Taakka tiedonjakosivusto – seuraa aikamme ilmiöitä

Geenimuuntelu ja ruoka

Geenimuuntelu on pelastus

LÄHDE: TIEKU helmikuu 2019

Ensimmäinen muuntogeeninen viljelykasvi hyväksyttiin 25 vuotta sitten. Silti monet yhä pitävät geenitekniikalla tuotettuja kasveja vaarallisina terveydelle ja ympäristölle. Todistettuja terveyshaittoja muuntogeenisestä ruoasta ei ole ollut, ja monien tutkijoiden mukaan se voi ratkaista nälkäongelman.

Artikkeliin liittyvä kuva
Ei Frankenstein-ruoalle! Iskulause luki kylteissä, joita yhdysvaltalaiset mielenosoittajat kantoivat Flavr Savr -tomaatteja myyvien kauppojen edessä. Kylteissä oli kuvia kasviksista, joihin oli pistetty lääkeruiskuja. Flavr Savr -tomaatti oli ensimmäinen muuntogeeninen kasvi, joka hyväksyttiin elintarvikkeeksi. Sen tuottajat lupailivat estoitta, että se säilyy tuoreena ja säilyttää makunsa tavallista kauemmin.
Jotta ruoantuotanto pysyisi väestönkasvun tahdissa, satojen pitää kasvaa 50–70 prosenttia vuoteen 2050 mennessä. Geenitekniikka voi lisätä satoja ilman suurta ympäristökuormitusta.
Muuntogeeninen tomaatti tuli Yhdysvaltojen markkinoille 1994. Siitä ei tullut suurta menestystä. Syynä oli osaksi kuluttajien epäily geenimuuntelua kohtaan, osaksi se, että maku ei aivan lunastanut suuria lupauksia. Sen jälkeen markkinoille tuli kuitenkin muita muuntogeenisiä kasveja, ja nykyään 94 prosenttia USA:ssa kasvatetuista soijapavuista, 94 prosenttia puuvillasta ja 92 prosenttia maissista sisältää geenejä, jotka on lisätty kasveihin laboratoriossa.

Satoisa maissi korvaa kuivuuden tuhoja

Maissi on yli miljardin ihmisen peruselintarvike. Ilmastonmuutoksen tuoma kuivuus uhkaa vähentää maissisatoja. Siksi tutkijat ovat kehittämässä uutta maissilajiketta, joka voi turvata ruokahuollon myös tulevissa ankarissa ilmasto-olosuhteissa. Uudessa lajikkeessa on geenitekniikan keinoin lisätty Rubisco-entsyymin määrää. Rubisco-entsyymillä on keskeinen tehtävä yhteyttämisessä, missä kasvi muuttaa ilman hiilidioksidia ja auringonsäteilyä ravinteiksi. Syksyllä 2018 julkaistujen ensimmäisten tulosten mukaan uusi lajike tuottaa jopa 15 prosenttia suuremman sadon kasvia kohti kuin tavanomainen maissi. Tuottoisuuden kasvun ansiosta uusi lajike voi tuottaa riittävästi ruokaa silloinkin, kun ilmastonmuutoksen tuoman kuivuuden vuoksi osa sadosta tuhoutuu. Ilmastonmuutoksen kestävien lajikkeiden kehittämisellä on kiire, sillä YK:n ilmastopaneelin mukaan maapallon lämpötila voi nousta jopa neljä astetta vuosisadan loppuun mennessä. Siirretyt geenit tekevät kasveista satoisampia tai kestävämpiä tuholaishyönteisiä vastaan. Nämä ominaisuudet eivät näy niinkään kuluttajalle, vaan hyödyn niistä saavat viljelijät ja suuryritykset, jotka ovat kehittäneet ja patentoineet uudet lajikkeet. Vuonna 2012 kehitetty geenitekninen menetelmä, niin sanotut geenisakset eli CRISPR-Cas9, on kuitenkin muuttamassa elintarvikkeiden geenimuuntelua niin, että lautasille ja riisikulhoihin kaikkialla maailmassa voi pian tulla kokonainen muuntogeenisen ruoan uusi sukupolvi uusilta tuottajilta.

Työkalu hakeutuu itse oikeaan kohtaan

CRISPR-Cas9 on geenitekniikan työkalu, jolla voidaan muokata geenejä entistä tarkemmin. Sillä voidaan lisätä kasviin tai eläimeen ominaisuuksia tai kytkeä pois epätoivottujen ominaisuuksien geenejä.

1. Virus vie työkalun solun sisään

Geenityökalu CRISPR-Cas9 kuljetetaan esimerkiksi kasvin soluun viruksen tai bakteerin avulla. Pieneliö tartuttaa solun ja vie CRISPR-Cas9:n mukanaan. CRISPR-Cas9 koostuu opas-rna:sta, saksista ja dna-mallista.

2. Opas-rna löytää tien kohteeseen

CRISPR-Cas9:n avulla voidaan kohdistaa geenimuuntelu tarkalleen haluttuun kohtaan dna:ssa. Oikean paikan dna:ssa löytää niin sanottu opas-rna. Se on muokattu pätkä rna:ta, joka etsiytyy vastaavaan kohtaan dna:ssa. Entsyymi Cas9 toimii kuin sakset, jotka leikkaavat dna:ta. Entsyymi ei leikkaa mitään pois dna:sta, vaan se avaa sen niin, että sinne voidaan liittää uusia geenejä. Solu alkaa korjata entsyymin leikkaamaa dna:ta vaihtamalla sen ympärillä olevia osia. CRISPR-Cas9:n mukana on malli, joka muistuttaa solun omaa dna:ta. Se harhauttaa solun tuottamaan dna:hansa uuden koodin. Geenisaksien avulla tutkijat voivat muokata viljelykasvien ja tuotantoeläinten geenejä entistä tarkemmin. Näin voidaan tuottaa uusia terveellisempiä versioita nykyisistä elintarvikkeista ja kehittää uusia lajikkeita, joilla maailman kasvava väestö voidaan ruokkia niin, että viljelykset eivät kuormita kohtuuttomasti ympäristöä. Perunaan tarttuvat kasvitaudit, kuten perunarutto, ovat aiheuttaneet nälänhätiä aikaisemmin muun muassa Irlannissa ja Saksassa. Nykyään ne ovat uhka ruokahuollolle Intiassa ja muissa kehitysmaissa. Geenitekniikan avulla perunalle on saatu vastustuskyky monia tauteja vastaan. Muuntogeeninen perunalajike Innate Potato on immuuni sienitaudeille. Se on myös satoisampi kuin tavanomainen peruna, koska se kestää paremmin kolhuja eikä siihen synny tummia laikkuja. ”Innate” on suomeksi ”synnynnäinen” tai ”luontainen”. Sanavalinnalla lajikkeen kehittäjä, yhdysvaltalainen elintarvikejätti Simplot, haluaa korostaa, että muuntogeenisessä perunassa on vain perunan geenejä. Siirretyt geenit ovat peräisin muista perunalajikkeista. Peruna on maailman kolmanneksi tärkein viljelykasvi.

Kasveille geenejä bakteereilta

Geenimuuntelu tarkoittaa sitä, että kasvin, eläimen tai bakteerin perintötekijöitä eli dna:ta muunnellaan laboratoriossa.
Geenitekniikalla voidaan vähentää lannoittamisen tarvetta ja lisätä elintarviketuotantoa kuluttajien lähellä.
Ensimmäinen askel kohti nykyaikaista geenitekniikkaa otettiin 1972, kun yhdysvaltalaiset Herbert Boyer ja Stanley Cohen onnistuivat siirtämään geenin bakteerilta toiselle. Vuonna 1988 esiteltiin ensimmäinen muuntogeeninen viljelykasvi, maissi, jolle oli siirretty niin sanottu Bt-geeni. Se saa kasvin tuottamaan itse ainetta, joka karkottaa tuhohyönteisiä. Bt-kasveista tulikin pian suosittuja maanviljelijöiden keskuudessa. Maailman ensimmäinen muuntogeeninen ruoaksi käytettävä eläinlaji tuli myyntiin Yhdysvalloissa ja Kanadassa vuonna 2017. Niin sanottu AquAdvantage-lohi kasvaa täysikokoiseksi 25 prosenttia pienemmällä rehumäärällä ja puolta lyhyemmässä ajassa kuin luonnonvarainen Atlantin lohi. AquAdvantage-lohelle on siirretty kaksi geeniä Tyynenmeren kuningaslohelta ja kivinilkalta, jota esiintyy Itämeressä. Sillä aiotaan moninkertaistaa kalankasvatuslaitosten tuotanto USA:ssa. Nykyisin maahan tuodaan paljon lohta Norjasta ja Chilestä, ja kuljetus aiheuttaa suuria hiilidioksidipäästöjä. AquAdvantage-lohen naaraat ovat lisääntymiskyvyttömiä, joten sen ei pitäisi voida levittää geenejään luontoon. Bt-lajikkeet on luotu siirtämällä niihin geenejä Bacillus thuringiensis -bakteerilta. Ne saavat kasvin tuottamaan ainetta, joka on myrkyllistä muun muassa kovakuoriaisen toukille. Viljelmillä, joilla kasvatetaan Bt-lajikkeita, käytetään nyt 90 prosenttia vähemmän hyönteistorjunta-aineita kuin ennen. Viljelykasveja verottavat tuhoeläimet voidaan hävittää geenitekniikalla lyhyessä ajassa. Niin sanotuilla geeniajureilla saadaan esimerkiksi rotan kaikille jälkeläisille geeni, joka tekee ne allergisiksi viljelykasveille.
  • Puolet geeneistä periytyy: Jokainen yksilö perii puolet geeneistään isältä ja toiset puolet äidiltä saamissaan kromosomeissa.
  • Uusi geeni leviää hitaasti: Todennäköisyys, että uusi geeni leviää seuraavalle sukupolvelle, on 50 prosenttia. Geeni yleistyy hitaasti.
  • Kumpikin kromosomi muuttuu: Kun yksilö perii uuden geenin, muutos tapahtuu myös kromosomiparin toisessa puoliskossa.
  • Geeni leviää jälkeläisiin: Uusi geeni leviää kaikkiin jälkeläisiin. Muutaman sukupolven kuluessa se on levinnyt koko populaatioon.
Monien epäilyt ja vastenmielisyys geenimuuntelua kohtaan perustuvat siihen, että eri eliöiden perintötekijöitä sekoitetaan. Brittiläinen journalisti Mark Lynas on kutsunut tätä reaktiota yök-tekijäksi. Tiedostamaton yök-reaktio syntyy kuluttajissa, kun tutkijat rikkovat pyhänä pidetyn rajan lajien välillä. 60 prosenttia viljelmille levitetyistä lannoitteista päätyy jokiin ja järviin ja lopulta meriin. Vesistöissä lannoitteet aiheuttavat muun muassa levien rehevöitymistä, joka tekee vesikasvien ja -eläinten elämästä vaikeaa. Hernekasveilla on kyky ottaa typpeä ilmasta. Jos kyky saadaan siirrettyä muihin viljelykasveihin, iso osa lannoitteista tulee turhiksi. Herne- eli palkokasvit, joihin kuuluvat herneet ja pavut, ottavat ilman typen talteen juurissaan elävien bakteerien avulla. Vuonna 2018 Washingtonin yliopistossa Yhdysvalloissa keksittiin siirtää levälajilta toiselle 35 geeniä, jotka antavat kyvyn sitoa typpeä ilmasta. Nyt etsitään keinoa siirtää nämä geenit viljelykasvien perimään. Geenitekniikka on kuitenkin kehittynyt rajusti viime vuosina. Geenisaksien ansiosta tarve siirtää geenejä lajilta toiselle on paljon pienempi kuin ennen. Usein riittää pieni muutos lajin omassa dna:ssa. CRISPR-Cas9-menetelmällä voidaan aktivoida tai sammuttaa esimerkiksi kasvin perimässä geeni, joka antaa sille tietyn ominaisuuden. Samanlaisia muutoksia tapahtuu eliöiden perimässä luonnostaan koko ajan.

Usa höllentää lakeja

Yök-tekijän lisäksi muuntogeenisten tuotteiden yleistymistä on hidastanut se, että tavallisille kuluttajille ei ole ollut niistä hyötyä. Marraskuussa 2017 Yhdysvalloissa tuli myyntiin uusi omenalajike Artic. Sen yhtä geeniä on muutettu niin, että hedelmäliha ei tummu, kun omena leikataan siivuiksi. Se ehkä puhuttelee kuluttajia enemmän kuin lajikkeet, jotka tarvitsevat entistä vähemmän lannoitteita, mikä vähentää lannoitteiden valumista pelloilta vesistöihin, tai ovat vastustuskykyisiä kasvitaudeille, jotka verottavat satoja etenkin köyhissä maissa. Tähän asti vain 4–5 suuryrityksellä on ollut varaa isoihin geenitekniikkahankkeisiin, mutta CRISPR-Cas9-menetelmä tekee geenimuokkauksesta entistä helpompaa, halvempaa ja nopeampaa, ja mukaan voi tulla uusia yrityksiä. Puhutaan jopa geenimuokkauksen vallankumouksesta. Sen toteutuminen tosin riippuu lainsäätäjistä. Yhdysvallat on ensimmäisenä maana maailmassa päättänyt, että CRISPR-Cas9-menetelmällä kasveihin tehtyjä yksinkertaisia geenimuokkauksia ei tarvitse hyväksyttää geenimuuntelua koskevien määräysten mukaan.