Dessa är inte din fars GMO

En ny våg av genredigerade grödor undviker regulatorer och de är på väg att nå butiker. Förbi

• Antonio Regalado arkivsida

19 december 2017

När jag besökte Jason McHenrys gård i South Dakota, ledde den unge bonden, klädd i slitna jeans och solglasögon, mig uppför en hal stålstege på sidan av en spannmålsbehållare. Vi tumlade genom manhålet in i ett skiftande berg av sojabönor. Du kan sålla dem genom fingrarna och smaka på deras söta, grumliga smak.

Den amerikanska sojaskörden är fyra miljarder bushel per år, cirka 240 miljarder pund. Det genererar de flesta kassakvitton för amerikanska gårdar efter boskap och majs. Av dessa bönor är mer än 90 procent genetiskt modifierade organismer eller GMO – det vill säga de har förbättrats genetiskt, oftast genom tillsats av en gen från en jordbakterie som gör dem immuna mot ogräsdödaren glyfosat, allmänt känt som Roundup.

Den här historien var en del av vårt januarinummer 2018

• Se resten av frågan
• Prenumerera

De 4 000 bushelarna som McHenry och jag satt i representerar en ny typ av växt som har modifierats med genredigering. En startup hade använt tekniken för att introducera förändringar i två gener involverade i fettsyrasyntesen, så att olja pressad från bönorna är mer lik olivolja än typisk sojaolja.

McHenry hörde först pekandet för bönorna i december förra året, på ett hotell nära kooperativet för South Dakota sojabönbearbetare. Vi har något nytt och spännande, sa en säljare till bönderna. Har du hört talas om förbudet mot transfetter? Sojaolja har tappat marknadsandelar sedan den amerikanska regeringen förbjöd ohälsosamma fetter som skapas när sojaolja delvis hydreras och förvandlas till en fast substans (tänk Crisco). De där fetterna har varit döda människor . De är dålig mat.

Olja från de genredigerade bönorna skulle kunna lösa det problemet, eftersom det inte behöver bearbetas på samma sätt. Varje bonde som gick med på att plantera bönorna, hörde McHenry, skulle vara en del av vågen av innovation som fyller butikshyllorna med grekisk yoghurt, gröna förpackningar och hälsosamma ingredienser. Dessutom skulle det betyda några fjärdedelar mer per skäppa. Du tjänar lite mer pengar, du har en fantastisk upplevelse och du är en del av en revolution, sa pitchman, Thomas Stoddard, en gänglig biolog som blev frösäljare som besökte McHenrys gård med mig.

För McHenry, en bonde som precis har börjat med sina egna tunnland, sina egna skulder och sina egna beslut, var planen vettig. De Roundup-resistenta bönorna som hans far fortfarande planterar är dyra. Dessutom har tumbleweeds utvecklats för att överleva sprutning och växa så högt som din midja. Ser man på marknaden som helhet ifrågasätter Europa och Kina GMO, säger McHenry. Man måste hålla fingret på vad konsumenten vill ha och som lantbrukare måste man särskilja sig. Om du tittar på en marknad som kan vara borta måste du tänka på alternativ.

Jason McHenry på South Dakota-landet där han odlar sojabönor skapade med genredigering.

De nya bönorna är skapandet av en startup som heter Calyxt, som ligger 500 mil bort, nära Minneapolis, där Stoddard arbetar, och nästan ett rakt skott österut på Highway 90 från McHenrys gård. I företagets växthus förändras tusentals växter med genredigering varje vecka. Fördelen med tekniken är att den låter forskare skapa designerväxter som inte har främmande DNA i sig. Tekniken, som lägger till eller tar bort bitar av genetisk information, liknar vad som kunde uppnås genom konventionell avel, bara mycket snabbare. I huvudsak, om det finns någon kvalitet hos en sojaböna som du gillar, och om du känner till de genetiska instruktionerna som är ansvariga, kan genredigering flytta dem till en annan böna i ett enda molekylärt steg.

För många forskare verkar potentialen för genredigering nästan obegränsad, och erbjuder ett nytt sätt att snabbt skapa växter som är torka-resistenta, immuna mot sjukdomar eller förbättrade i smak. En stormarknadstomat som smakar gott? Det kan hända om forskare återställer de smakskapande gener som gör arvegodsvarianter läckra. Vad sägs om en majsplanta med dubbelt så många kärnor? Om naturen tillåter det, tror forskare, kan genredigering låta dem bygga det.

Fram till nu har varje framgångsrik GMO på marknaden haft som mål att öka avkastningen från varje hektar jordbruksmark. Marknadsföring av hälsosammare livsmedel gjorda av GMO har varit en större order. Men om genredigerade växter kan undvika stigmatiseringen av GMO, kan det förändras.

Det finns en annan anledning till att genredigering skapar spänning i industrin. Det amerikanska jordbruksdepartementet har kommit fram till att de nya växterna inte är reglerade artiklar. Anledningen är ett juridiskt kryphål: dess bestämmelser gäller endast för GMO konstruerade med hjälp av växtpatogener som bakterier eller deras DNA. Det innebär att Calyxt kan kommersialisera sina bönor utan att gå igenom processen med tillstånd, inspektioner och säkerhetstester som krävs för andra genetiskt modifierade grödor. Man räknar med att det ska minska minst hälften av de 13 år och 130 miljoner dollar som företag i genomsnitt har investerat för att skapa en ny GMO och få den i böndernas händer.

För GMO-motståndare är de nya, oreglerade anläggningarna en källa till larm. I åratal har de argumenterat för att GMO bör motarbetas eftersom de kan vara osäkra. Vad händer om de orsakar allergier eller förgiftar fjärilar? Nu skiftar stridslinjerna eftersom företag som Calyxt kan skapa växter utan DNA från en annan art i dem. De kan hävda att genredigering bara är accelererad avelsteknik.

För kritikerna är varje försök att omklassificera konstruerade växter som naturliga en farlig fiktion. Om de inte behöver gå igenom de regulatoriska kraven är det spel igen för genetisk modifiering inom jordbruket, säger Jim Thomas, chef för en ideell organisation kallad ETC Group som lobbar i miljöfrågor. Det är priset. De konstruerar en definition av en GMO så att genredigering faller utanför den.

Genetikern Dan Voytas från University of Minnesota utvecklar nya växter med hjälp av genteknik. Anden är ute ur flaskan, säger han.

Redan ansträngningarna att övertyga regeringar och livsmedelsgrupper når en planetarisk skala. Nya Zeeland beslutade att de nya växterna trots allt är GMO, och det gjorde också USDA:s eget organiska råd. Nederländerna och Sverige tror inte att de är det. Kina har inte sagt. Europeiska unionen måste fortfarande bestämma sig. Miljarder i global spannmålsexport kan i slutändan hänga i balans.

Motståndare säger att de är redo att slåss för regler, förordningar och etiketter. Vår position har aldrig förändrats. Det här är bara en form av genteknik, så samma saker borde hända – det borde finnas säkerhetsbedömningar som krävs, säger Michael Hansen, personalforskare vid Consumers Union, en lobbygrupp knuten till Konsumentrapporter tidskrift. Jag kan inte se att det här kommer att lösas snart.

Designerväxter växer under artificiellt ljus i växthuset i Calyxt, ett genredigeringsföretag i Minneapolis.

Men McHenry har redan accepterat argumentet. Han pekade på sina rader av spannmålskärl och kryssade av om bönorna inuti var GMO eller inte. Den fulla av Calyxt-bönor kallade han icke-GMO. För mig är en GMO [att lägga till] en yttre organism i en växt. Som jag förstår det finns inget främmande DNA i fröet, sa McHenry. Det är som att vi hittat en switch för att göra människors liv enklare. Om det är så enkelt är det vettigt för mig.

Läkemedelsföretag ser genredigeringsteknologi som en mångsidig molekylär sax som kan erbjuda ett radikalt nytt sätt att bota genetiska sjukdomar som muskeldystrofi (se Kan CRISPR rädda Ben Dupree? ). Vad som inte är så allmänt uppskattat är hur nära tekniken är storskalig implementering i jordbruket och i vår mat. I slutet av 2018, säger Calyxt, kommer det att krossa bönor och sälja olja, vilket potentiellt kommer att bli det första företaget som kommer in på marknaden med en genredigerad gröda. Åtminstone en annan gröda närmar sig kommersialisering från DuPont, som använde genredigering för att skapa en stärkelsestarkare majsväxt.

För att vara säker förväntas ingen av produkten ta över jordbruksmark på det sätt som herbicidresistenta GMO gjorde. Istället är dessa initiala exempel nischprodukter med prosaiska mål. DuPonts vaxmajs kommer att hamna i limstift och som emulgeringsmedel i salladsdressing. Calyxts olja kommer att steka munkar och chips. Trots det visar berget av bönor på McHenrys gård hur snabbt dessa grödor kunde komma fram. McHenry, som gjorde några snabba beräkningar, uppskattade att vi satt på 600 miljoner av dem. Då hade även försäljaren Stoddard klättrat ner i den berättelsehöga spannmålsbehållaren. Genredigering är framtiden, och det första stället där det växer i skala är här i South Dakota, sa han vördnadsfullt och lät bönorna driva genom händerna.

Vänd på en strömbrytare

Bönorna på McHenrys farm är alla ättlingar till en enda sojabönscell som modifierades 2012 av Dan Voytas, medgrundare av Calyxt och professor i genetik vid University of Minnesota. Voytas berättade för mig att han ärvt ett vetenskapligt intresse för växter från sin far, en statlig skogsförvaltare. Det var 'Okej, son, vilket träd är det? Latinska namn, snälla, minns han.

Jag träffade Voytas i startupens växthus utanför Minneapolis, där han visade mig vätskeblandande robotar och en hög genpistol som avfyrar DNA i en växtcell. Gröna bläckar som växte på klar gelé i petriskålar var rapsväxter som regenererade från en enda cell efter att ha fått nya genetiska instruktioner. Företaget har 35 anställda, varav två tredjedelar är vetenskapsmän. Vi har en lång lista med idéer, säger Voytas. Men du kan få en fantastisk olja och en sjuk växt. Mycket av det är experimentellt.

Startupen använder en genredigeringsteknik som heter TALEN som Voytas hjälpte till att utveckla – och patenterade. I slutet av 1990-talet hade han varit en del av en liten grupp biologer som försökte ta sig förbi den första omgången av genetiskt modifierade växter, inte genom att lägga till hela gener, utan istället genom att använda skärande enzymer, kallade nukleaser, för att exakt skära av DNA-kedjan – livet instruktioner som finns i varje levande cell. För att göra Calyxts bönor använde Voytas sin teknologi för att inaktivera två gener.

Idag dominerar en annan genredigeringsteknik, CRISPR, rubrikerna, eftersom den är enkel att använda och billig. Men eftersom TALEN utvecklades två år tidigare än CRISPR, har tekniken avancerat ytterligare mot kommersiella grödor. Dessutom har andra växtbioteknikföretag bromsats av en pågående patentstrid om CRISPR, vilket gjorde det oklart vem av dem som skulle kunna använda den tekniken.

Spannmålsbehållare i Clark, South Dakota.

Under tiden, säger Calyxt, har de redan använt TALEN för att designa 19 växter och satsar på genredigering för att göra det till ett av de första små företagen att introducera en framgångsrik genetiskt modifierad gröda. Det säger att USDA redan har bekräftat att sex av dess växter inte kommer att regleras, inklusive, i september, en alfalfaväxt modifierad för att ha mindre lignin, vilket gör det lättare för kor och hästar att smälta. Företaget, som blev börsnoterat i juli, har hittills endast spenderat 47 miljoner dollar.

Fram till nu har varje framgångsrik GMO på marknaden haft som mål att öka avkastningen från varje hektar jordbruksmark. Marknadsföring av hälsosammare livsmedel gjorda av GMO har varit en större order. Men om genredigerade växter kan undvika stigmatiseringen av GMO, kan det förändras. Enligt Calyxts uppfattning skulle det öppna upp för värdefulla nya användningar av genteknik. Förutom sin sojaolja hävdar Calyxt att det har bytt veteplantor så att de kan malas till vitt mjöl med tre gånger så mycket fibrer som vanligt. Ett brödföretag kanske till och med kan hävda att hamburgerbullar hjälper till att förebygga cancer.

Under 2017 erkände USDA att växter med till och med djupgående genetiska förändringar helt kan undgå reglering.

Några av de mer radikala förändringar genredigering kan medföra var uppenbara dagen jag besökte Voytas på hans universitetslaboratorium. Han träffade sina elever, som ritade upp sina planer på en whiteboard. (Nu använder alla elever CRISPR.) En kvinna från Etiopien ville byta ut en lokal spannmålsplanta, teff, så att den står upprätt istället för att sjunka och tappa frön. En annan student undersökte hur man injicerar DNA i stamceller som finns i rötter och skott på växande växter. Vi kommer nästan till en punkt där vi kan skapa genomet för att göra den växten om du frågar 'Vad är den bästa oljegrödan?', säger Voytas.

Några betydande hinder kvarstår. Läkemedelsföretag som arbetar med genterapi har lärt sig att det är lättare att designa och tillverka DNA-strängar än att få in dem i en persons celler. Det är också sant för många växter, där leveransen av de genredigerande ingredienserna fortfarande är svår. Att förstå vilka gener som bör redigeras är ännu en vägspärr. Forskare vet mycket om hur oljor syntetiseras och varför frukt blir brun. Men listan över värdefulla växtegenskaper vars genetiska orsaker är både välkända och lätta att ändra försvinner snabbt efter det. Just nu är det en påse med egenskaper, säger Rebecca Bart, växtforskare vid Danforth Center i St. Louis. Vi måste fortfarande ha ganska betydande investeringar i upptäckter innan du kan manipulera dem med genredigering. Det måste gå i den ordningen.

Vad mer är, för egenskaper som är väl förstått är genredigering inte det enda sättet att skapa sådana växter - bara de nyaste. Till exempel kommer Calyxts sojabönor att möta konkurrens från bönor med liknande oljeinnehåll som redan finns på marknaden, inklusive en, som kallas Vistive Gold och säljs av Monsanto, som skapades via gammaldags GMO-teknik. Voytas erkänner att hans bönor inte är helt nya men säger att de kommer att vara ett användbart test av Calyxts snabba affärsmodell och ett sätt att bevisa för investerare att företaget kan tjäna pengar. Calyxt är det första växtgenredigeringsföretaget där ute och måste visa att det kan kommersialisera produkter, säger han. Fördelen är att få intäkter på kort sikt.

Vissa entreprenörer tror att genredigering kommer att ha en stor inverkan först när den kan förändra mängden mat som en hektar kan producera. Inom fastigheter är talesättet 'Location, location, location'. Tja, inom jordbruket är det 'Yield, yield, yield', säger Oliver Peoples, VD för Yield10, ett anläggningsföretag i Cambridge, Massachusetts.

Rapsväxter regenereras från individuella celler efter en omgång av genredigering.

Så Calyxt arbetar också med växter som kan öka mängden matbönder kan skörda, som en veteväxt som är resistent mot mjöldagg. Hittills har inget GMO-vete någonsin kommersialiserats, delvis för att vetets arvsmassa, som med många växter, ackumulerar extra DNA som en garderob som aldrig rensas ut. Faktum är att vete är hexaploid - dess celler har sex mestadels identiska kopior av varje kromosom. Det har gjort det enormt komplicerat att genmanipulera, men Voytas säger att med genredigering är det ganska enkelt. I en enda reaktion kan TALEN-verktygen söka upp och klippa alla sex kopior av vilken vetegen som helst som de vill ta bort.

GMO eller inte?

Utanför Penn Station, på Manhattan, förklarar en 10 våningar hög reklam för Ketel One, ett märke av vodka, att den är gjord av 100 % icke GMO-korn. På vilken stormarknad som helst är det lätt att hitta en mängd liknande påståenden, även för produkter som salt, som inte innehåller växtmaterial. Handla om 40 procent av amerikanska vuxna tror att mat gjord av GMO är mindre hälsosam att äta.

Sådana övertygelser är resultatet av stridande meddelanden från forskare, jordbrukslobbyer och ideella organisationer som Greenpeace som väcker tvivel om säkerheten för genetiskt modifierade organismer. Resultatet för den första generationen GMO har blivit ett globalt delat beslut. Medan GMO täcker miljontals hektar odlingsmark i USA, Brasilien, Argentina och Indien, har regeringar förbjudit odling av sådana växter genom stora delar av resten av världen, inklusive Frankrike, Tyskland, Kina och Ryssland.

Nu är frågan om genredigerade grödor kan undvika GMO-märkningen. I stort sett hävdar företag att dessa anläggningar bör vara oreglerade eftersom de skulle kunna har skapats genom konventionell avel. Beviset? I många fall skulle det inte finnas något sätt att skilja en genredigerad växt från en naturlig.

Redigera en gen gör att vete motstår mögel.

GMO-kritiker fruktar nu en flodvåg av frankenfood om sådana växter glider igenom reglerna, något som redan förekommer i USA. Anledningen till att genredigerade växter kan undantas från USDA-regler är att myndigheten använder en föråldrad 30-årig definition av en GMO som utlöses endast om en växt modifierats med hjälp av växtbakterier, som tidiga produkter var. Myndigheten, i januari 2017, erkände att växter med till och med djupgående genetiska förändringar helt kan undgå reglering beroende på hur de tillverkas. Sedan dess har ytterligare fyra genredigerade växter viftats fram, inklusive en salt- och torktolerant sojaböna som utvecklats av USDA själv, Calyxts alfalfaväxt, en typ av camelinagräs skapad av Yield10, och en hirsart med en fördröjd blomningstid. De försöker passa in en fyrkantig pinne i ett runt hål av gamla lagar som inte är avsedda att ta itu med dessa nya teknologier, säger Gregory Jaffe, som följer bioteknik vid Center for Science in the Public Interest, i Washington, D.C.

Relaterad berättelse

Läs Nästa

Vad som saknas är alltså tillräckligt med granskning av om växterna kan skada insekter, sprida sina genetiska förbättringar till vilda kusiner eller skapa superogräs som de som är resistenta mot Roundup. Företag rådgör vanligtvis med U.S. Food and Drug Administration för att bekräfta att deras växter är säkra att äta. Men den processen är frivillig. Jaydee Hanson, senior policyanalytiker vid Center for Food Safety, som främjar ekologisk odling, tycker att företag har varit kloka i att börja med enkla, till och med obskyra, produkter. Allmänheten har inte haft en chans att säga 'Vänta lite', säger han. När vi går in i mer komplicerad genredigering kommer det att dyka upp fler frågor. Och vi kunde se samma typ av bakslag som vi sett tidigare.

Frågan om GMO eller ej kommer att bli en global fråga. Livsmedelstillsynsmyndigheter måste besluta om butiksförpackningar behöver avslöja närvaron av genredigerade växter. Vissa ekologiska föreningar har redan sagt att sådana växter inte kan bära den märkningen och resonerar att de verkligen är GMO. EU-domstolen kommer under tiden att väga in frågan i Europa, där forskare har hävdat att genredigering helt enkelt är en avancerad form av avel. Motståndarna räknar med att Europa klassificerar växterna som GMO, ett beslut som skulle hindra teknikens spridning.

Det skulle vara tråkigt om motståndarna vann, sa Voytas till mig. Vi var på hans kontor och studenter passerade utanför hans fönster och väntade på att få en chans att granska sina planer för genredigering med honom. Även studenter, noterade han, kan nu redigera växter. I någon mening, sa han, tror jag att anden är ur flaskan.

Dölj