Dit zijn niet de GGO's van je vader

Een nieuwe golf van genetisch bewerkte gewassen ontwijkt regelgevers en ze staan ​​​​op het punt om winkels te bereiken. Door

• Antonio Regalado archiefpagina

19 december 2017

Toen ik de boerderij van Jason McHenry in South Dakota bezocht, leidde de jonge boer, gekleed in een versleten spijkerbroek en een zonnebril, me een gladde stalen ladder op aan de zijkant van een graancontainer. We tuimelden door het mangat in een bewegende berg sojabonen. Je zou ze door je vingers kunnen zeven en hun zoete, troebele smaak kunnen proeven.

De sojaoogst in de VS bedraagt ​​vier miljard bushels per jaar, ongeveer 240 miljard pond. Het genereert de de meeste kassabonnen voor Amerikaanse boerderijen na vee en maïs. Van die bonen is meer dan 90 procent genetisch gemodificeerde organismen of GGO's - dat wil zeggen, ze zijn genetisch verbeterd, meestal door de toevoeging van een gen van een bodembacterie die hen immuun maakt voor de onkruidverdelger glyfosaat, algemeen bekend als Roundup.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2018

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

De 4.000 bushels waarin McHenry en ik zaten, vertegenwoordigen echter een nieuw type plant dat is gemodificeerd met behulp van genbewerking. Een startup had de technologie gebruikt om veranderingen aan te brengen in twee genen die betrokken zijn bij de vetzuursynthese, zodat olie die uit de bonen wordt geperst, meer op olijfolie lijkt dan op typische sojaolie.

McHenry hoorde afgelopen december voor het eerst de toon voor de bonen, in een hotel in de buurt van de coöperatie van sojaverwerkers in South Dakota. We hebben iets nieuws en spannends, vertelde een verkoper aan de boeren. Heb je gehoord van het verbod op transvetten? Sojaolie verliest marktaandeel sinds de Amerikaanse overheid ongezonde vetten verbood die ontstaan ​​wanneer sojaolie gedeeltelijk wordt gehydrogeneerd en verandert in een vaste stof (denk aan Crisco). Die vetten zijn geweest mensen doden . Ze zijn slecht voedsel.

Olie van de gen-bewerkte bonen zou dat probleem kunnen oplossen, omdat het niet op dezelfde manier hoeft te worden verwerkt. Elke boer die ermee instemde om de bonen te planten, hoorde McHenry, zou deel uitmaken van de golf van innovatie die winkelschappen vult met Griekse yoghurt, groene verpakkingen en gezonde ingrediënten. Bovendien zou het een paar kwartjes meer per schepel betekenen. Je verdient wat meer geld, je hebt een geweldige ervaring en je maakt deel uit van een revolutie, zei de pitchman, Thomas Stoddard, een slungelige bioloog die zaadverkoper werd en die met mij de boerderij van McHenry bezocht.

Voor McHenry, een boer die net begon met zijn eigen hectaren, zijn eigen schulden en zijn eigen beslissingen, was het veld logisch. De Roundup-resistente bonen die zijn vader nog steeds plant, zijn duur. Bovendien zijn de tumbleweeds geëvolueerd om het spuiten te overleven en zo hoog te worden als je middel. Als we naar de markt als geheel kijken, stellen Europa en China vraagtekens bij ggo's, zegt McHenry. Je moet de vinger houden aan wat de consument wil en als boer moet je je onderscheiden. Als je naar een markt kijkt die weg zou kunnen zijn, moet je nadenken over alternatieven.

Jason McHenry op het land in South Dakota waar hij sojabonen verbouwt die zijn gemaakt met genbewerking.

De nieuwe bonen zijn de creatie van een startup genaamd Calyxt, 300 mijl verderop, in de buurt van Minneapolis, waar Stoddard werkt, en bijna een rechtstreekse opname naar het oosten op Highway 90 vanaf McHenry's boerderij. In de kassen van het bedrijf worden wekelijks duizenden planten aangepast met genbewerking. De verdienste van de technologie is dat het wetenschappers in staat stelt designerplanten te maken die geen vreemd DNA bevatten. De techniek, die fragmenten van genetische informatie toevoegt of verwijdert, is vergelijkbaar met wat zou kunnen worden bereikt door conventionele veredeling, alleen veel sneller. In wezen, als er enige kwaliteit is aan een sojaboon die je lekker vindt, en als je de genetische instructies kent die verantwoordelijk zijn, kan genbewerking ze in een enkele moleculaire stap naar een andere boon verplaatsen.

Voor veel wetenschappers lijkt het potentieel van genbewerking bijna onbeperkt, en biedt het een nieuwe manier om snel planten te creëren die bestand zijn tegen droogte, immuun voor ziekten of verbeterd van smaak. Een supermarkttomaat die lekker smaakt? Dat zou kunnen gebeuren als wetenschappers de smaakmakende genen herstellen die erfstukvariëteiten heerlijk maken. Wat dacht je van een maïsplant met twee keer zoveel pitten? Als de natuur het toelaat, geloven wetenschappers dat genbewerking hen in staat zou kunnen stellen het te bouwen.

Tot nu toe had elk succesvol GGO op de markt als doel de opbrengst van elke hectare landbouwgrond te verhogen. Het op de markt brengen van gezonder voedsel gemaakt van GGO's was een grotere opgave. Maar als gen-bewerkte planten het stigma van GGO's kunnen vermijden, zou dat kunnen veranderen.

Er is nog een reden waarom het bewerken van genen in de industrie voor opwinding zorgt. Het Amerikaanse ministerie van landbouw heeft geconcludeerd dat de nieuwe planten geen gereguleerde artikelen zijn. De reden is een juridische maas in de wet: de regelgeving is alleen van toepassing op GGO's die zijn gemaakt met behulp van plantpathogenen zoals bacteriën of hun DNA. Dat betekent dat Calyxt zijn bonen kan commercialiseren zonder het proces van vergunningen, inspecties en veiligheidstests die vereist zijn voor andere genetisch gemodificeerde gewassen. Het rekent erop dat het de 13 jaar en 130 miljoen dollar die bedrijven gemiddeld hebben geïnvesteerd om een ​​nieuw GGO te creëren en het in handen van boeren te krijgen, met minstens de helft zal verminderen.

Voor GGO-tegenstanders zijn de nieuwe, niet-gereguleerde planten een bron van alarm. Jarenlang hebben ze betoogd dat ggo's moeten worden bestreden omdat ze mogelijk onveilig zijn. Wat als ze allergieën veroorzaken of vlinders vergiftigen? Nu verschuiven de gevechtslinies omdat bedrijven als Calyxt planten kunnen maken zonder DNA van een andere soort erin. Ze kunnen stellen dat het bewerken van genen slechts versnelde veredelingstechnologie is.

Voor de critici is elke poging om gemanipuleerde planten opnieuw te classificeren als natuurlijk een gevaarlijke fictie. Als ze niet aan de wettelijke vereisten hoeven te voldoen, is het weer een spel voor genetische modificatie in de landbouw, zegt Jim Thomas, hoofd van een non-profitorganisatie genaamd de ETC Group die lobbyt bij milieukwesties. Dat is de prijs. Ze construeren een definitie van een ggo, zodat het bewerken van genen daarbuiten valt.

Geneticus Dan Voytas van de Universiteit van Minnesota ontwikkelt nieuwe planten met behulp van genetische manipulatie. De geest is uit de fles, zegt hij.

De inspanningen om regeringen en voedselgroepen te overtuigen bereiken nu al een planetaire schaal. Nieuw-Zeeland besloot dat de nieuwe planten toch GGO's zijn, net als de eigen biologische raad van de USDA. Nederland en Zweden denken van niet. China heeft het niet gezegd. De Europese Unie moet nog een besluit nemen. Miljarden aan wereldwijde graanexport zouden uiteindelijk op het spel kunnen komen te staan.

Tegenstanders zeggen dat ze klaar zijn om te vechten voor regels, voorschriften en labels. Ons standpunt is nooit veranderd. Dit is slechts een vorm van genetische manipulatie, dus zouden dezelfde dingen moeten gebeuren - er zouden veiligheidsbeoordelingen moeten komen, zegt Michael Hansen, een stafwetenschapper bij de Consumentenbond, een lobbygroep verbonden aan Rapporten van de consument tijdschrift. Ik zie dit niet snel opgelost worden.

Designerplanten groeien onder kunstlicht in de kas van Calyxt, een startup voor genbewerking in Minneapolis.

Maar McHenry heeft het argument al geaccepteerd. Hij wees naar zijn rijen graanbakken en vinkte aan of de bonen erin GGO's waren of niet. Die vol Calyxt-bonen noemde hij non-GMO. Voor mij is een GGO een extern organisme [toevoegen] aan een plant. Zoals ik het begrijp, is er geen vreemd DNA in het zaadje gestopt, zei McHenry. Het is alsof we een schakelaar hebben gevonden om het leven van mensen gemakkelijker te maken. Als het zo makkelijk is, lijkt het me logisch.

Geneesmiddelenbedrijven zien technologie voor het bewerken van genen als een veelzijdige moleculaire schaar die een radicaal nieuw middel zou kunnen bieden om genetische ziekten zoals spierdystrofie te genezen (zie Kan CRISPR Ben Dupree redden? ). Wat niet zo algemeen wordt gewaardeerd, is hoe dicht de technologie bij grootschalige implementatie in de landbouw en in ons voedsel staat. Tegen het einde van 2018, zegt Calyxt, zal het bonen vermalen en olie verkopen, en mogelijk het eerste bedrijf worden dat de markt betreedt met een genetisch aangepast gewas. Ten minste één ander gewas nadert de commercialisering van DuPont, dat genbewerking gebruikte om een ​​zetmeelrijkere maïsplant te creëren.

Zeker, van geen van beide producten wordt verwacht dat ze landbouwgrond overnemen zoals herbicide-resistente GGO's deden. In plaats daarvan zijn deze eerste voorbeelden nicheproducten met prozaïsche doelstellingen. De wasachtige maïs van DuPont komt terecht in lijmsticks en als emulgator in saladedressing. Calyxt's olie zal donuts en chips bakken. Toch laat de berg bonen op de boerderij van McHenry zien hoe snel deze gewassen konden aankomen. McHenry, die enkele snelle berekeningen maakte, schatte dat we op 600 miljoen zaten. Tegen die tijd was Stoddard, de verkoper, ook in de grote graanbak geklommen. Genbewerking is de toekomst, en de eerste plaats waar het op grote schaal groeit, is hier in South Dakota, zei hij eerbiedig, terwijl hij bonen door zijn handen liet glijden.

Een schakelaar omdraaien

De bonen op de boerderij van McHenry zijn allemaal afstammelingen van een enkele sojacel die in 2012 werd gemodificeerd door Dan Voytas, de medeoprichter van Calyxt en een professor in de genetica aan de Universiteit van Minnesota. Voytas vertelde me dat hij een wetenschappelijke interesse in planten had geërfd van zijn vader, een bosbeheerder van de overheid. Het was 'Oké, zoon, welke boom is dat? Latijnse naam, alsjeblieft, herinnert hij zich.

Ik ontmoette Voytas in de kas van de startup buiten Minneapolis, waar hij me vloeistofmengrobots liet zien en een groot genenpistool dat het DNA in een plantencel schiet. Groene klodders die op heldere gelei in petrischalen groeiden, waren koolzaadplanten die uit een enkele cel regenereerden na nieuwe genetische instructies te hebben ontvangen. Het bedrijf heeft 35 medewerkers, van wie tweederde wetenschappers. We hebben een lange lijst met ideeën, zegt Voytas. Maar je kunt een geweldige olie en een zieke plant krijgen. Veel ervan is experimenteel.

De startup gebruikt een technologie voor het bewerken van genen, TALEN genaamd, die Voytas heeft helpen ontwikkelen en patenteren. Tegen het einde van de jaren negentig maakte hij deel uit van een kleine groep biologen die probeerden voorbij de eerste ronde van genetisch gemodificeerde planten te komen, niet door hele genen toe te voegen, maar in plaats daarvan door snij-enzymen, nucleasen genaamd, te gebruiken om de DNA-keten - het leven instructies gevonden in elke levende cel. Om Calyxt's bonen te maken, gebruikte Voytas zijn technologie om twee genen uit te schakelen.

Tegenwoordig domineert een andere technologie voor het bewerken van genen, CRISPR, de krantenkoppen, omdat het gemakkelijk te gebruiken en goedkoop is. Omdat TALEN echter twee jaar eerder is ontwikkeld dan CRISPR, is de techniek verder gevorderd in de richting van commerciële gewassen. Bovendien zijn andere plantenbiotechbedrijven afgeremd door een aanhoudende patentstrijd over CRISPR, waardoor het onduidelijk bleef wie van hen die techniek zou kunnen gebruiken.

Graanbakken in Clark, South Dakota.

In de tussentijd, zegt Calyxt, heeft het TALEN al gebruikt om 19 planten te ontwerpen en rekent het op genbewerking om het een van de eerste kleine bedrijven te maken die een succesvol genetisch gemodificeerd gewas introduceert. Het zegt dat de USDA al heeft bevestigd dat zes van zijn planten niet gereguleerd zullen worden, waaronder in september een luzerneplant die is aangepast om minder lignine te bevatten, waardoor het voor koeien en paarden gemakkelijker wordt om te verteren. Het bedrijf, dat in juli naar de beurs ging, heeft tot nu toe slechts $ 47 miljoen uitgegeven.

Tot nu toe had elk succesvol GGO op de markt als doel de opbrengst van elke hectare landbouwgrond te verhogen. Het op de markt brengen van gezonder voedsel gemaakt van GGO's was een grotere opgave. Maar als gen-bewerkte planten het stigma van GGO's kunnen vermijden, zou dat kunnen veranderen. Volgens Calyxt zou dat waardevolle nieuwe toepassingen van genetische manipulatie mogelijk maken. Naast de sojaolie beweert Calyxt dat het tarweplanten heeft veranderd, zodat ze kunnen worden vermalen tot witte bloem met drie keer zoveel vezels als gewoonlijk. Een broodbedrijf zou misschien zelfs kunnen beweren dat hamburgerbroodjes kanker helpen voorkomen.

In 2017 erkende de USDA dat planten met zelfs diepgaande genetische veranderingen volledig aan regulering kunnen ontsnappen.

Enkele van de meer radicale veranderingen die genbewerking met zich mee kan brengen, werden duidelijk op de dag dat ik Voytas in zijn universiteitslaboratorium bezocht. Hij had een ontmoeting met zijn studenten, die hun plannen op een whiteboard uittekenden. (Inmiddels gebruiken alle studenten CRISPR.) Een vrouw uit Ethiopië wilde een lokale graanplant, teff, veranderen, zodat deze rechtop staat in plaats van te gaan hangen en zaden te verliezen. Een andere student onderzocht hoe je DNA kunt injecteren in de stamcellen in de wortels en scheuten van groeiende planten. We komen bijna op het punt dat als je vraagt: 'Wat is de beste olieoogst?' we het genoom zouden kunnen creëren om die plant te maken, zegt Voytas.

Er blijven enkele belangrijke obstakels over. Geneesmiddelenbedrijven die aan gentherapie werken, hebben geleerd dat het gemakkelijker is om DNA-strengen te ontwerpen en te maken dan om ze in de cellen van een persoon te krijgen. Dat geldt ook voor veel planten, waar de levering van de gen-editing-ingrediënten nog steeds moeilijk is. Begrijpen welke genen moeten worden bewerkt, is nog een andere wegversperring. Wetenschappers weten veel over hoe oliën worden gesynthetiseerd en waarom fruit bruin wordt. Maar de lijst met waardevolle planteigenschappen waarvan de genetische oorzaken zowel goed begrepen als gemakkelijk te veranderen zijn, valt daarna snel weg. Op dit moment is het een grabbelton met eigenschappen, zegt Rebecca Bart, een plantwetenschapper bij het Danforth Center in St. Louis. We moeten nog behoorlijk veel investeren in ontdekking voordat je ze kunt manipuleren met genbewerking. Het moet in die volgorde gaan.

Wat meer is, voor eigenschappen die goed worden begrepen, is genbewerking niet de enige manier om dergelijke planten te creëren - alleen de nieuwste. Calyxt's sojabonen zullen bijvoorbeeld concurrentie ondervinden van bonen met een vergelijkbaar oliegehalte die al op de markt zijn, waaronder één, Vistive Gold genaamd en verkocht door Monsanto, die is gemaakt met behulp van ouderwetse GGO-technologie. Voytas erkent dat zijn bonen niet helemaal nieuw zijn, maar zegt dat ze een nuttige test zullen zijn van Calyxts fast-to-market bedrijfsmodel en een manier zullen zijn om investeerders te bewijzen dat het bedrijf geld kan verdienen. Calyxt is het eerste bedrijf voor het bewerken van plantengenen en moet laten zien dat het producten kan commercialiseren, zegt hij. Het voordeel zit hem in het op korte termijn behalen van omzet.

Sommige ondernemers denken dat genetische modificatie alleen een grote impact zal hebben als het de hoeveelheid voedsel die een hectare kan produceren kan veranderen. In onroerend goed is het gezegde 'Locatie, locatie, locatie'. Welnu, in de landbouw is het 'Opbrengst, opbrengst, opbrengst', zegt Oliver Peoples, CEO van Yield10, een planttechnisch bedrijf in Cambridge, Massachusetts.

Canola-planten regenereren uit individuele cellen na een ronde van genbewerking.

Daarom werkt Calyxt ook aan planten die de hoeveelheid voedsel die boeren kunnen oogsten zou kunnen vergroten, zoals een tarweplant die resistent is tegen echte meeldauw. Tot op heden is er nog nooit GGO-tarwe op de markt gebracht, deels omdat, zoals bij veel planten gebeurt, het genoom van tarwe extra DNA ophoopt als een kast die nooit wordt opgeruimd. In feite is tarwe hexaploïde - de cellen bevatten zes grotendeels identieke kopieën van elk chromosoom. Dat heeft het enorm ingewikkeld gemaakt om genetisch te manipuleren, maar Voytas zegt dat het met genbewerking vrij eenvoudig is. In een enkele reactie kunnen de TALEN-tools alle zes kopieën van elk tarwegen dat ze willen verwijderen, zoeken en knippen.

GGO of niet?

Buiten Penn Station, in Manhattan, verklaart een tien verdiepingen hoge advertentie voor Ketel One, een merk wodka, dat het gemaakt is van 100% GGO-vrij graan. In elke supermarkt is het gemakkelijk om een ​​overvloed aan soortgelijke claims te vinden, zelfs voor producten zoals zout, die geen plantaardig materiaal bevatten. Over 40 procent van de Amerikaanse volwassenen denken dat voedingsmiddelen gemaakt van GGO's minder gezond zijn om te eten.

Dergelijke overtuigingen zijn het resultaat van tegenstrijdige berichten van wetenschappers, landbouwlobby's en non-profitorganisaties zoals Greenpeace die twijfel doen ontstaan ​​over de veiligheid van genetisch gemodificeerde organismen. Het resultaat voor de eerste generatie GGO's is een wereldwijde split decision. Terwijl GGO's miljoenen hectaren akkerland bedekken in de VS, Brazilië, Argentinië en India, hebben regeringen de teelt van dergelijke planten in een groot deel van de rest van de wereld verboden, waaronder Frankrijk, Duitsland, China en Rusland.

Nu is het de vraag of gen-bewerkte gewassen het GGO-label kunnen ontwijken. In het algemeen stellen bedrijven dat deze fabrieken niet gereguleerd moeten worden omdat ze: zou kunnen zijn gemaakt door conventionele veredeling. Het bewijs? In veel gevallen zou er geen manier zijn om een ​​gen-bewerkte plant van een natuurlijke te onderscheiden.

Door één gen te bewerken, is tarwe bestand tegen meeldauw.

GGO-critici vrezen nu een vloedgolf van frankenfood als dergelijke planten door de regelgeving glippen, iets dat al in de VS gebeurt. een GGO die alleen wordt geactiveerd als een plant is gemodificeerd met behulp van plantenbacteriën, zoals vroege producten waren. Het bureau erkende in januari 2017 dat planten met zelfs diepgaande genetische veranderingen volledig aan regulering kunnen ontsnappen, afhankelijk van hoe ze zijn gemaakt. Sindsdien zijn er nog vier gen-bewerkte planten naar voren gezwaaid, waaronder een zout- en droogtetolerante sojaboon ontwikkeld door de USDA zelf, Calyxt's alfalfaplant, een soort camelinagras gecreëerd door Yield10, en een soort gierst met een vertraagde bloeitijd. Ze proberen een vierkante pen in een rond gat van oude wetten te plaatsen die niet bedoeld zijn om deze nieuwe technologieën aan te pakken, zegt Gregory Jaffe, die biotechnologie volgt aan het Center for Science in the Public Interest, in Washington, D.C.

Verwant verhaal

Lees volgende

Wat er dus ontbreekt, is voldoende nauwkeurig onderzoek of de planten insecten kunnen schaden, hun genetische verbeteringen kunnen verspreiden naar wilde neven of nichten, of superonkruiden kunnen creëren zoals degenen die resistent zijn tegen Roundup. Bedrijven overleggen doorgaans met de Amerikaanse Food and Drug Administration om te bevestigen dat hun planten veilig zijn om te eten. Maar dat proces is vrijwillig. Jaydee Hanson, senior beleidsanalist bij het Center for Food Safety, dat biologische landbouw promoot, vindt dat bedrijven slim zijn begonnen met eenvoudige, zelfs obscure producten. Het publiek heeft nog niet de kans gehad om te zeggen: 'Wacht even', zegt hij. Naarmate we meer gecompliceerde genbewerking gaan doen, zullen er meer vragen zijn. En we konden dezelfde soort terugslag zien die we eerder zagen.

De vraag over GGO of niet zal een wereldwijde vraag zijn. Voedselregulatoren zullen moeten beslissen of winkelverpakkingen de aanwezigheid van gen-bewerkte planten moeten onthullen. Sommige biologische verenigingen hebben al gezegd dat dergelijke planten dat label niet mogen dragen, met als reden dat het echt GGO's zijn. Het Europese Hof van Justitie zal zich intussen over de kwestie buigen in Europa, waar wetenschappers hebben betoogd dat het bewerken van genen gewoon een geavanceerde vorm van fokken is. Tegenstanders rekenen erop dat Europa de planten classificeert als GGO's, een beslissing die de verspreiding van de technologie zou frustreren.

Het zou jammer zijn als tegenstanders zouden winnen, vertelde Voytas me. We waren in zijn kantoor en studenten liepen langs zijn raam, wachtend op een kans om hun plannen voor het bewerken van genen met hem door te nemen. Zelfs studenten, merkte hij op, kunnen nu planten bewerken. In zekere zin, zei hij, denk ik dat de geest uit de fles is.

zich verstoppen