Meghatározás

A géntechnológia vagy génmódosítás a genetika olyan területe, amely egy szervezet DNS-ét változtatja meg bizonyos gének megváltoztatásával vagy cseréjével. A mezőgazdaságban, az iparban, a vegyiparban, a gyógyszeriparban és az orvostudományban alkalmazott géntechnológia számtalan más lehetőség mellett alkalmazható sörélesztők, rákterápiák, valamint genetikailag módosított növények és haszonállatok előállítására. Az egyetlen kritérium, hogy a módosított termék olyan élő szervezet legyen – vagy egykor volt -, amely DNS-t tartalmaz.

Géntechnológiai példák

A géntechnológia példáit ágazatonként soroljuk fel ebben a cikkben, ahol minden ágazat más-más céllal alkalmazza a DNS-módosítást. Mivel az emberi genom 20 000-25 000 gént tartalmaz, és mivel ezek a gének néhány száz bázispártól több mint 2 millióig terjedhetnek, a géntechnológia alkalmazási köre óriási. Ugyanakkor rengeteg etikai kérdés merül fel azzal kapcsolatban, hogy meddig mehet el ez a fajta kutatás, és milyen alkalmazások elfogadhatóak.

Kémiai ipar

A vegyipar akkor alkalmaz géntechnológiát, amikor módosított élő mikroorganizmusokat állít elő a vegyipari termeléshez. Nem lehet genetikailag módosítani egy olyan vegyi anyagot vagy anyagot, mint egy sav vagy egy acélrúd – ezek nem tartalmaznak DNS-t. Azonban például a savtermelő baktériumok genetikailag módosíthatók.

A természetes kémiai vegyületek elengedhetetlenek az élet létezéséhez. Ezeket az évek során mesterséges (szintetikus) másolatokkal utánozták. A géntechnológia egyik példája a mai vegyiparban a proteáz nevű enzim. A proteáz-technológia a mosószergyártásban a génmódosítás alapja.

A proteázok minden élő szervezetben megtalálható enzimek; funkciójuk az észter- és peptidkötések lebontásának katalizálása (felgyorsítása), amelyek számos mosószerfoltban megtalálhatóak. A proteáz gének adják a sejteknek a sejteken belüli proteáz termelés (fehérjeszintézis) gyártási utasításait. E gének manipulálásával megváltoztathatjuk a proteáz végső formáját és néhány tulajdonságát.

A korábbi mosószerek nem rendelkeztek géntechnológiai hozzáféréssel, de a kutatók már akkor is képesek voltak a proteázok módosítására a legjobb törzsek kiválasztásával és előállításával. A géntechnológia segítségével ezeket az enzimeket tovább lehet fejleszteni a még fehérebb fehérség érdekében. Miután dekódolták a proteázok termelésének génjét, lehetővé vált annak kivonása és módosítása. Számos olyan módosítást végeztek, amelyek például különböző pH-értékek és vízhőmérséklet mellett javítják a folteltávolítási eredményeket.

Más géntechnológiai példák a vegyiparban a környezetet kevésbé károsító szennyvízkezelés. Ennek során számos olyan baktériumtípus génjeit módosítják, amelyek úgy emésztik meg a hulladékot, hogy nem hagynak maguk után hasonlóan káros melléktermékeket. Egy másik példa a biológiailag lebomló műanyagok előállítása genetikailag módosított cianobaktériumtörzsek felhasználásával.

Növénytermesztés

A növénytermesztéssel kapcsolatos géntechnológiai példákat gyakran használják arra, hogy miért ne vásároljuk vagy együk meg őket; azonban a növekvő népesség, amelynek nincs ideje, helye vagy gyakran tudása arra, hogy otthon termeljen, azt jelenti, hogy hatékonyabban kell használnunk a mezőgazdasági területeket. Ugyanakkor fontos, hogy ne csökkentsük a természetes élőhelyeket világszerte. A genetikailag módosított (GM) növények megoldást jelentenek a kisebb földterületen elérhető nagyobb terméshozam formájában. A növények géntechnológiai módosítása a betegségekkel szembeni ellenálló képesség növelésére, a rost- és tápanyagtartalom növelésére vagy a terméshozam növelésére összpontosít – lehetőleg mindhárom kombinációjára. Ha minden szükséges ásványi anyagot és vitamint be tudunk szerezni egy olyan szuperparadicsomból, amely nagyon gyorsan nő, nem igényel növényvédő szereket vagy műtrágyát, és még aszályos körülmények között is megterem, akkor a génmódosított növények témája hirtelen valóban nagyon vonzónak tűnik.

A génmódosított növények népszerűtlenségét a közvélemény sok negatív megjegyzése okozta; sok génmódosított növény – még ha legálisan termesztik is – nem talál elég nagy piacot. Ez azt jelenti, hogy a gazdák ritkán akarják vállalni a termesztésük pénzügyi kockázatát.

Nincs tudományos bizonyíték arra, hogy egy génmódosított növény veszélyes lenne a fogyasztásra egy nem génmódosított növényhez képest, de a géntechnológia meglehetősen új, és nem tudjuk biztosan megmondani, hogy a hosszú távú hatások károsak-e az emberekre vagy az őket fogyasztó állatokra (amelyeket aztán esetleg a hamburgerünkbe eszünk). Az Európai Unióban (EU) legálisan termesztett egyetlen génmódosított növény a MON 810-es kukorica. Ennek a kukoricának a termesztését az EU-ban is betilthatják a jövőben. Az USA-ban a szövetségi törvények szigorúak a GM-tesztek tekintetében, de a GM-növények termesztése, értékesítése és fogyasztása legális.

Livestock

A géntechnológiai példák az állattenyésztésben mindig meg kell említeni egy Food and Drug Administration korlátozást, amelyet nemrég feloldottak. A génmódosított lazac ikrájának behozatala, értékesítése és tenyésztése korábban tilos volt az Egyesült Államokban, bár ez nem azért volt, mert attól tartottak, hogy e halak fogyasztása veszélyes lehet az egészségünkre – a tilalom a címkézési törvények miatt volt. Ezt a tilalmat mostanra feloldották.

Az AquaAdvantage lazacban a tudósok a kínai lazac és a meglehetősen csúnya óceáni fattyú (alább) génjeit kombinálták, hogy egy folyamatosan növő lazacot hozzanak létre (a lazac általában szezonálisan növekszik), amely kevesebb kalóriát használ és igényel, mint a vadon élő vagy tenyésztett alternatívák. A vállalat húsz éven át tesztelte ezt az új élelmiszerforrást; a génmódosított lazac felhasználása elleni érveket általában arra alapozzák, hogy húsz év nem túl hosszú az átlagos emberi élettartamban.

Míg a génmódosított marhahúst nehéz megtalálni, még mindig lehetséges, hogy az Ön pecsenyéje egyszer génmódosított takarmányt evett. Az is lehet, hogy – amikor még élt – genetikailag módosított rekombináns szarvasmarha növekedési hormont (rBGH) fecskendeztek bele. Ezt a hormont a tejelő teheneknek is befecskendezik. Jelentések szerint az rBGH-val kezelt tehenek tejében magasabb az IGF-1 szintje, egy olyan hormon, amely a jelek szerint növeli a mell-, prosztata-, vastagbél- és tüdőrák kockázatát az emberekben. Ez csak az egyik oka annak, hogy a géntechnológiával módosított termékek miért olyan ellentmondásosak. A tanulmányok azonban azt is kimutatták, hogy a GM-takarmányok használata növeli az állatok egészségi szintjét, és gyakran azt jelenti, hogy a gazdáknak nem kell antibiotikumokat és hormonokat injektálniuk az állatállományukba – mivel ezek a vegyi anyagok bekerülhetnek a jószágot fogyasztó vagy a tejüket fogyasztó emberek véráramába, ez kétszeresen is pozitív eredmény lehet. A zsűri még nem döntött.

A génmódosított csirke (még) nem kapható a helyi szupermarketben, de a génmódosított takarmányokkal etetett csirkéket gyakran így jelölik. Tehát a különböző genetikailag módosított növények megemésztett maradványai és nem egy genetikailag módosított madár sül a sütőben.

A genetikailag módosított csirketojást a természetes kémiai vegyületek jövőbeli forrásaként tanulmányozzák. A nőstény csirkéket genetikailag úgy lehet módosítani, hogy olyan tojásokat termeljenek, amelyek nagyobb mennyiségben tartalmaznak bizonyos fehérjéket. Ezeket a fehérjéket általában gyógyszeripari gyógyszerek gyártási folyamataiban használják. A jövő gyógyszerárai sokkal megfizethetőbbek lehetnek a génmódosítási technológiának köszönhetően.

Rákterápia

A géntechnológiai példák a rákterápiában már most nagyon pozitív eredményeket mutatnak. A tyúktojás itt is megjelenik. A géntechnológia ezen területén olyan bakteriális géneket módosítanak, amelyek bizonyos fehérjéket termelnek. Ezek a fehérjék – talán hallottál már a nagyon sokat tanulmányozott Cas9 fehérjéről – olyan antitesteket képeznek, amelyek segítenek elpusztítani a vírusokat. Ez a fajta fehérje támogatja azt a mechanizmust is, amely az emberekben az immunválaszt riasztja. Mivel ezt a választ a rákos sejtek gyakran elnyomják, a Cas9 segíthet a szervezetnek a rák felismerésében, majd leküzdésében. A Cas9-et már tanulmányozzák és kipróbálják olyan genetikai rendellenességek esetében, mint a sarlósejtes betegség és a cisztás fibrózis.

Erkölcsi betegségek

A géntechnológiának köszönhetően az emberi betegségek és rendellenességek a múlté lehetnek – csak egy probléma van, az emberi embriók kutatási célú etikai felhasználása.

Az embriológiai géntechnológia egyes országokban legális, és ezeket az országokat sok kritika éri. De amikor He Jiankui megszerkesztette az ikerembriók génjeit, majd beültette őket egy nőbe, aki megszülte ezeket a genetikailag módosított gyermekeket, a világ megőrült, és Jiankuit később bebörtönözték. Nemcsak a géntechnológia hosszú távú hatásai ismeretlenek, de a változások átragadhatnak a következő generációkra, vagy tovább változhatnak az evolúció természetes kontrollja nélkül. Azok számára, akik hisznek abban, hogy az élet a fogantatáskor kezdődik, vagy akik az embriót élő, tudatos személynek tekintik, még több etikai érv szól.

Az in vitro megtermékenyítésen (IVF) átesett szülők közül sokaknak felajánlják a beültetés előtti genetikai diagnosztika (PGD) lehetőségét. Ez a megtermékenyített petesejt DNS-ét ellenőrzi, mielőtt azt beültetnék a méhbe. A cél az esetleges genetikai mutációk felkutatása. A szülők eldobhatják a “hibás” petesejteket. Sokan úgy vélik, hogy ez nagyon helytelen, mivel nem állapodtunk meg abban, hogy mi számít nemkívánatos mutációnak. Egy olyan genetikai hiba, amely vetélést okoz, talán elfogadható lenne. De mi a helyzet a nemmel, az örökletes mentális betegséggel, a szemszínnel? Az elmúlt években Indiában több termékenységi klinikát is feljelentettek, mert például férfi utódokat ígértek a pároknak. Ez nem a géntechnológia példája, de sok csoport attól tart, hogy bizonyos fiziológiai döntések ellenőrzés nélkül bekerülhetnek a géntechnológiába. Ma az embereken végzett génmódosítás gyakorlatilag ugyanazokat az etikai érveket követi, mint az abortusz.

A géntechnológia előnyei és hátrányai

A géntechnológia előnyei és hátrányai egyáltalán nem egyértelműek. Az emberi génmódosítás területén személyes meggyőződésünk befolyásolja, hogyan fejlődik és halad előre ez a technológia. Azokban az országokban, ahol a törvények szerint az emberi élet a 24. héten kezdődik, nagyobb valószínűséggel fogadják el a nem kihordott embriók géntechnológiáját. Ez az etikai kérdés része az úgynevezett magzati személyiség érvének, és ez a fő oka annak, hogy az embereken végzett géntechnológia olyan nagy ellenállásba ütközik.

A mezőgazdasági környezetben a lakosság félelmei a géntechnológiával módosított élelmiszerek fogyasztásának hosszú távú hatásaival kapcsolatosak. Ezek a félelmek meggátolják a gazdákat a módosított növények termesztésében, mivel nem biztos, hogy el tudják adni azokat, és sok országban törvénytelen a termesztésük. A személyes kérdések gyakran vélemények; a tényleges előnyök és hátrányok a hosszú távú tudományos kutatások eredményeit érintik. Sajnos a génszerkesztés új technológia, és nincsenek olyan adataink, amelyek néhány évnél hosszabb időre vonatkoznának – pláne semmi, ami egy vagy több generáció életére vonatkozna.

Pros

A génszerkesztés előnyeit azzal kell kezdeni, hogy e téma révén sokkal többet tudunk meg a saját génjeinkről és más élőlények génjeiről. A géntechnológiának köszönhetjük, hogy megtudjuk, hogyan működik a DNS-t tartalmazó szervezetek teljes skálája – a baktériumoktól az emberig.

A géntechnológia friss és váratlan ismereteket adott nekünk, amelyekből megtudhatjuk, hogyan alakulnak ki bizonyos betegségek. A terület olyan célzott terápiákat is biztosított, amelyek meggyógyíthatják vagy legalábbis enyhíthetik ezeket a betegségeket. Nemcsak a gyógyszerek hatása, hanem olcsóbb előállításuk is – mint a génmódosított csirketojás esetében – hatékonyabbá tehető e technológia révén.

A világ növekvő népességének és a mezőgazdasági területek és a természetes élőhelyek nagyon instabil arányának fenntartása iránti igény kombinációja vezetett a génmódosított növények kifejlesztéséhez. Ezeket a növényeket úgy tervezték, hogy nagyobb legyen a terméshozamuk, kevesebb tápanyagot használjanak fel a termesztéshez, és kevesebb területet vagy kevesebb vegyszert (gyomirtó és növényvédő szereket) igényeljenek. A tudósok még az ízt, a tápértéket, a színeket és a formákat is javítani tudják.

Génmódosított baktériumok segítségével bioüzemanyagot állítanak elő génmódosított növényekből. A bioüzemanyagok csökkentik a fosszilis tüzelőanyag-szennyezés hatásait. A cianobaktériumok segítenek a biológiailag lebomló műanyagok előállításában, más génmódosított mikroorganizmusok pedig lebontják a hulladékunkat. A génmódosítás szorosan kapcsolódik ökológiánkhoz és jövőnkhöz.

És kevesebbet használunk a Föld erőforrásaiból, ha az állatállományunk gyorsabban növekszik. Amikor a húsmarhák két vagy három év helyett egy év alatt nőnek teljes méretűvé, az két évet jelent minden egyes állat szénlábnyomából. Amikor a szarvasmarha génjeit módosítják a betegségek elleni küzdelem érdekében, a tejünk és húsunk kevesebb antibiotikum- és hormonmaradványt tartalmaz. A géntechnológia kisebb nyomást jelent, hogy fontos, eltűnőben lévő természetes ökoszisztémákat élelmiszertermelő gyárakká alakítsanak át.

Hátrányok

A hátrányok főként azon alapulnak, hogy nincsenek hosszú távú tanulmányok a géntechnológia hatásairól, mind egy szervezetre, mind az azt fogyasztó szervezetekre vonatkozóan. Talán még a vele együtt élőkre is. Mint minden új, de potenciálisan káros technológia esetében, egyszerűen nincs elég adatunk.

A másik tényező az, hogy bár megfejtettük az emberi genomot, mégsem tudunk mindent, amit kellene az emberi test minden funkciójáról. Például a bélmikrobiom egészen új keletű, forró téma. A tudósok ma már elfogadják, hogy a bélben lévő baktériumok közvetlenül befolyásolják az agyat – ami tíz évvel ezelőtt még ritkán volt így. De hogy az agy neurotranszmitterei pontosan hogyan lépnek kölcsönhatásba az emésztőrendszerben lévő vegyi anyagokkal, az még mindig rejtély. Az ilyen példák azt jelentik, hogy sokan amellett érvelnek, hogy ne próbáljunk megjavítani valamit, ha nem tudjuk pontosan, hogyan működik, nem tudjuk, milyen hosszú távú hatásai lesznek, vagy nem tudjuk, hogy egyáltalán elromlott-e.

Az akadályok között persze vannak más akadályok is. Mielőtt megtudnánk, hogy a géntechnológia biztonságosan megszüntethet-e örökre egy végzetes rendellenességet, ki kell találnunk, hogy helyes-e megváltoztatni az embriók DNS-ét, hagyni őket növekedni és megszületni, majd kutatni az életüket a születésüktől az öregkorukig (és talán a gyerekeiket és unokáikat is), hogy megbizonyosodjunk arról, hogy az új gyógymód biztonságos.

Bibliográfia