Tad kas iš tiesų yra genų redagavimas ir kokios jo perspektyvos mūsų laukuose – ar tai dar vienas „Frankenšteino maistas“, ar natūralios evoliucijos paspartinimas moderniomis priemonėmis?
Tiksliau nei gamta, greičiau nei tradicinė selekcija?
Augalų selekcija vyksta tūkstantmečius – žmogus visuomet stengėsi atrinkti ir dauginti geriausiomis savybėmis pasižyminčius augalus. Tradiciniai metodai, tokie kaip kryžminimas, leido pasiekti didelės pažangos, tačiau jie reikalauja daug laiko ir dažnai yra tarsi loterija – niekada negali būti tikras, kokias savybes paveldės palikuonys. Vėliau atsirado genetinė modifikacija (GMO), kai į augalo genomą įterpiami kitos rūšies genai.
Nors šis metodas leido pasiekti tam tikrų rezultatų, jis visuomenėje sulaukė nemažai prieštaringų vertinimų ir yra griežtai reguliuojamas, ypač Europos Sąjungoje.
Genų redagavimas, ypač naudojant CRISPR-Cas9 sistemą, veikia kitaip. Kaip aiškina mokslininkai, šis metodas yra tarsi itin tikslios „genomo žirklės“, pasiskolintos iš bakterijų imuninės sistemos. Jos leidžia labai preciziškai – DNR sekos lygmeniu – „iškirpti“, pakeisti ar įterpti norimą genetinę informaciją pačiame augalo genome, nekeičiant jo rūšinės priklausomybės ir neįterpiant svetimų genų iš kitų organizmų. Rezultatas dažnai būna toks pats, koks galėtų įvykti gamtoje per natūralias mutacijas arba būtų pasiektas per ilgus tradicinės selekcijos metus, tik procesas įvyksta kur kas greičiau ir tikslingiau.
„Tai tarsi teksto redagavimas: anksčiau galėjome keisti ištisas pastraipas, o dabar – atskiras raides ar žodžius“, – taip vaizdžiai šį metodą yra apibūdinę Lietuvos genetikai, prisidėję prie jo tobulinimo.
Kokią naudą žada genų redagavimas?
Potenciali genų redagavimo nauda žemės ūkiui yra milžiniška ir apima įvairias sritis, galinčias padėti ūkininkams siekti gausesnio ir kokybiškesnio derliaus bei efektyviau valdyti išteklius. Viena iš svarbiausių krypčių – didesnis augalų atsparumas. Genų redagavimu galima sukurti veisles, kurios būtų natūraliai atsparesnės įvairioms grybinėms, bakterinėms ar virusinėms ligoms, taip pat kenkėjams.
Pavyzdžiui, Innovative Genomics Institute apžvalgoje minima, kad jau yra sėkmingų pavyzdžių kuriant miltligei atsparius kviečius ar bakterinei degligei atsparius ryžius. Tai ne tik apsaugotų derlių, bet ir leistų ženkliai sumažinti pesticidų naudojimą.
Kita itin aktuali sritis – prisitaikymas prie klimato kaitos. Genų redagavimas leidžia kurti veisles, geriau toleruojančias sausrą, karštį, šaltį ar dirvožemio druskingumą – visa tai tampa vis svarbiau nenuspėjamo klimato sąlygomis.
Kaip pažymi JAV žemės ūkio portalas „AgWeb“, genų redagavimo technikos gali padėti ūkininkams prisitaikyti prie klimato kaitos, kuriant augalus, gebančius išgyventi ir duoti derlių net nepalankiomis sąlygomis, taip užtikrinant derliaus stabilumą.
Negana to, šios technologijos atveria kelius geresnei derliaus kokybei ir maistinei vertei. Genų redagavimu galima pagerinti maistines augalų savybes – padidinti vitaminų, baltymų ar kitų naudingų medžiagų kiekį, sumažinti alergenų ar nepageidaujamų junginių (pvz., akrilamido bulvėse) koncentraciją.
Taip pat galima prailginti vaisių ir daržovių galiojimo laiką, mažinant maisto švaistymą – pavyzdžiui, kuriant lėčiau ruduojančius avokadus ar bananus. Galiausiai, tiksliniai genomo pakeitimai gali optimizuoti augalo augimą, žydėjimą, sėklų formavimą, taip didinant derlingumo potencialą ir leidžiant efektyviau naudoti turimus išteklius, pavyzdžiui, kuriant veisles, kurios geriau pasisavina azotą ar kitas trąšas.
Reguliavimo iššūkiai ir ateities perspektyvos
Nepaisant didelio potencialo, genų redagavimo technologijų platesnį taikymą žemės ūkyje, ypač Europoje, iki šiol stabdė griežtas ir dažnai pasenęs teisinis reguliavimas, prilyginęs šiuos metodus tradiciniams GMO. Tačiau situacija keičiasi. Europos Komisija 2023 metais pateikė pasiūlymą dėl naujo Naujų genomo technikų (NGT) reglamento, kuriuo siekiama sukurti palankesnes sąlygas tam tikrų kategorijų genų redagavimo būdu gautiems augalams, jei jų pakeitimai yra tokie, kokie galėtų atsirasti natūraliai ar tradicinės selekcijos metu.
Visai neseniai, kovo 14 d., Europos Sąjungos valstybės narės Taryboje pasiekė bendrą poziciją, leidžiančią pradėti derybas su Europos Parlamentu dėl galutinio reglamento teksto, kurį tikimasi priimti iki metų pabaigos. Šie pokyčiai atvertų naujas galimybes inovacijoms ir konkurencingumui Europos, įskaitant Lietuvos, žemės ūkyje.
Lietuva, turinti pasaulinio lygio mokslininkų, prisidėjusių prie CRISPR-Cas9 atradimo, turi didelį potencialą tapti viena iš lyderių taikant šias pažangias technologijas žemės ūkyje. Palankesnis teisinis reguliavimas ir investicijos į mokslinius tyrimus bei jų rezultatų komercializavimą galėtų ne tik padėti spręsti vietos ūkininkų problemas, bet ir kurti aukštos pridėtinės vertės produktus pasaulinei rinkai.
Žinoma, kaip ir kiekviena nauja technologija, genų redagavimas kelia klausimų dėl saugumo ir etikos, todėl kruopštūs tyrimai, skaidrumas ir atviras dialogas su visuomene yra būtini. Tačiau mokslu pagrįstas požiūris ir atsakingas technologijų taikymas neabejotinai gali atnešti didelės naudos tiek žemės ūkiui, tiek vartotojams, tiek aplinkai.
