Definition

Genteknik eller genetisk modifiering är ett område inom genetiken som förändrar en organisms DNA genom att ändra eller ersätta specifika gener. Genteknik används inom jordbruks-, industri-, kemikalie-, läkemedels- och medicinska sektorer och kan tillämpas på produktion av bryggjäst, cancerbehandlingar och genetiskt modifierade grödor och boskap, bland otaliga andra alternativ. Det enda kriteriet är att den modifierade produkten är – eller en gång var – en levande organism som innehåller DNA.

Genmanipulationsexempel

Exempel på genmanipulation listas efter sektor i den här artikeln, där varje sektor tillämpar DNA-modifiering med ett annat mål. Eftersom det mänskliga genomet innehåller mellan 20 000 och 25 000 gener och eftersom dessa gener kan sträcka sig från bara några hundra baspar till över 2 miljoner, är omfattningen av genteknik enorm. Det finns dock många etiska frågor som rör hur långt denna typ av forskning bör gå och vilka tillämpningar som är acceptabla.

Kemisk industri

Kemisk industri använder genteknik när den framställer modifierade levande mikroorganismer för kemisk produktion. Det är inte möjligt att genetiskt modifiera en kemikalie eller ett material som en syra eller en stålstång – de innehåller inte DNA; däremot kan till exempel bakterier som producerar syra modifieras genetiskt.

Naturliga kemiska föreningar är nödvändiga för livets existens. Dessa har under årens lopp efterliknats av konstgjorda (syntetiska) kopior. Ett exempel på genteknik i dagens kemiska industri är ett enzym som kallas proteas. Proteasteknik är grunden för genetisk modifiering vid tillverkning av tvättmedel.

Proteaser är enzymer som finns i alla levande organismer; deras funktion är att katalysera (påskynda) nedbrytningen av ester- och peptidbindningar som finns i många typer av tvättfläckar. Proteasgener ger cellerna tillverkningsinstruktioner för proteasproduktion inne i cellen (proteinsyntes). Genom att manipulera dessa gener kan vi ändra proteasets slutliga form och vissa av dess egenskaper.

Förre tvättmedel hade inte tillgång till genteknik, men även då kunde forskarna modifiera proteaser genom att välja ut och producera de bästa stammarna. Med hjälp av genteknik kan dessa enzymer förbättras ytterligare för att få ännu vitare vita hudar. När genen för proteasproduktion hade avkodats var det möjligt att extrahera och modifiera den. Många modifieringar har gjorts som förbättrar de fläckborttagande resultaten vid till exempel varierande pH- och vattentemperaturer.

Andra genmodifieringsexempel inom den kemiska industrin är bland annat mindre miljöskadlig hantering av avloppsvatten. Det handlar om att modifiera generna hos de många typer av bakterier som smälter avfall utan att de lämnar efter sig lika skadliga biprodukter. Ett annat exempel är tillverkning av biologiskt nedbrytbar plast med hjälp av genetiskt modifierade stammar av cyanobakterier.

Grödproduktion

Genetiska exempel på produktion av grödor används ofta för att tala om för oss varför vi inte ska köpa eller äta dem, men en växande befolkning som inte har tid, utrymme och ofta inte heller kunskap för att producera grödor hemma innebär att vi måste använda vår jordbruksmark på ett mer effektivt sätt. Samtidigt är det viktigt att inte minska de naturliga livsmiljöerna runt om i världen. Genetiskt modifierade (GM) grödor är ett svar i form av ökad avkastning på en mindre yta. Genetisk modifiering av en gröda är inriktad på ökad motståndskraft mot sjukdomar, ökat fiber- och näringsinnehåll eller ökad avkastning – helst en kombination av alla tre. Om vi kan få alla mineraler och vitaminer vi behöver från en supertomat som växer mycket snabbt utan att behöva bekämpningsmedel eller gödningsmedel, och som till och med växer under torra förhållanden, då ser ämnet genmodifierade grödor plötsligt mycket attraktivt ut.

En hel del negativa kommentarer från allmänheten har lett till att genmodifierade grödor är impopulära; många genmodifierade grödor – även om de odlas lagligt – kan inte hitta en tillräckligt stor marknad. Detta innebär att jordbrukare sällan vill ta den ekonomiska risken att odla dem.

Det finns inga vetenskapliga bevis för att en genmodifierad gröda är farlig att äta i jämförelse med en icke genmodifierad gröda, men gentekniken är ganska ny och vi kan inte med säkerhet säga om de långsiktiga effekterna är skadliga för människor eller de djur som äter dem (som vi sedan kanske äter i våra hamburgare). Den enda genmodifierade grödan som odlas lagligt i Europeiska unionen (EU) är MON 810-majs. Produktionen av denna majs i EU kan också komma att förbjudas i framtiden. Den federala lagen i USA är sträng när det gäller testning av genmodifierade grödor, men produktion, försäljning och konsumtion av genmodifierade grödor är laglig.

Besättning av boskap

Exempel på genteknik inom boskapsuppfödning bör alltid nämna en begränsning från Food and Drug Administration som nyligen har upphävts. Import, försäljning och uppfödning av genmodifierade laxägg var tidigare förbjudet i USA, även om detta inte berodde på rädsla för att det skulle vara farligt för vår hälsa att äta dessa fiskar – förbudet berodde på lagar om märkning. Detta förbud har nu hävts.

I AquaAdvantage lax kombinerade forskarna generna från chinooklax och den ganska fula havskräftan (nedan) för att framställa en kontinuerligt växande lax (lax växer vanligtvis säsongsmässigt) som använder och kräver färre kalorier än vilda eller odlade alternativ. Företaget har ägnat tjugo år åt att testa denna nya livsmedelskälla; argumenten mot användningen av genmodifierad lax brukar baseras på det faktum att tjugo år inte är särskilt lång tid i människans genomsnittliga livslängd.

Men även om genmodifierat nötkött är svårt att hitta är det fortfarande möjligt att din grytstek en gång har ätit genmodifierat foder. Den kan också – när den levde – ha injicerats med genetiskt modifierat rekombinant bovint tillväxthormon (rBGH). Detta hormon injiceras också i mjölkkor. Det har rapporterats att mjölk från rBGH-behandlade kor innehåller högre nivåer av IGF-1, ett hormon som verkar öka risken för bröst-, prostata-, tjocktarms- och lungcancer hos människor. Detta är bara en av anledningarna till att genmodifierade produkter är så kontroversiella. Men studier har också visat att användningen av genmodifierat foder ökar hälsan hos djuren och ofta innebär att jordbrukarna inte behöver injicera antibiotika och hormoner i sina djur – eftersom dessa kemikalier kan passera in i blodomloppet hos de människor som äter djuren eller dricker deras mjölk, kan detta vara ett dubbelt positivt resultat. Juryn är fortfarande inte klar.

GM-kyckling finns inte att köpa i din lokala stormarknad (ännu), men kycklingar som utfodrats med genmodifierat foder är ofta märkta som sådana. Det är alltså de smälta resterna av olika genetiskt modifierade grödor och inte en genetiskt modifierad fågel som steker i ugnen.

Genetiskt modifierade kycklingägg studeras som en framtida källa till naturliga kemiska föreningar. Hönshonor kan genmodifieras så att de producerar ägg som innehåller större mängder av vissa proteiner. Dessa proteiner används ofta i tillverkningsprocesserna för farmaceutiska läkemedel. Framtida läkemedelspriser kan bli mycket mer överkomliga tack vare tekniken för genetisk modifiering.

Cancerterapi

Exempel på genetisk ingenjörskonst inom cancerterapi har redan börjat visa mycket positiva resultat. Hönsägget dyker också upp här. Inom detta område av genteknik modifieras bakteriegener som producerar särskilda proteiner. Dessa proteiner – ni kanske har hört talas om det mycket studerade Cas9-proteinet – bildar antikroppar som hjälper till att förstöra virus. Denna typ av protein stöder också en mekanism som larmar immunförsvaret hos människor. Eftersom detta svar ofta undertrycks av cancerceller kan Cas9 kanske hjälpa kroppen att känna igen och sedan bekämpa cancer. Cas9 studeras och prövas redan för genetiska sjukdomar som sicklecellsjukdom och cystisk fibros.

Härdiska sjukdomar

Härdiska sjukdomar och störningar kan komma att bli ett minne blott tack vare gentekniken – det finns bara ett problem, nämligen den etiska användningen av mänskliga embryon i forskningssyfte.

Embryologisk genteknik är laglig i vissa länder och dessa länder får mycket kritik. Men när He Jiankui redigerade generna i tvillingembryon och sedan lät implantera dem i en kvinna som födde dessa genetiskt modifierade barn, blev världen galen och Jiankui fängslades därefter. Det är inte bara så att de långsiktiga effekterna av genteknik är okända, utan eventuella förändringar kan även föras vidare till efterföljande generationer eller fortsätta att förändras utan den naturliga kontroll som evolutionen utgör. För personer som anser att livet börjar vid befruktningen eller som betraktar ett embryo som en levande, medveten person finns det ännu fler etiska argument.

Många föräldrar som genomgår processen med in vitro-befruktning (IVF) erbjuds möjligheten till preimplantatorisk genetisk diagnostik (PGD). Detta kontrollerar det befruktade äggets DNA innan det sätts in i livmodern. Syftet är att källsortera eventuella genetiska mutationer. Föräldrarna har rätt att kasta ”felaktiga” ägg. Många anser att detta är mycket fel eftersom vi inte har kommit överens om vad som anses vara en oönskad mutation. Ett genetiskt fel som orsakar missfall skulle kanske vara acceptabelt. Men hur är det med kön, ärftlig psykisk sjukdom, ögonfärg? Under de senaste åren har flera fertilitetskliniker i Indien blivit utpekade för att de till exempel lovat manlig avkomma till par. Detta är inte ett exempel på genteknik, men många grupper fruktar att vissa fysiologiska val kan komma att hamna i genteknik utan att kontrolleras. Idag följer genmodifiering av människor praktiskt taget samma etiska argument som abort.

För- och nackdelar med genteknik

För- och nackdelarna med genteknik är inte alls entydiga. När det gäller genetisk modifiering av människor påverkar våra personliga övertygelser hur denna teknik kommer att utvecklas och gå framåt. I länder där lagen föreskriver att det mänskliga livet börjar vid vecka 24 är det mer sannolikt att genteknik av embryon som inte har burits till liv accepteras. Denna etiska fråga är en del av det som kallas argumentet om fostrets personlighet och är den främsta anledningen till att genteknik på människor möter så mycket motstånd.

I en jordbrukssammanhang handlar allmänhetens farhågor om de långsiktiga effekterna av att äta genetiskt modifierade livsmedel. Dessa farhågor hindrar jordbrukare från att producera modifierade grödor eftersom de kanske inte kan sälja dem och det i många länder är olagligt att odla dem. Personliga frågor är ofta åsikter; de verkliga för- och nackdelarna rör resultaten av långsiktig vetenskaplig forskning. Tyvärr är genomredigering en ny teknik och vi har inga uppgifter som täcker mer än några år – och definitivt inga som täcker en eller flera generationers livstid.

Pros

Genomredigeringens proffs bör börja med det faktum att detta ämne har gjort det möjligt för oss att lära oss så mycket mer om våra gener och om generna hos andra organismer. Det är tack vare gentekniken som vi lär oss hur hela skalan av DNA-innehållande organismer – från bakterier till människor – fungerar.

Gentekniken har gett oss ny och oväntad kunskap som berättar hur vissa sjukdomar utvecklas. Området har också gett oss riktade terapier som kan bota eller åtminstone lindra dessa sjukdomar. Inte bara läkemedels verkan utan även deras billigare produktion – som i fallet med genmodifierade kycklingägg – kan effektiviseras genom denna teknik.

Kombinationen av en växande världsbefolkning och behovet av att upprätthålla ett mycket instabilt förhållande mellan jordbruksmark och naturliga livsmiljöer har lett till utvecklingen av genetiskt modifierade grödor. Dessa grödor är utformade för att ge större avkastning, använda mindre näringsämnen för att växa och kräva mindre areal eller färre kemikalier (herbicider och bekämpningsmedel). Forskarna kan till och med förbättra smak, näringsvärden, färger och former.

Genetiskt modifierade bakterier hjälper till att framställa biobränslen från genetiskt modifierade grödor. Biobränslen minskar effekterna av föroreningar från fossila bränslen. Cyanobakterier hjälper oss att producera biologiskt nedbrytbar plast och andra genetiskt modifierade mikroorganismer bryter ner vårt avfall. Genetisk modifiering är starkt kopplad till vår ekologi och framtid.

Och vi använder mindre av jordens resurser när vår boskap växer snabbare. När nötkreatur växer till full storlek på ett år i stället för två eller tre år är det två år av varje djurs koldioxidavtryck. När nötkreaturens gener modifieras för att bekämpa sjukdomar innehåller vår mjölk och vårt kött mindre antibiotika- och hormonrester. Genteknik innebär mindre tryck på att förvandla viktiga, försvinnande naturliga ekosystem till fabriker för livsmedelsproduktion.

Minster

Minsterna grundar sig främst på bristen på långtidsstudier av genteknikens effekter, både på en organism och på de organismer som äter den. Kanske till och med de som lever tillsammans med den. Som med all ny men potentiellt skadlig teknik har vi helt enkelt inte tillräckligt med data.

En annan faktor är att även om vi har avkodat det mänskliga genomet vet vi inte allt vi behöver veta om varje funktion i människokroppen. T.ex. är tarmmikrobiomet ett ganska nytt hett ämne. Forskarna accepterar nu att bakterier i tarmen direkt påverkar hjärnan – vilket sällan var fallet för tio år sedan. Men exakt hur hjärnans neurotransmittorer interagerar med kemikalier i mag-tarmkanalen är fortfarande ett mysterium. Exempel som detta gör att många människor hävdar att vi inte ska försöka åtgärda något om vi inte vet exakt hur det fungerar, vet vilka de långsiktiga effekterna kommer att bli eller vet om det faktiskt är trasigt från början.

Det finns förstås andra hinder. Innan vi vet om genteknik säkert kan eliminera en dödlig sjukdom för alltid måste vi ta reda på om det är rätt att ändra embryons DNA, låta dem växa och födas och sedan undersöka deras liv från födsel till ålderdom (och kanske även deras barn och barnbarn) så att vi kan försäkra oss om att det nya botemedlet är säkert.

Bibliografi