שינוי גנטי הוא תהליך שינוי האיפור הגנטי של אורגניזם. זה נעשה בעקיפין במשך אלפי שנים על ידי גידול מבוקר או סלקטיבי של צמחים ובעלי חיים. הביוטכנולוגיה המודרנית הקלה וממהירה יותר לכוון לגן ספציפי לשינוי מדויק יותר של האורגניזם באמצעות הנדסה גנטית.
המונחים "שונה" ו"מהונדס "משמשים לעתים קרובות להחלפה בהקשר של תיוג מזון מהונדסים גנטית, או" GMO ". בתחום הביוטכנולוגיה, GMO מייצג אורגניזם מהונדס גנטית, ואילו בתעשיית המזון המונח מתייחס אך ורק למזון שהונדס בכוונה ולא יצר אורגניזמים באופן סלקטיבי. אי-התאמה זו גורמת לבלבול בקרב הצרכנים, וכך מנהל המזון והתרופות האמריקני (FDA) מעדיף את המונח מהונדס גנטית (GE) למזון.
היסטוריה קצרה של שינוי גנטי
שינוי גנטי מתוארך לתקופות קדומות, בהן בני האדם השפיעו על הגנטיקה על ידי אורגניזמים רביים, על פי מאמר מאת גבריאל רנגל, מדען לבריאות הציבור מאוניברסיטת הרווארד. כאשר הוא חוזר על עצמו במשך כמה דורות, תהליך זה מוביל לשינויים דרמטיים במין.
על פי רנגל, ככל הנראה, הכלבים היו החיות הראשונות שעברו שינוי גנטי בכוונה תחילה. זאבי בר הצטרפו לאבותינו הציידים-לקטים במזרח אסיה, שם הובאו הכלבים והולבו כדי להגביר את יכולת הצליחות. במשך אלפי שנים אנשים גידלו כלבים בעלי אישיות ותכונות גופניות רצויות שונות, ובסופו של דבר הובילו למגוון הרחב של הכלבים שאנו רואים כיום.
הצמח המוקדם ביותר הידוע מהונדס גנטית הוא חיטה. יבול חשוב זה, ככל הנראה, מקורו במזרח התיכון ובצפון אפריקה באזור המכונה הסהר הפורה, על פי מאמר משנת 2015 שפורסם בכתב העת Journal of Tradition and Complementary Medicine. חקלאים עתיקים גידלו באופן סלקטיבי עשב חיטה החל משנת 9000 לפנה"ס. ליצור זנים מבויתים עם דגנים גדולים יותר וזרעים קשים יותר. עד 8000 לפני הספירה התפשט גידול חיטה מבויתת ברחבי אירופה ואסיה. המשך גידול הסלקטיבי של חיטה הביא לאלפי הזנים הגדלים כיום.
תירס חווה גם כמה מהשינויים הגנטיים הדרמטיים ביותר במהלך אלפי השנים האחרונות. היבול העיקרי נגזר מצמח המכונה teosinte, עשב בר עם אוזניים זעירות שנשאו רק כמה גרעינים. עם הזמן, חקלאים גידלו באופן סלקטיבי את עשבוני הטוסינט כדי ליצור תירס עם אוזניים גדולות מפוצצות גרעינים.
מעבר לגידולים הללו, חלק גדול מהתוצרת שאנו אוכלים כיום - כולל בננות, תפוחים ועגבניות - עברה כמה דורות של גידול סלקטיבי, על פי רנגל.
הטכנולוגיה החותכת ומעבירה ספציפית פיסת DNA רקומביננטית (rDNA) מאורגניזם אחד למשנהו פותחה בשנת 1973 על ידי הרברט בויר וסטנלי כהן, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו ואוניברסיטת סטנפורד בהתאמה. הזוג העביר חתיכת DNA מזן חיידקים אחד למשנהו, מה שמאפשר עמידות אנטיביוטית בחיידקים שהשתנו. בשנה שלאחר מכן, שני ביולוגים מולקולריים אמריקאים, ביאטריס מינץ ורודולף ג'ניש, הכניסו חומר גנטי זר לעוברי עכברים בניסוי הראשון לשינוי גנטי של בעלי חיים בטכניקות של הנדסה גנטית.
החוקרים שינו גם חיידקים שישמשו כתרופות. בשנת 1982 סינתזה האינסולין האנושי מיוצר מהונדס גנטית אי - קולי על פי רנגל, החיידקים הופכים לתרופות אנושיות מהונדסים גנטית ראשונים שאושרו על ידי ה- FDA.
מזון מהונדס גנטית
על פי אוניברסיטת אוהיו קיימות ארבע שיטות עיקריות לשינויים גנטיים.
- רבייה סלקטיבית: שני זנים של צמחים מוצגים ומגדלים כדי לייצר צאצאים בעלי תכונות ספציפיות. בין 10,000 ל -300,000 גנים יכולים להיות מושפעים. זוהי השיטה העתיקה ביותר לשינוי גנטי, והיא בדרך כלל אינה נכללת בקטגוריית המזון GMO.
- מוטגנזה: זרעי הצמח נחשפים במכוון לכימיקלים או לקרינה על מנת להשתנות את האורגניזמים. הצאצאים עם התכונות הרצויות נשמרים ומגדלים עוד יותר. מוטגנזה גם אינה נכללת בדרך כלל בקטגוריית המזון GMO.
- הפרעות RNA: גנים לא רצויים בצמחים מופעלים על מנת להסיר תכונות לא רצויות.
- טרנסגנים: גן נלקח ממין אחד ומושתל באחד אחר על מנת להכניס תכונה רצויה.
שתי השיטות האחרונות המפורטות נחשבות לסוגים של הנדסה גנטית. כיום, יבולים מסוימים עברו הנדסה גנטית לשיפור תפוקת היבול, עמידות בפני נזקי חרקים וחסינות למחלות צמחים, כמו גם להכנסת ערך תזונתי מוגבר, על פי ה- FDA. בשוק, אלה נקראים גידולים מהונדסים גנטית, או גידולי GMO.
"גידולי GMO הציגו הבטחות רבות בפתרון סוגיות חקלאיות," אמרה ניטה ג'ייקוב, מדענית היבולים מאוניברסיטת אוקספורד באוניברסיטת אמורי בג'ורג'יה.
היבול הראשון שהונדס גנטית שאושר לגידול בארה"ב היה עגבניות פלבר סובר בשנת 1994. (כדי לגדל בארה"ב, על המזון שהוגדר גנטית להתקבל על ידי הסוכנות להגנת הסביבה (EPA) וגם ה- FDA). חיי העגבניות החדשים קיבלו חיי מדף ארוכים יותר בזכות ביטול הגן שגורם לעגבניות להתחיל להיות מעוותים ברגע שהם נקטפים. לטענת העגבנייה יש טעם משופר, כך על פי המחלקה לחקלאות ומשאבי טבע באוניברסיטת קליפורניה.
כיום כותנה, תירס וסויה הם הגידולים הנפוצים ביותר שגדלים בארה"ב. כמעט 93 אחוז מפולי סויה ו -88 אחוזים מגידולי התירס הם שינויים גנטיים, על פי ה- FDA. גידולי GMO רבים, כגון כותנה שונה, תוכננו כעמידים בפני חרקים, מה שמפחית באופן משמעותי את הצורך בחומרי הדברה שעלולים לזהם את מי התהום ואת הסביבה הסובבת אותה, כך לפי מחלקת החקלאות האמריקאית (USDA).
בשנים האחרונות הפך הגידול הנרחב של גידולי GMO שנוי במחלוקת יותר ויותר.
"דאגה אחת היא ההשפעה של GMOs על הסביבה," אמר ג'ייקוב. "לדוגמא, אבקה מגידולי GMO יכולה להיסחף לשדות של גידולים שאינם GMO כמו גם לאוכלוסיות עשבים, מה שעלול להוביל לכך שאנשים שאינם GMO רוכשים מאפיינים של GMO בגלל האבקה צולבת."
קומץ חברות גדולות בתחום הביוטכנולוגיה ביצעו מונופולין על ענף היבולים של GMO, אמר יעקב, והקשה על חקלאים פרטיים בקנה מידה קטן להתפרנס. עם זאת, בעוד שחלק מהחקלאים עשויים להיות מונעים מעסקיהם, אלה העובדים עם חברות הביוטק עשויים לקצור את היתרונות הכלכליים של עלייה בתפוקות היבול והפחתת עלויות ההדברה, אמר USDA.
תיוג מזון GMO חשוב לרוב האנשים בארה"ב, על פי סקרים שערכו דוחות הצרכנים, הניו יורק טיימס וקבוצת מלמן. אנשים בעד תווית של תיוג GMO מאמינים כי על הצרכנים להיות מסוגלים להחליט אם ברצונם לרכוש מזון מהונדס גנטית.
עם זאת, אמר ג'ייקוב, אין הוכחות מדעיות ברורות לכך ש- GMOs מסוכנים לבריאות האדם.
שינוי גנטית של בעלי חיים ובני אדם
כיום מגדלים לעיתים קרובות בעלי חיים באופן סלקטיבי כדי לשפר את קצב הגדילה ואת מסת השריר ולעודד התנגדות למחלות. לדוגמה, שורות מסוימות של תרנגולות שגדלו לבשר גודלו כדי לגדול היום 300 אחוז מהר יותר מאשר בשנות השישים, על פי מאמר שפורסם בכתב העת Journal of Anatomy ב -2010. נכון לעכשיו, אין מוצרים מהחי שיש בשוק בארה"ב, כולל עוף או בקר, מהונדסים גנטית, ולכן אף אחד מהם אינו מסווג כמוצרי מזון GMO או GE.
על פי המכון הלאומי לחקר הגנום האנושי, החוקרים שינו גנטית את חיות המעבדה בכדי לקבוע דרכים בהן הביוטכנולוגיה יכולה לסייע בטיפול במחלות אנושיות ובתיקון נזק לרקמות אצל אנשים. אחת הצורות החדשות ביותר של טכנולוגיה זו נקראת CRISPR (מבוטא "פריך").
הטכנולוגיה מבוססת על יכולתה של מערכת החיסון החיידקית להשתמש באזורי CRISPR ובאנזימי Cas9 כדי להפעיל את ה- DNA הזר שנכנס לתא חיידקי. אותה טכניקה מאפשרת למדענים לכוון לגן או לקבוצה של גנים ספציפיים לשינוי, אמר גרצ'ן אדוולדס-גילברט, פרופסור חבר לביולוגיה במכללת סקריפס בקליפורניה.
חוקרים משתמשים בטכנולוגיית CRISPR בכדי לחפש תרופות לסרטן וכדי למצוא ולערוך חלקי DNA בודדים העלולים להוביל למחלות עתידיות אצל אדם. אדוולדס-גילברט אמר כי טיפול בתאי גזע יכול גם לעשות שימוש בהנדסה גנטית, בהתחדשות של רקמות פגומות, כמו שבץ מוחי או התקף לב.
במחקר שנוי במחלוקת ביותר, לפחות חוקר אחד טוען כי בדק את טכנולוגיית CRISPR על עוברים אנושיים במטרה לחסל את הפוטנציאל למחלות מסוימות. מדען זה התמודד עם בדיקה קשה והושם במעצר בית במדינת מולדתם בסין במשך זמן מה.
הדילמה המוסרית
הטכנולוגיה עשויה להיות זמינה, אך האם על מדענים לערוך מחקרי שינוי גנטי בבני אדם? זה תלוי, אמרה רבקה וויינברג, פרופסור לפילוסופיה במכללת סקריפס.
"כשמדובר במשהו כמו טכנולוגיה, אתה צריך לחשוב על הכוונה והשימושים השונים בה", אמר וינברג.
מרבית הניסויים הרפואיים לטיפולים העושים שימוש בהנדסה גנטית נעשים על הסכמת חולים. עם זאת, הנדסה גנטית בעובר היא סיפור אחר.
"ניסויים בנושאים אנושיים ללא הסכמתם הם בעייתיים מטבעם", אמר וינברג. "יש לא רק סיכונים, הסיכונים לא ממופים. אנחנו אפילו לא יודעים במה אנחנו מסתכנים."
אם הטכנולוגיה של הדור הבא הייתה זמינה ומוצגת כבטוחה, ההתנגדויות לבדיקתה בבני אדם היו מינימליות, אמר ויינברג. אבל זה לא המקרה.
"הבעיה הגדולה עם כל הטכנולוגיות הניסויייות הללו היא שהן ניסיוניות," אמר וינברג. "אחת הסיבות העיקריות לכך שאנשים כל כך נחרדו מהמדען הסיני שהשתמש בטכנולוגיית CRISPR על עוברים היא בגלל שזה שלב כה מוקדם של ניסויים. זה לא הנדסה גנטית. אתה רק מתנסה בהם."
הרוב המכריע של תומכי ההנדסה הגנטית מבינים כי הטכנולוגיה עדיין לא מוכנה להיבדק על בני אדם, ומצהירים כי התהליך ישמש לתמיד. מטרת השינוי הגנטי, אמר ג'ייקוב, "תמיד הייתה להתמודד עם בעיות העומדות בפני החברה האנושית."
לקריאה נוספת:
