Genetik Modifikasyon Nedir?

Genetik modifikasyon, bir organizmanın genetik yapısını değiştirme sürecidir . Bu, bitki ve hayvanların kontrollü veya seçici olarak yetiştirilmesiyle binlerce yıldır dolaylı olarak yapılmıştır. Modern biyoteknoloji, genetik mühendisliği yoluyla organizmanın daha hassas bir şekilde değiştirilmesi için belirli bir geni hedeflemeyi daha kolay ve daha hızlı hale getirdi.

“Değiştirilmiş” ve “tasarlanmış” terimleri, genellikle genetik olarak değiştirilmiş veya “GDO” gıdaların etiketlenmesi bağlamında birbirinin yerine kullanılır. Biyoteknoloji alanında GDO, genetiği değiştirilmiş organizma anlamına gelirken, gıda endüstrisinde bu terim, yalnızca kasıtlı olarak tasarlanmış ve seçici olarak yetiştirilmemiş organizmaları ifade eder. Bu tutarsızlık tüketiciler arasında kafa karışıklığına yol açar ve bu nedenle ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) , gıda için genetik olarak tasarlanmış (GE) terimini tercih eder .

Kısa bir genetik modifikasyon tarihi

Harvard Üniversitesi’nde bir halk sağlığı bilimcisi olan Gabriel Rangel’in bir makalesine göre, genetik modifikasyon, insanların seçici olarak organizmaları üreterek genetiği etkilediği zamanlara kadar uzanıyor . Birkaç nesil boyunca tekrarlandığında, bu süreç türlerde dramatik değişikliklere yol açar.

Rangel’a göre, köpekler muhtemelen genetik olarak kasıtlı olarak değiştirilen ilk hayvanlardı ve bu çabanın başlangıcı yaklaşık 32.000 yıl öncesine dayanıyordu. Vahşi kurtlar, köpeklerin evcilleştirildiği ve uysallığı arttırmak için yetiştirildiği Doğu Asya’daki avcı-toplayıcı atalarımıza katıldı. Binlerce yıl boyunca insanlar, istenen farklı kişilik ve fiziksel özelliklere sahip köpekler yetiştirdiler ve sonunda bugün gördüğümüz çok çeşitli köpeklere yol açtı.

Bilinen en eski genetiği değiştirilmiş bitki buğdaydır. Journal of Traditional and Complementary Medicine’de yayınlanan 2015 tarihli bir makaleye göre, bu değerli mahsulün Orta Doğu ve Kuzey Afrika’da Bereketli Hilal olarak bilinen bölgede ortaya çıktığı düşünülüyor . Eski çiftçiler, daha büyük tahıllara ve daha sert tohumlara sahip evcilleştirilmiş çeşitler yaratmak için MÖ 9000’lerden başlayarak seçici olarak buğday otları yetiştirdiler. MÖ 8000 yılına gelindiğinde, evcilleştirilmiş buğday ekimi Avrupa ve Asya’ya yayıldı. Buğdayın devam eden seçici ıslahı, bugün yetiştirilen binlerce çeşitle sonuçlandı.

Mısır , son birkaç bin yılda en dramatik genetik değişikliklerden bazılarını da yaşadı. Temel mahsul, teosinte olarak bilinen bir bitkiden, sadece birkaç çekirdek taşıyan küçük kulaklara sahip yabani bir ottan elde edildi. Zamanla, çiftçiler çekirdeklerle dolu büyük kulaklara sahip mısır oluşturmak için teosinte otlarını seçici olarak yetiştirdiler.

Rangel’a göre, bu mahsullerin ötesinde, muz , elma ve domates de dahil olmak üzere bugün yediğimiz ürünlerin çoğu, birkaç nesil seçici ıslahtan geçti.

Bir organizmadan diğerine bir rekombinant DNA parçasını (rDNA) özel olarak kesip aktaran teknoloji, 1973’te sırasıyla California Üniversitesi, San Francisco ve Stanford Üniversitesi araştırmacıları Herbert Boyer ve Stanley Cohen tarafından geliştirildi. Çift, bir bakteri türünden diğerine bir parça DNA aktardı ve değiştirilmiş bakterilerde antibiyotik direnci sağladı. Ertesi yıl, iki Amerikalı moleküler biyolog, Beatrice Mintz ve Rudolf Jaenisch, genetik mühendisliği tekniklerini kullanarak hayvanları genetik olarak değiştirmek için ilk deneyde fare embriyolarına yabancı genetik materyal getirdi.

Araştırmacılar ayrıca ilaç olarak kullanılacak bakterileri de modifiye ediyorlardı. Rangel’a göre 1982’de insan insülini, genetik olarak tasarlanmış E. coli bakterilerinden sentezlendi ve FDA tarafından onaylanan ilk genetik olarak tasarlanmış insan ilacı oldu.

Bugün bildiğimiz mısır, teosinte, küçük kulaklı ve sadece birkaç çekirdekli yabani otlardan elde edildi. (Resim kredisi: Shutterstock)

Genetiği ile oynanmış gıda

Ohio Eyalet Üniversitesi’ne göre, mahsulleri genetik olarak değiştirmenin dört ana yöntemi vardır:

• Yapay şeçilim: Belirli özelliklere sahip yavrular üretmek için iki bitki türü tanıtılır ve yetiştirilir. 10.000 ila 300.000 arasında gen etkilenebilir. Bu, en eski genetik modifikasyon yöntemidir ve tipik olarak GDO gıda kategorisine dahil edilmez.
• Mutagenez: Bitki tohumları, organizmaları mutasyona uğratmak için kasıtlı olarak kimyasallara veya radyasyona maruz bırakılır. Arzu edilen özelliklere sahip yavrular tutulur ve daha fazla yetiştirilir. Mutagenez de tipik olarak GDO gıda kategorisine dahil değildir.
• RNA interferansı: Bitkilerdeki bireysel istenmeyen genler, istenmeyen özelliklerin ortadan kaldırılması için inaktive edilir.
• Transgenik: İstenilen bir özelliği katmak için bir türden bir gen alınır ve diğerine implante edilir.

Listelenen son iki yöntem, genetik mühendisliği türleri olarak kabul edilir. FDA’ya göre, günümüzde bazı mahsuller, mahsul verimini, böcek hasarına karşı direnci ve bitki hastalıklarına karşı bağışıklığı iyileştirmek ve ayrıca besin değerini artırmak için genetik mühendisliğinden geçmiştir . Piyasada bunlara genetiği değiştirilmiş veya GDO’lu ürünler deniyor.

Georgia’daki Oxford College of Emory Üniversitesi’nde mahsul bilimcisi Nitya Jacob, ” GDO’lu mahsuller , tarımsal sorunları çözmede çok fazla umut vaat ediyordu” dedi.

ABD’de yetiştirilmesi için onaylanan ilk genetiği değiştirilmiş ürün, 1994 yılında Flavr Savr domatesidir. (ABD’de yetiştirilebilmesi için, genetiği değiştirilmiş gıdaların hem Çevre Koruma Ajansı (EPA) hem de FDA tarafından kabul edilmesi gerekir.) Yeni domates, domatesin toplanır toplanmaz yumuşamaya başlamasına neden olan genin etkisiz hale getirilmesi sayesinde daha uzun bir raf ömrüne sahipti. Kaliforniya Üniversitesi Tarım ve Doğal Kaynaklar Bölümü’ne göre, domatesin aromasının artacağı da vaat edildi .

Günümüzde pamuk, mısır ve soya fasulyesi ABD’de yetiştirilen en yaygın ürünlerdir FDA’ya göre soya fasulyesinin yaklaşık yüzde 93’ü ve mısır ekinlerinin yüzde 88’i genetik olarak değiştirilmiştir. Bu tür modifiye edilmiş pamuk gibi birçok GMO bitkileri, uygun önemli ölçüde yeraltı ve çevreyi kirletebilecek pestisit ihtiyacını azaltarak böceklere karşı dayanıklı olacak şekilde dizayn edilmiş olan U . S . D Tarım Bakanlığı (USDA) .

Son yıllarda, GDO’lu ürünlerin yaygın şekilde yetiştirilmesi giderek daha tartışmalı hale geldi.

Jacob, “Bir endişe GDO’ların çevre üzerindeki etkisidir” dedi. “Örneğin, GDO’lu mahsullerden elde edilen polenler, GDO’suz mahsullerin tarlalarına ve yabancı ot popülasyonlarına sürüklenebilir, bu da GDO’lu olmayanların çapraz tozlaşma nedeniyle GDO özellikleri edinmesine yol açabilir.”

Jacob, bir avuç büyük biyoteknoloji şirketinin GDO ürün endüstrisini tekelleştirdiğini ve bireysel, küçük ölçekli çiftçilerin geçimini zorlaştırdığını söyledi. USDA, bazı çiftçilerin işten çıkarılabileceğini, ancak biyoteknoloji şirketleriyle çalışanlar, artan ürün verimi ve azalan pestisit maliyetlerinin ekonomik faydalarından yararlanabileceğini söyledi.

Consumer Reports , The New York Times ve The Mellman Group tarafından yapılan anketlere göre, GDO’lu gıdaların etiketlenmesi ABD’deki insanların çoğunluğu için önemlidir . GDO etiketlemesinden yana olan insanlar, tüketicilerin genetiği değiştirilmiş gıdaları satın almak isteyip istemediklerine karar verebilmeleri gerektiğine inanıyor.

Ancak Jacob, GDO’ların insan sağlığı için tehlikeli olduğuna dair net bir bilimsel kanıt olmadığını söyledi

Hayvanları ve insanları genetik olarak değiştirmek

Günümüzde çiftlik hayvanları, büyüme oranını ve kas kütlesini iyileştirmek ve hastalıklara karşı direnci teşvik etmek için genellikle seçici olarak yetiştirilmektedir. Örneğin, Journal of Anatomy’de yayınlanan 2010 tarihli bir makaleye göre, et için yetiştirilen belirli tavuk türleri, 1960’larda olduğundan yüzde 300 daha hızlı büyüyecek şekilde yetiştirildi . Şu anda, ABD’de piyasada bulunan tavuk veya sığır eti dahil hiçbir hayvansal ürün genetik olarak tasarlanmamaktadır ve bu nedenle hiçbiri GDO veya GE gıda ürünleri olarak sınıflandırılmamaktadır.

Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsüne göre, son birkaç on yıldır araştırmacılar, biyoteknolojinin bir gün insan hastalıklarının tedavisinde ve insanlarda doku hasarının onarılmasında yardımcı olabileceği yolları belirlemek için laboratuvar hayvanlarını genetik olarak değiştiriyorlar . Bu teknolojinin en yeni biçimlerinden biri CRISPR (“daha net” olarak telaffuz edilir) olarak adlandırılır.

Teknoloji, bakteriyel bağışıklık sisteminin CRISPR bölgelerini ve Cas9 enzimlerini bir bakteri hücresine giren yabancı DNA’yı etkisiz hale getirmek için kullanma yeteneğine dayanmaktadır. Kaliforniya’daki Scripps Koleji’nde biyoloji profesörü olan Gretchen Edwalds-Gilbert, aynı tekniğin bilim adamlarının modifikasyon için belirli bir geni veya gen grubunu hedeflemesini mümkün kıldığını söyledi.

Araştırmacılar, kansere çare aramak ve bir kişide gelecekteki hastalıklara yol açabilecek tek DNA parçalarını bulmak ve düzenlemek için CRISPR teknolojisini kullanıyor . Edwalds-Gilbert, kök hücre terapisinin, inme veya kalp krizi gibi hasarlı dokunun yenilenmesinde genetik mühendisliğinden de yararlanabileceğini söyledi.

Oldukça tartışmalı bir çalışmada, en az bir araştırmacı, CRISPR teknolojisini bazı hastalıkların potansiyelini ortadan kaldırmak amacıyla insan embriyoları üzerinde test ettiğini iddia ediyor . Bu bilim adamı, sert bir incelemeyle karşı karşıya kaldı ve bir süredir kendi memleketi Çin’de ev hapsinde tutuldu .

Ahlaki ikilem

Teknoloji mevcut olabilir, ancak bilim adamları insanlarda genetik modifikasyon çalışmaları yapmalı mı? Scripps Koleji’nde felsefe profesörü olan Rivka Weinberg, duruma göre değişir, dedi.

Weinberg, “[Yeni] bir teknoloji gibi bir şey söz konusu olduğunda, bunun amacı ve farklı kullanımları hakkında düşünmeniz gerekir,” dedi.

Genetik mühendisliğinden yararlanan tedavilere yönelik tıbbi denemelerin çoğu, rıza gösteren hastalar üzerinde gerçekleştirilir. Bununla birlikte, bir fetüste genetik mühendisliği başka bir hikaye.

Weinberg, “İnsan denekler üzerinde rızaları olmadan deney yapmak, doğası gereği sorunludur” dedi. “Sadece riskler değil, [aynı zamanda] riskler de planlanmıyor. Neyi riske attığımızı bile bilmiyoruz.”

Weinberg, yeni nesil teknoloji mevcut olsaydı ve güvenli olduğu gösterilseydi, insanlarda test edilmesine yönelik itirazların asgari düzeyde olacağını söyledi. Ama durum bu değil.

Weinberg, “Tüm bu deneysel teknolojilerdeki en büyük sorun deneysel olmalarıdır” dedi. “İnsanların embriyolar üzerinde CRISPR teknolojisini kullanan Çinli bilim adamlarından bu kadar korkmasının ana nedenlerinden biri, deneylerin bu kadar erken bir aşaması olmasıdır. Genetik mühendisliği değil. Siz sadece onlar üzerinde deney yapıyorsunuz.”

Genetik mühendisliği savunucularının büyük çoğunluğu, teknolojinin henüz insanlar üzerinde test edilmeye hazır olmadığının farkında ve sürecin iyi bir şekilde kullanılacağını belirtiyor. Jacob, genetik modifikasyonun amacının “her zaman şu anda insan toplumunun karşı karşıya olduğu sorunları çözmek olduğunu” söyledi.