Was hindert genmanipulierte Lebensmittel daran, unseren Planeten zu retten?

Letzten Monat züchtete ein Doktorand an der Hebräischen Universität Jerusalem eine neue Sorte von aufgeladenem Salat, die ihren Gehalt an Vitamin C und Beta-Carotin um 800 Prozent bzw. 70 Prozent erhöhte.

Yarin Livneh, arbeitet unter Professor Alexander Vainstein, entwickelte den Proof-of-Concept-Salat, der zeigte, dass die Ernährungsqualitäten von Salat könnten erhöht werden unter Verwendung von Gen-Editing-Techniken.

„Salat gilt als sehr gesund, aber im Vergleich zu anderem Blattgemüse ist er arm an Nährstoffen“, erzählt Livneh Interessante Technik | wissenschaft-x.com.

Nutzung der Technologie von CRISPR-Cas9, ein transformatives Tool Für die Bearbeitung von Genomen, die die schnelle Veränderung von DNA-Sequenzen und die Modifikation von Genfunktionen ermöglichen, veränderte sie die regulatorischen Komponenten des Gemüses und „trickte“ den Salat im Wesentlichen dazu, mehr Nährstoffe zum Nutzen der Verbraucher anzusammeln.

Livnehs Experiment ist nur ein aktuelles Beispiel, das von der Technologie begeistert ist, deren Entwickler ein Nobelpreis für Chemie im Jahr 2020.

Letzten September, Sanatech Seed mit Sitz in Tokio begann mit dem Verkauf von sizilianischen Rouge-Tomaten, die mithilfe von Gen-Editing entwickelt worden waren, um große Mengen an γ-Aminobuttersäure GABA an Verbraucher zu enthalten. nach Angaben des Unternehmens, die orale Einnahme von GABA kann helfen, den Blutdruck zu senken. Die genomeditierte Frucht wurde im Dezember 2020 von den japanischen Aufsichtsbehörden zugelassen, woraufhin das Unternehmen im Mai 2021 kostenlose Setzlinge von CRISPR-editierten Tomatenpflanzen an etwa 4.200 Hausgärtner verschickte.

Es gibt noch mehr.

Wissenschaftler in den USA und Großbritannien arbeiten an Änderung von Weizen zur Herstellung von Stämmen mit geringeren Mengen an Glutenproteinen, Gliadine, von denen bekannt ist, dass sie Zöliakie verursachen. Forscher haben CRISPR auch verwendet, um Anzahl Maiskörner erhöhen. CRISPR-Pflanzen könnten auch entwickelt werden, um gegen extreme Wettermuster, Schädlinge und Pflanzenkrankheiten resistent zu werden und möglicherweise weniger Ressourcen wie Land, Wasser und Düngemittel zu verbrauchen. Die potenziellen Anwendungen für die Technologie sind zahlreich, einschließlich Erbkrankheiten heilen beim Menschen und sogar Wiederbelebung ausgestorbener Arten. In den letzten Jahren hat das Tool die Genommanipulation revolutioniert und die Forschung in Landwirtschaft und Medizin neu definiert.

Verkleinern, und das Bild sieht fast surreal aus.Rodolphe Barrangou, Professor für Probiotikaforschung an der North Carolina State University und Chefredakteur von Das CRISPR-Journal, sagt IE er freut sich über die Geschwindigkeit.

„Das Tempo, in dem dies geschehen ist, ist sehr beeindruckend, erfrischend und inspirierend“, sagt Barrangou.

Einige mögen argumentieren, dass dieses Gen-Editing-Tool dazu beitragen könnte, einen Teil der Kohlenstoffemissionen aus der Landwirtschaft zu verringern und einige Arten von Ernährungsunsicherheit zu verringern, zusammen mit traditioneller Züchtung und anderen Techniken. Aber der Weg in eine CRISPR-Zukunft ist übersät mit Bedenken hinsichtlich derökologische, gesundheitliche und kommerzielle Auswirkungen von GVO gentechnisch veränderte Organismen, obskure und irreführende Kennzeichnung, Misstrauen gegenüber großen Unternehmen, die versuchen, Patente auf neue Organismen durchzusetzen, fehlende regulatorische Rahmenbedingungen und Unsicherheit über die TechnologieZukunft technologiegestützter nachhaltiger Lebensmittel weniger verschwommen?

Was ist CRISPR und wie unterscheidet es sich von der Gentechnik der ersten Generation?

CRISPR-Cas9 – kurz für Cluster von regelmäßig beabstandeten kurzen palindromischen Wiederholungen und CRISPR-assoziiertes Protein 9 – ermöglicht eine schnelle Bearbeitung des Genoms. Wissenschaftler können schnell Abschnitte der DNA-Sequenz ändern, hinzufügen oder entfernen.

In einer beschleunigten Version natürlicher Züchtungstechniken ermöglicht es Genetikern und medizinischen Forschern, das Genom mit Genauigkeit und Präzision zu modifizieren, um wünschenswerte Merkmale zu erhalten.

Der Unterschied zwischen Organismen, die unter Verwendung von CRISPR entwickelt wurden, und GVO ist komplex, insbesondere an Orten, die Gesetze gegen die Verwendung von GVO haben. Beispielsweise definiert die EU-GVO-Richtlinie einen GVO als „das genetische Material der resultierenden Organismen wurdeauf eine Weise verändert, die nicht natürlich vorkommt."

CRISPR kann auch verwendet werden, um zu bewirken, dass Cht auch natürlich vorkommen kann. Diese Organismen würden gemäß der EU-Definition nicht als GVO definiert. Und hier könnte sich CRISPR als von großem Wert erweisen.

Die erste Generation gentechnisch veränderter Pflanzen oder GVO waren von Kritikern als „Frankenfoods“ bezeichnet. Als die genetische Veränderung von Lebensmitteln in den 1980er Jahren begann, ging es im Allgemeinen darum, ein Gen einer Art mit wünschenswerten Eigenschaften in das Genom einer anderen Art, der Wirtspflanze, einzufügen. Die Hoffnung war, dass der Hybrid hilfreich sein würde. Einsvermeintliches Beispiel frostbeständige Fischtomaten, scheiterten im Feldversuch und wurden laut Kritikern zum Vorboten für alles, was mit gentechnisch veränderten Lebensmitteln nicht stimmt.

Mit Techniken wie CRISPR verspricht Gen-Editing der nächsten Generation viel genauer, schneller und billiger. Im Gegensatz zu herkömmlichen GVO-Pflanzen können die mit der CRISPR-Technologie hergestellten transgenfrei; sie enthalten keine DNA einer anderen Spezies.

Livneh weist auch darauf hin, dass Mutationen, die man mit CRISPR verändern kann, Transformationen sind, die irgendwann spontan in der Natur hätten passieren können.

„Der Unterschied besteht darin, dass wir, anstatt nach dieser spezifischen Mutation in der Natur zu suchen, die genaue Stelle im Gen lokalisieren können, die wir verändern möchten. Hier existiert alles, was ich im Salat ‚verändere‘, bereits im Gemüseaber in kleinen Mengen", sagt sie.

Eine klare Lösung

Die WHO hat berichtet, dass über 820 Millionen Menschen haben nicht genug zu essen, während zwei Milliarden unter schwerer Ernährungsunsicherheit leiden und Millionen von Kindern weltweit unter niedrigem Geburtsgewicht und schwerem Vitaminmangel leiden. Der Klimawandel ist zweifellos ein weiteres schwebendes Problem. Unvorhersehbares Wetter kann die Landwirtschaft stark beeinträchtigen.

Hier könnten sich GVO als praktikable Lösung anbieten.

Sie könnten seinvorteilhaft in verschiedenen Bereichen, wie z. B. die Steigerung der Ernteerträge, die Produktion nahrhafter Lebensmittel mit einer robusteren Toleranz gegenüber Dürren und Überschwemmungen, die Milderung der katastrophalen Auswirkungen der globalen Erwärmung und die Bereitstellung größerer Lebensmittelerträge für die hungernde Bevölkerung. Das klingt zwar nach dem, was wir habenlange gewartet haben, argumentieren andere, dass es bei Ernährungssicherheit um viel mehr geht als darum, ob gentechnisch veränderte Lebensmittel für die Umwelt unbedenklich sind.

Schreiben als Antwort auf die Kritik, dass Greenpeace in seiner Ablehnung von GV-Pflanzen Rosinen herauspickt. "Die große Vielfalt an Antworten auf diese Fragen bedeutet, dass jeder, der denkt, dass die einzig relevante Frage darin besteht, ob gentechnisch veränderte Pflanzen sicher zu essen sind, die bestehende Art und Weise, wie die Gesellschaft mit diesen Fragen umgeht, standardmäßig als weitgehend zufriedenstellend ansieht", schrieb Greenpeace-Chefwissenschaftler Doug Parr Neuer Wissenschaftler.

Andere argumentieren, dass der Mangel an öffentlicher Akzeptanz in Verbindung mit bürokratischer Bürokratie der eigentliche Bösewicht ist und den Fortschritt behindert. Die daraus resultierende Kontroverse, so argumentieren sie, entmutigt den Prozess der Verwendung von gentechnisch veränderten Lebensmitteln, die Leben retten könnten.

Zur Demonstration, eine Umfrage des Pew Research Center ergab, dass 57 Prozent der Amerikaner glauben, dass gentechnisch veränderte Lebensmittel unsicher sind. Während die Hälfte der Erwachsenen in den USA angibt, dass sie beim Lebensmitteleinkauf immer 25 Prozent oder manchmal 25 Prozent nach genetisch veränderten Produkten Ausschau halten, 31 Prozent sagen, dass sie nie nach solchen Etiketten suchen, und 17 Prozent sagen, dass sie nicht oft suchen. Außerdem haben mehrere Länder Gesetze, die die Verwendung von gentechnisch veränderten Lebensmitteln verbieten.

Aber, gespickt mit Herausforderungen

Laut Barrangou ist der Zugriff auf das Tool und die Technologie nicht beschränkt.

"Die Fähigkeit, CRISPR zur Veränderung der DNA in Pflanzen zu verwenden, ist sehr leicht zugänglich und wurde in über 100 Ländern auf der ganzen Welt eingesetzt. Das Tool ist verfügbar, die Technologie ist risikofrei und gut dokumentiert, und die Protokolle und Rezepte sind esda draußen. Aber wie effizient kann es eingesetzt werden? Das stellt eine Herausforderung dar. Man muss das richtige Keimplasma haben, die genetischen Informationen, um zu wissen, was bearbeitet werden muss, das genetische Verständnis dieser Pflanzenart und das vorhersehbare Ergebnis der Bearbeitung, das in kommerziell relevanter Weise erforderlich istElite-Keimplasma – das ist nicht trivial“, sagt er.

Ergänzt Barrangous Gefühl, Jennifer Kuzma, der Co-Direktor des Genetic Engineering and Society Center am NC State, erzählt IE dass eine gentechnisch veränderte Pflanze, die im Labor oder im Gewächshaus funktioniert, nicht auf dem Feld funktionieren muss. „Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass Landwirte dieses bestimmte gentechnisch veränderte Saatgut möglicherweise nicht kaufen möchten, wenn es ihnen möglicherweise nicht genügend direkten Nutzen bringt. Pflanzen zur Eindämmung des Klimawandels passen möglicherweise nicht in ihre Wirtschaftsmodelle“, sagt sie.

Ein potenzielles Risiko für die Biodiversität?

Auf der dunklen Seite gibt es die Sorge, dass Genom-editierte Nutzpflanzen erzeugen Monokulturen, die Ökosysteme stören und ein Risiko für die Biodiversität darstellen können.

„Industrielle Landwirtschaft mit wenigen Nutzpflanzen stellt ein Risiko für die Biodiversität dar. Einige der ersten Generationen von Merkmalen mit Gentechnik haben dieses Risiko verschärft, indem sie nur bestimmte Sorten für Landwirte attraktiv gemacht haben“, sagt Kuzma. Auch CRISPR kann verwendet werden, um nurgentechnisch veränderte Pflanzen sind für industrielle Landwirtschaftssysteme attraktiv.“ Was wir jedoch bei CRISPR sehen, ist, dass es anscheinend eine größere Vielfalt an Pflanzen gibt, an denen gearbeitet wirdGentechnik oder konventionelle Züchtung. Aber mit CRISPR haben wir vielleicht ein vielfältigeres Pflanzenportfolio", erklärt sie.

Es gibt auch das Potenzial für Off-Target-Änderungen, das bestimmte chemische Verbindungen erhöhen kann, die sich auf Nichtzielarten, die menschliche Gesundheit oder die Ernährung auswirken könnten. „Diese Dinge werden im Allgemeinen im Regulierungssystem überwacht, aber es gibt diesbezüglich einige Lücken. Wir hoffen, dass wir das schaffenRegierungssysteme, um sie vorherzusehen", sagt Kuzma.

Öffentliche Transparenz und Bürokratie

Der regulatorische Rahmen, die öffentliche Akzeptanz, der ethische Einsatz, die Gerechtigkeit und die Kommerzialisierung von geistigem Eigentum sind wichtige einschränkende Faktoren, die angegangen werden müssen, sagt Barrangaou und fügt hinzu: „Es ist ein politisches, geopolitisches und sozioökonomisches Problem.“

Aufsichtsbehörden, Geschichtenerzähler, Erzähler, Politiker und PR-Experten müssen verantwortungsbewusst und transparent mit der Wissenschaft Schritt halten, um die Technologie in großem Umfang zum Nutzen der Kunden einzusetzen. „Wir befinden uns möglicherweise tragischerweise und ironischerweise an einem Punkt, an dem die Wissenschaft der einfache Teil ist, was lächerlich klingt. Das ist die Herausforderung, die wir vor uns haben, und ich bin zuversichtlich, dass die wissenschaftlichen Lösungen und die großartigen Produkte, die wir heute herstellen können, von Verbrauchern und Regulierungsbehörden so angenommen werden, wie sie sein sollten.“, sagt Barrangaou.

Kuzma sagt dasÖffentliche Transparenz ist zwingend erforderlich.

"Wir laufen Gefahr, das Risiko von gentechnisch veränderten Lebensmitteln der ersten Generation zu wiederholen, was für die Kunden nicht so transparent war. Viele gentechnisch veränderte Pflanzen müssen in den USA nicht gekennzeichnet werden, sondern nur in Europa, es sei denn, es gibt fremde DNA“, sagt sie. Dies könnte jedoch bedeuten, dass es weniger Transparenz geben wird, nicht mehr.

Bestimmte Bevölkerungsgruppen werden immer gegen Gentechnik sein, abhängig von wertorientierten Positionen und Bedenken darüber, was natürlich ist oder nicht. Obwohl Transparenz nicht immer zu Akzeptanz führt, ist es das Ziel, Vertrauen zu entwickeln, fügt Kuzma hinzu.

Wie stehen Länder zu gentechnisch veränderten Lebensmitteln?

Genom-editierte Pflanzen unterliegen in den USA und Kanada nicht den GVO-Sicherheitsprotokollen und Kennzeichnungsanforderungen, wenn die genetische Veränderung auf natürliche Weise hätte passieren können. 2016, ein CRISPR-bearbeiteter Pilz durfte die US-Regulierung umgehen da festgestellt wurde, dass es nicht unter die Gentech-Gesetzgebung fällt, da es keine fremde DNA enthält. Gemäß dem National Bioengineered Food Disclosure Standard NBFDS müssen einige Produkte, die GVO enthalten, bis 2022 als biotechnologisch gekennzeichnet werden. Dies ist jedoch der Fall kategorische Ausnahmen, die das Gesetz verhindern von der Bereitstellung sinnvoller Schutzmaßnahmen.

Im September 2021 kündigte die britische Regierung an, sie werde ihre Ansatz zur GVO-Regulierung „breiter“ damit gentechnisch veränderte Pflanzen anders behandelt werden als GVO. Länder wie Brasilien und Argentinien behandeln Genome Editing ebenfalls wie herkömmliche Pflanzen, es sei denn, sie enthalten fremde DNA.

Im Dezember 2020 erlaubte Japan den Verkauf einer genomeditierten Tomate. Genomeditierte Pflanzen müssen im Land registriert werden, müssen aber keinen Sicherheits- oder Umwelttests unterzogen werden. China hat kürzlich neue Vorschriften angekündigt um den Weg für die Zulassung gentechnisch veränderter Pflanzen zu finanzieren.

Auch Russland hat darauf hingewiesen, dass genomeditierte Pflanzen die keine fremde DNA beinhalten, könnten von einem Gesetz aus dem Jahr 2016 ausgenommen werden, das den Anbau von GVO verbietet.

Seit 2001 stellt die EU genomeditierte Organismen unter die GVO-Richtlinie. Allerdings die Europäische Kommission hat eine positive Haltung eingenommen zu einigen Arten der Genombearbeitung in einer Studie, in der vorgeschlagen wurde, dass die Gesetzgebung angepasst werden könnte, um sie mit dem wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt in Einklang zu bringen.

Die Zukunft ist CRISPR und mehr

"CRISPR hat das Potenzial für das Allgemeinwohl; wir sollten jedoch anfangen, staatliche Vorschriften nicht so sehr als Hindernis zu sehen, sondern als eine Möglichkeit, der Öffentlichkeit zu versichern, dass sie auf dem richtigen Weg sind, um einige der Gesundheits- und Umweltprobleme anzugehenum die sich die Menschen kümmern werden. Wir müssen die Rahmenbedingungen und Vorschriften als Bereicherung und nicht als Bedrohung behandeln", erklärt Kuzma.

Gentechniker können die Vorschriften oft auch umgehen. Das ist ein Beispiel dafür, wie unsere Regierungssysteme mit der Technologie Schritt halten können, sagt sie.

Der Prozess ist noch nicht abgeschlossen, und es ist unerlässlich, die Regulierungssysteme regelmäßig zu überarbeiten, um mit dem Tempo der Technologie Schritt zu halten.

aber CRISPR ist keine One-Stop-Lösung.

„Nur eine Technologie wird das Problem nicht lösen. Sie ist ein wichtiger Teil der Lösung, aber es ist ein ziemlich komplexer Kontext. Wir brauchen mehr Menschen, Ressourcen und Investitionen, um uns auf eine nachhaltige Land- und Forstwirtschaft zu konzentrieren“, sagt Barrangou.

CRISPR ist Teil des Gebräus, das traditionelle Züchtungsmethoden, Agrarökologie und andere Technologien umfasst, um eine größere globale Ernährungssicherheit zu gewährleisten. Da der Klimawandel bereits Auswirkungen auf die Landwirtschaft und einen zu ernährenden Planeten hat, Länder müssen sich auf die Verbesserung der Ernährungssicherheit konzentrieren und regulatorische Änderungen vornehmen, die den Weg für mehr Zulassungen von gentechnisch veränderten Pflanzen ebnen. All dies bei gleichzeitiger Schaffung von Rechenschaftspflicht und Transparenz.