie przez jakiegoś wirusa. Również nowoczesne metody redagowania genomu (CRISPR/Cas) to naśladowanie świata przyrody – systemu obronnego bakterii przed próbującymi „nadpisać” ich genom wirusami.

Kolejna kwestia jeszcze bardziej przemawia do wyobraźni. Istnieją różne metody wytwarzania nowych odmian roślin – na razie skupmy się na tym królestwie organizmów. Modyfikowanie genetyczne to tylko jedna z nich. Najbardziej pierwotną techniką jest zwyczajne krzyżowanie wewnątrzgatunkowe lub międzygatunkowe. Selekcjonujemy rośliny pod względem pożądanych cech i rozmnażamy dalej. To czasochłonna droga otrzymywania nowych form, wymaga zwykle co najmniej kilku lat hodowli (w poprzednich wiekach zajmowała znacznie więcej czasu). Bardzo popularną metodą ingerującą „sztucznie” w genom jest celowa mutageneza. Polega na bombardowaniu nasion promieniowaniem jonizującym, które wywołuje mutacje DNA. Pośród wielu szkodliwych mutacji powstałych na skutek takiego działania pojawią się też pożądane. Hodowca selekcjonuje te ostatnie, mając materiał do tworzenia nowej odmiany.

Co ciekawe, jak zauważa m.in. Marcin Rotkiewicz w wartej uwagi książce „W królestwie Monszatana”, wytwarzanie nowych odmian drogą mutagenezy nie budzi wśród aktywistów takich kontrowersji, jak produkowanie roślin GMO za pomocą inżynierii genetycznej. Powtórzmy: podczas bombardowania nasion promieniowaniem jonizującym wywołujemy wiele różnych, losowych mutacji w genomie rośliny, nie wiedząc, gdzie dokładnie i jakie konkretnie zmiany zaszły. Otrzymujemy sporo nieprzydatnych mutantów oraz pojedyncze perełki nadające się do dalszej hodowli. W przypadku tworzenia roślin GMO metodami inżynierii genetycznej robimy fundamentalnie to samo, tylko dużo bardziej precyzyjnie – zamiast wielu mutacji w różnych, nieznanych nam miejscach, dokonujemy jednej lub kilku szczegółowych zmian, które mamy pod kontrolą. Trudno więc znaleźć racjonalne uzasadnienie strachu przed kontrolowanymi, precyzyjnymi zmianami przy jednoczesnym braku obaw wobec masowej, losowej mutagenezy, nad którą nie panujemy.

Manipulacja

Francuski biolog molekularny Gilles-Éric Séralini, później także zaangażowany politycznie, zasłynął badaniami nad wpływem kukurydzy GMO na szczury. Ten eksperyment przytaczany jest przez przeciwników GMO jako koronny argument za tym, że taka żywność może być rakotwórcza.

Séralini karmił szczury kukurydzą GMO, kukurydzą nie-GMO oraz glifosatem (popularnym środkiem stosowanym do niszczenia chwastów, na który odporne są niektóre odmiany GMO) w różnych kombinacjach i dawkach, przez dwa lata. Wyniki przyniosły przerażające obrazy zwierząt obrośniętych guzami nowotworowymi i informacje o ich szybszej śmierci. Zdjęcia służyły jako narzędzie propagandowe ruchów anty-GMO i sprzeciwiających się stosowaniu glifosatu.

Szybko okazało się jednak, że badanie Séraliniego było przepełnione błędami metodologicznymi, manipulacjami i konfliktami interesów, co podważyło wiarygodność jego wyników. Najważniejszym nieporozumieniem było wykorzystanie w eksperymencie szczurów szczepu Sprague Dawley. Są to zwierzęta laboratoryjne wyhodowane sztucznie dla celów naukowych. Znacznie częściej chorują na nowotwory niezależnie od tego, czy są karmione kukurydzą GMO, czy zwyczajnym pokarmem. Badanie trwało dwa lata, czyli przeciętny okres życia szczura laboratoryjnego – zwierzęta były zatem pod koniec eksperymentu stare, co dodatkowo zwiększało ryzyko pojawiania się nowotworów.

To nie koniec błędów. Séralini stworzył bardzo małe grupy eksperymentalne. Łącznie 200 szczurów podzielił po 20 osobników na grupę (10 każdej płci). W przypadku badań biomedycznych i żywieniowych tak niewielka próba nie pozwala na wyciągniecie wiarygodnych wniosków z otrzymanych wyników. Analizy statystyczne zostały przeprowadzone błędnie, w publikacji z wynikami eksperymentu nie zamieszczono ważnych danych dotyczących dawkowania karmy, a w całym badaniu zabrakło jednej grupy kontrolnej (szczurów, które otrzymywałyby standardową paszę laboratoryjną). Gwoździem do trumny badania Séraliniego były ujawnione i wyeksponowane powiązania z organizacjami anty-GMO, m.in. Greenpeace’em. Z tych wszystkich powodów na Séraliniego spadła ostra krytyka ze strony innych badaczy i instytucji, m.in. Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności. Ostatecznie jego publikację wycofano z czasopisma naukowego „Food and Chemical Toxicology”, gdzie zostało wcześniej zaakceptowane, a sam Séralini w środowisku naukowym zaczął uchodzić za osobę skompromitowaną.

Bezpieczeństwo

Jednak nawet jeśli odrzucimy wątpliwe wnioski Séraliniego, pozostaje pytanie o bezpieczeństwo spożywania produktów pochodzenia GMO.

Każdy produkt spożywczy pochodzenia zwierzęcego, roślinnego czy grzybiczego zawiera DNA, niezależnie od tego, czy jest zmodyfikowany genetycznie, czy nie. Zjadając pomidora z podmiejskiego ogródka spożywamy DNA, podobnie jak podczas zjadania pomidora genetycznie zmodyfikowanego FlavrSavr. Założenie, że żywność pochodzenia GMO ze względu na sam tylko fakt posiadania obcych sekwencji DNA jest szkodliwa, nie ma oparcia w dowodach. Nawet jeżeli krótkie fragmenty DNA z produktów spożywczych znajdą się w komórkach nabłonkowych jelit – enterocytach – to zostaną tam rozłożone. Nie ma możliwości, by obca ludzkiemu DNA informacja genetyczna wdarła się do naszego genomu w taki sposób.

Tak czy inaczej, bardzo skrupulatnie przebadano, czy żywność GMO może być szkodliwa. Np. badania nad łososiem Aqua Advantage przed wprowadzeniem na rynek trwały przez dwie dekady! Warto porównać to z tradycyjną, niezmodyfikowaną genetycznie żywnością, która nie musi być tak szczegółowo sprawdzana, choć jej szkodliwość dla zdrowia może się okazać znacząca. Kto zaś twierdzi, że to, co „sztuczne”, jest bardziej niezdrowe, a to, co „naturalne”, jest raczej bezpieczne, ten chyba zapomniał o trujących grzybach, toksycznych roślinach i zwierzęcych jadach.

Ostatecznie wiele analiz i raportów z licznych badań mówi, że żywność GMO nie jest dla zdrowia bardziej niebezpieczna niż żywność niezmodyfikowana genetycznie. W 2014 r. Alessandro Nicolia i współpracownicy opublikowali na łamach „Critical Reviews in Biotechnology” pracę pow­stałą po dekadzie badań (łącznie ponad 1700 publikacji), która potwierdza powyższe twierdzenie. Analiza badań poświęconych soi GMO, kukurydzy GMO i ryżowi GMO (przeprowadzona przez José Domingo i Jordiego Bordonabę) pozwala wysunąć tak samo optymistyczne wnioski.

W świetle dowodów naukowych aprobatę wobec upraw GMO wyraża Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO). Informacje o bezpieczeństwie spożywania żywności pochodzenia GMO znajdziemy na stronie amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA) oraz na portalu Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA). Również nasz krajowy, naukowy organ najwyższej rangi – Polska Akademia Nauk – opublikował w 2012 r. uchwałę, w której zauważa, że: „Po 30 latach używania GMO w gospodarce i po piętnastu latach w rolnictwie brak jest sprawdzonych i potwierdzonych dowodów, by miały one negatywne skutki uboczne. Dotyczy to również pasz zawierających komponenty roślin zmodyfikowanych genetycznie, takich jak kukurydza lub soja”.

Polecamy: Wszystko, co wiemy: Łukasz Kwiatek o wydaniu specjalnym TP poświęconym nauce

Za realne zagrożenie związane pośrednio z GMO uważa się patentowanie nowych odmian. Powszechnie podzielana jest myśl, że nie wolno zawłaszczać organizmów żywych. To poważny problem bioetyczny. Nie dotyczy on jednak wyłącznie inżynierii genetycznej. Patentowane mogą być także organizmy wyhodowane tradycyjnymi metodami. Za problem można więc uznać system, pamiętając jednocześnie, że koncerny biotechnologiczne wydają ogromne pieniądze na badania. Racjonalne jest zatem oczekiwanie zysku. Co więcej, niektóre genetycznie zmodyfikowane odmiany udostępnia się za darmo lub za symboliczne opłaty, zwłaszcza w krajach rozwijających się.

Korzyści

Po odkłamaniu mitu szkodliwości GMO dla zdrowia warto zadać pytanie o korzyści płynące z tej technologii. Przykładów jest bardzo dużo. Insulina, z której współcześnie korzystają cukrzycy, to zrekombinowane białko wyprodukowane przez zmodyfikowane genetycznie bakterie z wbudowanym i udoskonalonym genem ludzkiej insuliny. Innym przykładem są terapie genowe, polegające na modyfikowaniu komórek gospodarza. Wykorzystuje się tę metodę do pomocy osobom z chorobami układu oddechowego (np. przy mukowiscydozie), a od niedawna modyfikuje się limfocyty pobrane uprzednio od pacjenta i po genetycznych zmianach wprowadza z powrotem, by skuteczniej zwalczały białaczkę (w USA, u dzieci i młodych dorosłych).

W 2015 r. Nagrodę Nobla z medycyny lub fizjologii otrzymała Chinka Youyou Tu wraz z Satoshim Ōmurą i Williamem C. Campbellem. Odkryli oni, że artemizyna jest skutecznym lekiem na malarię, oraz stworzyli (Youyou Tu) skuteczną metodę pozyskiwania ekstraktu z bylicy rocznej (Artemisia annua) z nastawieniem na otrzymanie właśnie tego związku. Natomiast w roku 2018 chińscy naukowcy zmodyfikowali genetycznie tę roślinę, by produkowała więcej artemizyny. Dzięki temu produkcja leku będzie prostsza i tańsza, a sam środek bardziej dostępny.

Ponadto organizmy GMO pozwalają na ograniczenie rozprzestrzeniania chorób, np. są wykorzystywane w odkrywaniu i produkcji szczepionek oraz uzyskiwania komarów, które nie przenoszą chorób (zwłaszcza malarii, zabijającej rocznie milion osób). Zmodyfikowana genetycznie pszenica zawiera mniej gliadyny, alergennego składnika glutenu, a frytki z ziemniaków GMO mają niższe stężenie rakotwórczego akrylamidu. Podpuszczka wytwarzana przez bakterie GMO służy do produkcji serów. Melodią przyszłości są ksenotransplantacje, czyli przeszczepy narządów od obcych gatunków, które mogłyby być nieodrzucane przez ludzki organizm dzięki modyfikacjom genetycznym.

To nie koniec. Żywność pochodzenia GMO jest ważnym elementem w strategii walki z głodem i niedoborami żywieniowymi na świecie. Zmienione rośliny mogą być odporne na susze, coraz częstsze z powodu zmian klimatycznych. Niepodatność roślin GMO na szkodniki zwiększa też plony. Uważa się, że złoty ryż, czyli zmodyfikowany genetycznie ryż syntetyzujący prowitaminę A, pozwoli na ograniczenie niedoborów tego związku u dzieci w niektórych krajach.

Trzeba spojrzeć na GMO także pod kątem przyrody i środowiska, ich ochrony i bezpieczeństwa dla ekosystemów. Jednym z największych zagrożeń w tej przestrzeni jest fragmentacja i niszczenie siedlisk. Często sprowadza się to do wycinania lasów, będących domem dla ogromnej liczby gatunków. W efekcie maleje bioróżnorodność. Zjawisko to jest jednak minimalizowane dzięki uprawom GMO. Dlaczego? Zwiększona wydajność, a więc i większe plony pozwalają na mniejsze wykorzystanie terenu. Wycinka drzew pod pola jest w związku z tym ograniczona. Obniżone jest też użycie pestycydów, które obciążają rozkładające materię organizmy i mikroorganizmy glebowe, a niewłaściwie stosowane mogą być nawet szkodliwe. Wszystko to dzięki roślinom GMO z genami bakteryjnych toksyn, które uodparniają je na insekty, nie szkodząc przy tym człowiekowi. Według danych przedstawionych przez Wilhelma Klümpera i Matina Qaima w 2014 r., od lat 90. XX w. stosowanie upraw GMO zredukowało użycie pestycydów o 37 proc., zwiększając przy tym plony o 22 proc., a zysk rolnika nawet do 68 proc.

Wśród roślin GMO sukces odniosła „tęczowa papaja” na Hawajach, która po odpowiedniej modyfikacji genetycznej stała się odporna na zabójczego dla niej wirusa pierścieniowej plamistości papai (papaya ringspot virus – PRSV), paradoksalnie ratując nie tylko rolników uprawiających papaję GMO, ale także tych ekologicznych (organicznych), gdyż patogen dziesiątkujący wszelkie uprawy przestał się rozprzestrzeniać. Tęczowa papaja została udostępniona hawajczykom za darmo. Warto także wspomnieć o genetycznie zmodyfikowanym lniczniku (kapustowatej roślinie oleistej, występującej w Europie i Azji), którego estry woskowe potencjalnie mogą być alternatywą dla smarów pochodzenia naftowego.

Spójrzmy na zwierzęta GMO. Wejście na rynek komercyjny łososia AquaAdvantage może zmniejszyć połowy ryb niehodowlanych, z naturalnych akwenów. Zwierzę to dzięki dodaniu dodatkowych kopii genu hormonu wzrostu i zmianie sekwencji regulatorowych rośnie znacznie szybciej i nie okresowo, lecz przez cały czas. Danio pręgowany, w wersji genetycznie zmodyfikowanej znany jako GloFish, posiada właściwości fluorescencyjne za sprawą przeniesienia genów parzydełkowców, kodujących białka pozwalające na zachodzenie zjawiska fluorescencji. Wykorzystano go jako bioindykator jakości środowiska wodnego.

Badania

Oprócz korzyści zdrowotnych (medycznych, żywieniowych), społecznych (walka z głodem, wsparcie rolników) oraz środowiskowych (zmniejszenie wycinki lasów i wykorzystania pestycydów), organizmy zmodyfikowane genetycznie mają jeszcze jedną dużą zaletę – są niezwykle przydatne do prowadzenia badań naukowych. Od tych podstawowych dla odkrywania fundamentalnych praw natury, po aplikacyjne dla medycyny czy przemysłu. Np. usuwanie lub wyciszanie poszczególnych genów metodami inżynierii genetycznej pozwala na badanie ich roli w rozwoju organizmu, a miniaturyzacja świń przez techniki inżynierii genetycznej ułatwia prowadzenie na tym modelu badań biomedycznych.

Pomimo zalet istnieją potencjalne obawy i zagrożenia związane z GMO, które nie są przesadzone, wymyślone i oparte na manipulacjach. Modyfikacje genetyczne prowadzą do tego, że docelowy organizm produkuje zmienione RNA lub białka. Zwłaszcza te ostatnie mogą być np. toksynami. Dlatego naukowcy podkreślają, że należy badać każdą nową odmianę. Ryzyko jest znikome, ale wciąż wymaga się specjalnych testów.

Strach wzbudza też możliwość genetycznego modyfikowania ludzi. O ile w przypadku terapii genowej, która jest już niemal codziennością, zmieniane są jedynie poszczególne komórki, o tyle lęk budzi możliwość „produkowania” ulepszonego człowieka ze specjalnymi supercechami. Modyfikowanie zwierząt domowych „dla kaprysu” również jest kontrowersyjne (wspomniana ryba GloFish została dopuszczona komercyjnie na rynek dla akwarystów).

Sprzeciw wobec GMO wynika jednak przede wszystkim z fałszywej kampanii informacyjnej i naiwnego rozumienia pojęcia „zgodności z naturą”. GMO nie jest pod tym względem jakimś wyjątkiem – wiele nowych technologii, takich jak szczepionki czy przeszczepy organów, budziło lęk, niezrozumienie i niezgodę.

O tym, jak bardzo potrzebna jest merytoryczna dyskusja o GMO w Polsce, świadczy zachowanie uczestników sejmowej komisji do spraw rolnictwa, którzy podczas omawiania tego zagadnienia w listopadzie ubiegłego roku odśpiewali pieśń „Boże, coś Polskę”, kończąc ją zwrotem: „Ojczyznę wolną racz nam wrócić, Panie”.

Wolną oczywiście od GMO. ©

Autor jest biologiem, popularyzatorem nauki, twórcą bloga totylkoteoria.pl i pomysłodawcą plebiscytu „Biologiczna Bzdura Roku”.