Keskustelu tutkijoiden ja yritysten kanssa heidän geenimanipuloiduista erikoiskasvien hankkeista on vähän kuin matka viljelijän unelmamaailmaan.
Kuvittele jauhettuja kirsikoita, jotka pysyvät kasveissa sadonkorjuuseen asti, perunoita, jotka ovat ravitsevampia ja sairauksien kestävämpiä, omenoita, jotka välttävät geneettisesti ruskistumasta viipaloinnin jälkeen, teollisia hamppulajikkeita, jotka on hienosäädetty viljelijöille ja mikrobeille, jotka auttavat suojaamaan satoja taudeilta ja tuholaisilta.
Nämä hankkeet ovat eri vaiheissa – ja joissain tapauksissa niiden paikka markkinoilla ei ole vielä päätetty. Yleisön – ja viljelijöiden – asenteita geneettisesti muunnetuista organismeista (GMO) ja seuraavan sukupolven tekniikoilla muokattuja organismeja kohtaan ei ole vielä yleisesti hyväksytty.
Geenimanipuloidut erikoiskasvit löytävät jonkinlaisen markkinaraon tulevaisuuden markkinoilla. Tutkijat ja alan johtajat sanovat, että viljelijät ja kuluttajat päättävät, miten niitä käytetään.
Yllä: Joyce Van Eck Boyce Thompson -instituutista tutkii tapoja tehdä jauhetuista kirsikoista ja kultamarjoista helpompaa kaupallisesti viljeltäväksi. Kuva: Mike Carroll/Boyce Thompson Institute
Kasvattajan luottamus
Kasvattajien genomieditointiin antama luottamus vaihtelee suuresti. Joyce Van Eck Cornellin yliopiston Boyce Thompson -instituutista on iloinen saadessaan muutaman luomuviljelijän ottamaan vastaan taudeille vastustuskykyisiä kasveja hänen geneettiseen tutkimukseensa, joka sisältää CRISPR-muokattuja perunoita, kultamarjoja ja jauhettuja kirsikoita.
"Se on heidän valintansa", hän sanoi.
Toisaalta Neal Carter Okanagan Specialty Fruitsista – joka on kehittänyt omenat, jotka on muunnettu geneettisesti niin, etteivät ne ruskea entsymaattisesti leikattujen tai mustelmien jälkeen – sanoi, että omenateollisuus itse kestää jonkin verran koulutusta genomin muokkaamisen turvallisuudesta ja hyödyistä.
Kuluttajaongelmat ovat olleet merkittäviä, etenkin geenimuunneltuihin elintarvikkeisiin liittyvissä huolenaiheissa.
National Academies of Sciences, Engineering and Medicine -järjestön vuonna 2016 julkaisema raportti ehdotti "tieteellistä yksimielisyyttä" siitä, että geneettisesti muunnetut elintarvikkeet ovat turvallisia, mutta Pew Research Centerin samana vuonna tekemässä tutkimuksessa todettiin, että "enemmistö amerikkalaisista havaitsee tiedeyhteisössä erimielisyyksiä siitä, onko GM-ruoat eivät ole turvallisia syödä." Vähemmistön mielestä tutkijoilla oli vahva käsitys geneettisesti muunnettujen elintarvikkeiden terveysriskeistä ja hyödyistä.
Clare Murray on liiketoimintajohtaja LifeEditissä, AgBiomen tutkimustytäryhtiössä, joka kehittää geeninmuokkaustyökaluja tuottaakseen erikoiskasveja, joilla on lisäarvoa – erityinen kiinnostuksen kohde on Yhdysvaltojen tuoreiden tomaattien markkinat. "Varhaisen löydön" yritys, se todennäköisesti tarvitsee kumppaneita auttamaan markkinoinnissa ja perustieteen kehittämisessä, Murray sanoi. Kuluttajien kouluttaminen suotuisampia markkinoita varten on iso kysymys, hän sanoi.
"Se on ehdottomasti miljardin dollarin kysymys", Murray sanoi. "Me kaikki haluaisimme tietää, miten se tehdään, enkä usko, että AgBiomella on vastausta siihen."
Sääntelyn tila
Yhdysvaltain maatalousministeri Sonny Perdue teki oman osansa edistääkseen geneettistä työtä 21. helmikuuta pitämässään esityksessä USDA:n Agricultural Outlook Forumissa.
Perdue korosti muunnettua kultaista riisiä (geneettisesti muunneltu A-vitamiinin puutteen hillitsemiseksi) innovaationa, joka voisi auttaa ravitsemaan maailman kasvavaa väestöä.
"Tiedätkö, että maatalouden tutkimus- ja koulutusinfrastruktuurimme täällä Yhdysvalloissa, uskon, että sitä kunnioitetaan ja jäljitellään ympäri maailmaa", hän sanoi. "Uskon, että se on osaltaan edistänyt työkalujen kehitystä, mukaan lukien biotekniikka ja muut edistykselliset teknologiat, jotka käsittelevät parempaa ja tehokkaampaa ruoan, polttoaineen ja kuidun tuotantoa kaikkialla maailmassa."
Kaikki hallitukset eivät ole yhtä tervetulleita genetiikkaan.
Euroopan unionin tuomioistuin totesi viime vuonna, että nykyaikaisilla genominmuokkaustekniikoilla kehitetyt organismit olivat edelleen pääosin geneettisesti muunnettuja organismeja ja siten unionin tiukkojen ensimmäisen sukupolven GMO:ien sääntelemiseksi luotujen sääntöjen alaisia.
Randy Shultz, entinen Monsanton genomin muokkausalustan johtaja, joka palkattiin äskettäin Arcadia Biosciences Research and Development -yksikön johtajaksi, sanoi, että kaikkien kulttuurien ei tarvitse hyväksyä teknologiaa yhtäläisesti. Geenien muokkausmahdollisuuksien lisäksi Arcadialla on edistynyt oma, edistynyt jalostusalusta, TILLING, joka ei muokkaa geenejä. Elintarvikeketjun jäljitettävyys voisi erottaa genomilla muokattuja elintarvikkeita ja rauhoittaa "ristikontaminaation" pelkoa, hän sanoi.
"Meidän on todellakin vain keskityttävä koko järjestelmän innovaatioon, jotta voimme siirtyä siemenestä pöytään - jos pystyt seuraamaan koko putkistoa tai koko toimitusjärjestelmää, ongelmat voivat hävitä", hän sanoi. "Eurooppalaisilla voi olla vähemmän teknologiaa, vähemmän parannettavaa, jos he haluavat, ja muut paikat voivat hyödyntää teknologiaa paljon tehokkaammin."
Englannista kotoisin oleva kemian tohtori Murray sanoi, että sääntelyssä tulisi ottaa huomioon tiede.
"Mielestäni tarvitsemme enemmän kuin mitään tieteeseen perustuvaa sääntelytukea", hän sanoi. "Kyse on todellakin sääntelykehyksen suunnittelusta datan ja tieteen pohjalta"
Van Eck huomautti, että Kanadassa biotieteiden sääntelyprosessi vaikuttaa yksinkertaisemmalta: kyse on valmiista tuotteista – itse kasveista – eikä niiden saamisprosessista, jota arvioidaan. Yhdysvalloissa geenien muokkausprosessia harkitaan, mutta olemassa olevan geenin "poistaminen" tai hiljentäminen saa vähemmän tarkastelua kuin uuden geenin lisääminen, hän sanoi.
"Nämä ovat työkaluja", hän sanoi. ”Meillä on paljon työkaluja, joita voimme käyttää yhdessä kasvinjalostuksen kanssa. Olen joskus huolissani siitä, että ihmiset ihastuvat teknologiaan. Mutta se on todellakin vain työkalu. Tarvitsetko aina geenimuokkausta tai CRISPR:ää? Ei, et. Mutta on tapauksia, joissa siitä on hyötyä. Joten mielestäni asetuksessa on otettava tämäkin huomioon."
Tehokas tutkimus
Carter on nyt navigoinut Yhdysvaltain sääntelyprosessissa kolmelle omenalle: Arctic Grannys, Arctic Goldens ja Arctic Fujis. Yhtiö on nyt tiukasti tuotannossa ja jakelussa. Carter sanoi huhtikuun lopulla, että se oli toteuttanut toimittajapaketit neljän jakelijan kanssa. Yritys rakentaa 25,000 3,000 neliöjalan laajennusta olemassa olevaan 4,000 XNUMX–XNUMX XNUMX neliöjalkaiseen omenoiden kokoon ja siivuiksi leikkaamiseen ja pitää kiinni suunnitelmista viisi kertaa suuremmasta laitoksesta Washingtonin osavaltion kuninkaalliseen kaupunkiin.
Mutta Carter sanoi, että tuleva tutkimus on myös jännittävää. Tulevaisuuden geneettinen tutkimus voisi olla tarkempaa ja siten paljon tehokkaampaa, sillä se voisi tuottaa tutkimuskasveja, joilla on korkeampi kohdevaste, hän sanoi.
Van Eck näkee jatkuvan parannuksen CRISPR-tekniikoihin: "Se paranee ja laajenee jatkuvasti."
Murray viittaa lopputulokseen: enemmän tutkimusta pienemmillä kustannuksilla.
"Tässä laajempi kuva on sitä enemmän, mitä voimme tehdä helpottaaksemme kykyämme saada enemmän satoa, parempia satoja ja parempia satoja viljelyalallamme - vaikka teemmekin, se on suuri positiivinen asia maailmalle. ikään kuin", hän sanoi. "Ja geenien muokkaus on työkalu siinä työkalupakkissa."
- Stephen Kloosterman, apulaistoimittaja
Heidän omin sanoin
Joyce Van Eck Cornellin yliopiston Boyce Thompson -instituutista
Työskentely erikoiskasvien genetiikassa: Van Eck on ollut kiinnostunut sadon parantamisesta perustutkinto-opiskelijasta asti, ja hän on työskennellyt tomaattien parissa kaksi vuosikymmentä. Hänen laboratorionsa on työskennellyt pääasiassa perunoiden ja tomaattien parissa. Tällä hetkellä hänen työhönsä kuuluu jauhettujen kirsikoiden ja kultamarjojen kesyttäminen CRISPR:n avulla niiden vuodenaikojen lyhentämiseksi ja niiden pitämiseksi viiniköynnöksessä riittävän pitkään puhtaan sadon saamiseksi.
Erikoisviljelykasvien genetiikan tulevaisuudesta: "Kasveissa on joitain geenejä, niitä kutsutaan herkkyysgeeneiksi, jotka tekevät niistä alttiimpia sairauksille, ja jos voit käyttää geenien muokkausmenetelmää poistaaksesi sen herkkyysgeenin ja tehdäksesi kasvista vastustuskykyisemmän, uskon, että luomuviljelijät saattavat olla kiinnostunut käyttämään jotain sellaista, tietäen, että sairaudet ovat suuri ongelma luomutuotannossa. Meillä on pari luomuviljelijää, jotka ovat erittäin kiinnostuneita kokeilemaan meillä olevaa geeninmuokkausmateriaalia, mikä tekee minut niin onnelliseksi – erittäin innoissani kuullessani sen –, että siihen vaikuttaa olevan ennakkoluulotonta.”
Arcadia Biosciencesin tutkimus- ja kehitysjohtaja Randy Shultz
Työskentely erikoiskasvien genetiikassa: Davisissa Kaliforniassa sijaitseva Arcadia Biosciences kehittää maataloustuotteita maanviljelijöille. Heidän tuotekehityksensä tuotteet sisältävät viljelykasvien, mukaan lukien vihannesten, suolapitoisuuden sietokyvyn, puukasvien vedenkäytön tehokkuuden ja omistettu liiketoimintayksikkö, joka keskittyy hamppulajikkeiden standardointiin ja parantamiseen.
Erikoisviljelykasvien genetiikan tulevaisuudesta: ”Kuluttajat hyväksyvät todennäköisemmin uuden teknologian, kun he näkevät siitä suoraa hyötyä. Esimerkiksi matkapuhelimet: Olin lapsi, kun matkapuhelimet ilmestyivät ensimmäisen kerran. Itse asiassa monet ihmiset eivät aikoneet käyttää niitä, koska antenni voi aiheuttaa aivosyövän, eikö niin? Ja se oli osa yhteiskunnan keskustelua. Mutta kuvittele missä olisimme, jos sanoisimme, että aiomme kieltää matkapuhelimet tämän mahdollisen riskin vuoksi, joka ei koskaan toteutunut. Millainen lopetus se oli, ihmiset pitävät matkapuhelimista ja haluavat käyttää niitä, ja he haluavat tehdä oman päätöksensä siitä, onko riski palkkion arvoinen. Etkä koskaan nähnyt sitä koko GMO-jutussa. Kyse oli viljelijän mukavuudesta eikä välttämättä kuluttajasta. Mielestäni on todella tärkeää, että teknologiaa hyödynnetään suoraan kuluttajalle.”
AgBiomen liiketoimintajohtaja Clare Murray
Työskentely erikoiskasvien genetiikassa: LifeEdit on AgBiomen tytäryhtiö, joka perustettiin vuonna 2017. Pohjois-Carolinan tutkimuskolmiossa sijaitseva yritys kehittää useita geneettisiä työkaluja erikoiskasvien genomin muokkaamiseen.
Erikoisviljelykasvien genetiikan tulevaisuudesta: "Mielestäni yksi hienoimmista asioista geenien muokkauksessa on, että sillä on paljon nopeampi kehitysaika kuin esimerkiksi tavallisella GMO:llasi. Niiden saaminen sinne tulee olemaan halvempaa, ja sen seurauksena satosi ei välttämättä tarvitse maksaa samoja kehityskustannuksia kuin GMO-sadon.
Okanagan Specialty Fruits (OSF) -johtaja Neal Carter
Työskentely erikoiskasvien genetiikassa: Kanadalainen Carter perusti OSF:n vuonna 1996. Ryhmä on kehittänyt kolmion ei-ruskehtavia omenoita: Arctic Goldens, Arctic Grannys ja Arctic Fujis – joista jälkimmäisen on määrä saada USDA:n hyväksyntä vuonna 2019.
Erikoisviljelykasvien genetiikan tulevaisuudesta: ”Uskon, että osa koulutusta koskevista toiminnoistamme sisältää itse alan. Emme olleet ajatelleet, että meidän pitäisi kouluttaa alaa niin paljon, mutta kävi ilmi, että olemme. On yllättävää, kuinka usein omenateollisuuden korkeat edustajat eivät näytä ymmärtävän siitepölyn geenivirtaa ja mehiläisten pölytystä.