Karvės, duodančios pieną su moters pieno proteinais, arba ryžiai, pakeisiantys kraujo donorus, – naujausi laimėjimai genetikos srityje skamba išties fantasmagoriškai.

Lapkričio pradžioje Kinijos Vuhano universiteto mokslininkai paskelbė sugebėję genetiškai modifikuoti įprastus ryžius taip, kad šie savo sėklose gamintų vieną svarbiausių proteinų žmogaus organizmui – albuminą. Dabar ši medžiaga išgaunama iš donorų kraujo plazmos – žmogaus serumas albuminas yra atsakingas už mineralų ir hormonų „transportavimą“ žmogaus kūne, toksinų šalinimą bei kraujo spaudimo reguliavimą.
Pasak tyrimus atlikusio Vuhano universiteto mokslininko Daichango Yango, pasaulyje kasmet prireikia daugiau nei 500 tonų albumino. Jį iki šiol buvo galima pasigaminti iš donorų paaukotos kraujo plazmos, kurios nuolatos trūksta. Iš ryžių gaunamas žmogaus serumas albuminas užkirstų kelią plisti per kraują perduodamoms ligoms – ši rizika visado išlieka, naudojant donorų kraują.
Kinijos mokslininkai, sėkmingus bandymus kol kas atlikę su žiurkėmis, jokių neigiamų pasekmių nepastebėjo, bet tik sėkmingi bandymai su žmonėms galės patvirtinti, ar genetiškai modifikuoti ryžiai taps išsigelbėjimu daugybei kraujo pritrūkusių pacientų. Daktaras D.Yangas tikisi priversti ryžius gaminti ir kitus žmogui gyvybiškai svarbius proteinus, pavyzdžiui, hemoglobiną ar insuliną.
Kita Kinijos mokslininkų grupė iš Žemės ūkio universiteto pavasarį pranešė, kad, genetiškai modifikavus 300 karvių bandą, jos duoda pieno, kuriame esama proteinų, įprastai randamų tik moters piene. Vienas šių proteinų, laktoferinas, yra atsakingas už imuninių ląstelių gamybą kūdikio organizme, o kita medžiaga, lisozimas, turi antimikrobinių savybių. Žinoma, tai nereiškia, kad jau rytoj parduotuvėse bus galima nusipirkti tokio pieno, tačiau, pasak mokslininkų grupės vadovo profesoriaus Ningo Li, tikėtina, kad po dešimties metų toks pagerintas pienas bus pakankamai išbandytas ir jo atsiras rinkoje.
Šie du neseni atradimai – išties egzotiški ir kontroversiški genų inžinerijos panaudojimo būdai, tačiau žemės ūkyje jau senokai naudojami genetiškai modifikuoti organizmai (GMO), pavyzdžiui, augalai, pasižymintys geresniu atsparumu kenkėjams, šalčiui, sausrai, bet kartu teikiantys gausesnį ir maistingesnį derlių. Nauji laimėjimai genetikos srityje verčia mokslininkus vis giliau skverbtis į šią tyrimų sritį, tad įdomu sužinoti, kokie nauji horizontai atsiveria bei su kokiomis dilemomis susiduria šiuolaikiniai genų inžinieriai.

Genetika reformuoja žemės ūkį

Genetinė modifikacija reiškia tam tikrų organizmo genų įterpimą arba pašalinimą. Mokslininkai tam dažniausiai panaudoja bakterijas, įterpdami genetinę informaciją į augalų ląsteles, arba virusus, įterpdami genus į gyvūnų ląsteles. Pirmą kartą toks eksperimentas atliktas 1973 m., kai į neseniai liūdnai pagarsėjusią E.coli bakteriją buvo įterptas salmonelės genas. Netrukus vienas genetinės inžinerijos pionierių profesorius Herbertas Boyeris įsteigė pirmą komercinę įmonę „Genentech“, kurioje 1978 m. pradėtos kurti E.coli bakterijos, galinčios gaminti svarbų žmogaus proteiną – insuliną.
Devintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje daugiausiai genetikos inžinierių dėmesio sulaukė žemės ūkis – natūralu, kad pirmieji eksperimentai buvo atliekami su augalais. Pirmuoju GMO, oficialiai leistu naudoti žemės ūkyje, tapo žmogaus pakeista P.syringae bakterijos atmaina, neleidžianti formuotis ledo kristalams ant ja nupurkštų augalų, pavyzdžiui, braškių, paviršiaus. Taip derlius apsaugomas nuo nedidelių šalnų, kurios anksčiau ūkininkams pridarydavo nemažai nuostolių.
Vis dėlto plačiau genetinė augalų inžinerija pradėta naudoti tik paskutinio praėjusio amžiaus dešimtmečio viduryje JAV ir Kanadoje. GMO ir šiandien labiausiai paplitę už Atlanto – tarkim, 2010 m. 93 proc. JAV užauginamos medvilnės bei sojų pupelių ir 86 proc. kukurūzų sudarė genetiškai modifikuoti augalai. Dažniausiai į grūdinių kultūrų genofondą įterpiama genetinė informacija, kuri augalams suteikia savybių, apsaugančių nuo kenkėjų.
Daugiausiai genetiškai modifikuotų augalų šiandien išveda didžiulė tarptautinė korporacija „Monsanto“, kuri visus savo produktus yra užpatentavusi. Tad su autorystės teisių problemomis šiandien susiduria ir ūkininkai. Laimei, „Monsanto“ patentų galiojimas artėja prie pabaigos – jau po kelerių metų tokius patobulintus augalus galės auginti visi norintieji.
O štai šiemet nemažai dėmesio sulaukė žymaus genetiko Johno Craigo Venterio idėja genetiškai modifikuoti dumblius, kad šie maitintųsi anglies dvideginiu bei saulės šviesa ir „išspjautų“ angliavandenius, iš kurių būtų galima gaminti degalus. Toks planas skambėtų nerealiai, jei apie jį kalbėtų kas nors kitas, tačiau J.C.Venteris 2001 m. tapo vienu pirmųjų mokslininkų, sudariusių žmogaus genomo žemėlapį, o praėjusiais metais jis įpūtė gyvybę dirbtinei ląstelei. 2009 m. J.C.Venterio bendrovė „Synthetic Genomics“ gavo 300 mln. dolerių finansavimą iš naftos perdirbimo milžinės „ExxonMobil“ tyrimams, kaip galima būtų genetiškai pakeisti dumblius, kad šie gamintų biodegalus, atlikti.
„Tam, kad visus JAV transportui naudojamus degalus pakeistume iš kukurūzų išgaunamu bioetanoliu, prireiktų trijų šalies teritorijų ploto. Tačiau tam naudojant dumblius pakaktų ploto, kuris prilygtų Merilando valstijai“, – projekto tikroviškumą argumentuoja J.C.Venteris.
Šiandien genetinė inžinerija jau neapsiriboja tik bakterijomis, dumbliais ir augalais – vis dažniau GMO tampa ir gyvūnai. Jau 1999 m. Kanados mokslininkai užaugino genetiškai pakeistų kiaulių rūšį – Enviropig. Šis naminis gyvūnas „draugiškesnis“ aplinkai, mat jo išmatose yra nuo 30 iki 70 proc. mažiau fosforo. Tačiau tik 2010 m. atsakingos Kanados institucijos leido auginti šios rūšies kiaules, tiesa, su griežtais apribojimais.
O 2009 m. JAV maisto ir vaistų administracija (Food and Drug Administration) patvirtino leidimą auginti genetiškai modifikuotas ožkas, duodančias pieną su antitrombinu – proteinu, kuris neleidžia kraujagyslėse susidaryti kraujo krešuliams.
Atliekant bandymus gyvulininkystės srityje taip pat stengiamasi „išjungti“ tam tikrus genus, kad naminiai gyvūnai nesirgtų pavojingomis ligomis. Štai, pavyzdžiui, JAV bendrovės „Hematech“ mokslininkai bando pašalinti galvijų geną, nuo kurio, manoma, priklauso tikimybė susirgti karvių pasiutlige. Panašūs tyrimai atliekami ir su naminių vištų genofondu – stengiamasi pašalinti genus, kurie atsakingi už tikimybę paukščiams užsikrėsti pastaraisiais metais paniką keliančia gripo atmaina.
Vis dėlto dažniausiai genetika pasitelkiama, norint užauginti riebesnius gyvūnus, sunaudojant mažiau pašaro. Pastaruoju metu daugiausiai dėmesio sulaukė žuvininkystės sritis ir bendrovės „AquaBounty“ išvesta genetiškai modifikuotų lašišų veislė. Į visų pamėgtų Atlanto lašišų genofondą įterpiamas šaltesniuose vandenyse gyvenančios giminingos lašišos genas, atsakingas už augimą, – dėl to fermose auginamos žuvys dabar užauga vos ne dvigubai didesnės.

Didžiausios baimės dėl GMO

Nepaisant aiškiai suvokiamos GMO teikiamos naudos, visuomenė į genetiškai modifikuotus organizmus žiūri įtariai, o dauguma aplinkosaugininkų nuolatos reiškia abejones dėl genetiškai modifikuotų organizmų poveikio žmogaus sveikatai bei pasaulio ekosistemai. Juk iš tiesų tai, ką evoliucija atliko per milijonus metų, šiandien žmogus gali pakeisti per kelis mėnesius. Todėl gana sunku numatyti, koks gali būti GMO poveikis.
Viena didžiausių baimių – genetiškai pakeisto maisto poveikis žmogaus organizmui. Baiminamasi, kad maisto produktai iš genetiškai modifikuotų augalų ar gyvūnų kai kuriems žmonėms gali sukelti alergiją, mat į jų genofondą įterpti genai gali gaminti alerginę reakciją sukeliančius proteinus. Taip pat yra rizika, kad GMO gali gaminti tam tikrus toksinus, kenkiančius žmogaus sveikatai. Be to, dažnai pasitelkiamas argumentas, kad genetiškai pakeisto maisto poveikis gali pasireikšti tik kitoms kartoms. Nors mokslinėje spaudoje pasirodė keletas gąsdinančių straipsnių apie neva įrodytą neigiamą įtaką GMO šertų žiurkėnų palikuonims, tikslių tą patvirtinančių duomenų vis dar nėra.
Taip pat negalima atmesti tikimybės, kad GMO nesusikryžmins su nepakeistais tais pačiais organizmais, – iš tokios sąjungos kilę hibridai galėtų sukelti rimtą galvos skausmą žmonijai.
Kita bėda – gamtos sugebėjimas prisitaikyti prie pakitusių sąlygų. Tarkim, vienos JAV auginamos genetiškai patobulintos veislės kukurūzai gamina natūralų pesticidą, kuris naikina kenkėją – kukurūzinį ugniuką. Tačiau šiandien mokslininkai pastebi, kad vabzdys ilgainiui išsiugdė atsparumą šiam toksinui.
Tiesa, Lietuvoje baimintis GMO kol kas neverta – Europos Sąjungos įstatymai yra vieni griežčiausių genetiškai pakeistų augalų, gyvūnų ir tokios kilmės maisto atžvilgiu. Beje, JAV taip pat pradėjo griežčiau prižiūrėti GMO naudojimą ir auginimą. Tačiau tikroji genetikos revoliucija bręsta besivystančiose šalyse ir ypač Azijoje – ten reikalavimai ne tokie griežti, o pigesnio ir kokybiškesnio maisto poreikis daug didesnis. Tarkim, vargingesnėse valstybėse ypač paklausūs vadinamieji auksiniai ryžiai, jie yra genetiškai pakeisti taip, kad gamintų beta karoteną, kurio trūksta vietiniams gyventojams.