Mitä eroa on viljalajikkeella, jonka perimään ihminen on siirtänyt vieraiden lajien geenejä, ja lajikkeella, jonka omaa DNA:ta ihminen on hienovaraisesti muokannut?
Tätä kysymystä on pohdittu nyt viisi vuotta – siitä asti, kun kasvinjalostuksessa otettiin käyttöön geenisakset.
Geenisakset eli CRSIPR-Cas-menetelmä mahdollistaa geenien muokkaamisen: geenisaksilla voi poistaa ja lisätä solun DNA-jaksoja. Solussa oleva kohdegeeni voidaan saksiessa katkaista helposti entsyymillä, joka on suunnattu juuri tähän kohteeseen.
Tätä geenieditoinniksi kutsuttua menetelmää pidetään mullistavana ihmisen perinnöllisten sairauksien hoidossa. Sitä käytetään myös kasvinjalostuksessa.
– Kasvinjalostuksen osalta puhumme nimenomaan sellaisista saksieditoinneista, joita voi syntyä myös luonnossa. Ja syntyykin: löydämme ne yhdeltä 10 hehtaarin ohrapellolta, jossa on noin miljardi jyvää, joista jokainen kantaa muutamaa luonnollista muutosta, sanoo kasvinjalostustieteen professori Teemu Teeri Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisestä tiedekunnasta.
Juuri nyt sekä kansalaiset että lainsäätäjät haluavat ymmärtää, liittyykö uuden geeniteknologian avulla jalostettuihin kasveihin terveydellisiä ja ympäristöriskejä.
Lainsäätäjän näkökulmasta geenieditointi aiheuttaa haasteita, koska geenieditoitua kasvia ei pysty erottamaan luonnollisesti syntyneestä mutaatiosta.
– Lainsäätäjän näkökulmasta geenieditointi aiheuttaa haasteita, koska geenieditoitua kasvia ei pysty erottamaan luonnollisesti syntyneestä mutaatiosta, Teeri toteaa.
Teeri on toinen eduskunnan tulevaisuusvaliokunnalle kesällä 2018 luovutetun kasvinjalostuksen uusia menetelmiä käsittelevän raportin laatijoista. Hän tuntee kasvien geneettisen muuntelun historian, ja kertoo, miksi EU otti hänen mielestään väärän kannan päättäessään kesällä 2018, että geenieditoituihin kasveihin suhtaudutaan lainsäädännössä samoin kuin geenisiirrolla jalostettuihin lajikkeisiin.
Kaikki alkoi kasvien kesyttämisestä
Viljelijöitä on aina kiinnostanut, miten ruokakasvista saadaan entistä parempi sato ja mitkä lajikkeet kestävät ankaria luonnonolosuhteita. Ihmiset ovatkin jalostaneet kasveja yhtä kauan kuin maata on viljelty.
Ensimmäiset periytyvät muutokset ruokakasveihin tapahtuivat kasvien domestikaation eli niin sanotun kesyttämisen seurauksena. Tällainen muutos oli esimerkiksi siementen varisemattomuus kasvista, jolloin viljelijä pystyi keräämään siemenet talteen jatkoa varten. Muutos tapahtui tiedostamatta, kun vain varisemattomat jyvät päätyivät viljelijän laariin ja muodostivat seuraavan sukupolven.
Miten on mahdollista, että kasvin geenit taipuvat tällä tavoin ihmisen tarpeisiin?
– Kasvin kesyyntyminen villimuodosta ihmiselle paremmin sopivaan muotoon tapahtuu luontoon sopeutumisen kustannuksella. Sen seurauksena viljelykasvi on vähitellen täysin riippuvainen viljelijästä, Teeri toteaa.
Toisin sanoen kasvi sopeutuu, koska se saa hyvän hoidon viljelijältä ja sen jälkikasvu taatun menestyksen.
Seuraava askel jalostuksessa oli risteytysvalinta. Siinä parhaat yksilöt risteytetään keskenään ja jatkoon valitaan vielä vanhempansakin ylittävät yksilöt. Tämä lähestymistapa on suhteellisen hidas ja karsii geenejä kasvien perimästä.
Jos lajikkeeseen tarvitaan uusia geenejä, niitä saadaan risteyttämällä esimerkiksi maatiaislajikkeista. Vaikka risteytys-valinta on menetelmänä hidas, sillä on saatu hyviä tuloksia ja se on edelleen eniten käytetty jalostusmenetelmä.
Geeninsiirto mullisti jalostuksen 1980-luvulla
Kasvinjalostuksessa tapahtui suuri tieteellinen läpimurto 1980-luvulla. Geeninsiirtotekniikan avulla opittiin siirtämään geenejä eliöstä toiseen, mikä mullisti muun muassa lääketieteen alaa. Ensimmäisen kerran historiassa ihminen pystyi kehittämään organismeja, jollaisia luonnonvalinta ei koskaan tuottaisi. Siirtogeenisiä eliöitä kutsutaan geneettisesti muunnelluiksi organismeiksi (GMO).
Kasvien lajikejalostuksessa geeninsiirtotekniikka otettiin käyttöön 1990-luvulla, ja se oli käänteentekevä perinteisen kasvinjalostuksen periaatteille. Muutoksen myötä kasveihin pystyttiin siirtämään jopa eläinten tai mikrobien geenejä.
Tämän vuoksi GM-jalostus on herättänyt paljon keskustelua ja vastustusta. Teeri pitää menetelmää turvallisena.
– Yli 25 vuoden kokemuksen jälkeen voidaan jo vankalta pohjalta sanoa, että GM-jalostuksessa ei itse teknologiaan liity sen suurempia riskejä kuin perinteiseenkään jalostukseen, hän sanoo. Perusteellisen riskinarvioinnin takia GM-elintarvikkeita voidaan pitää jopa tavanomaisia turvallisempina.
Tällä hetkellä eniten viljellyissä siirtogeenisissä viljelykasveissa on nimenomaan bakteeriperäisiä geenejä. Niillä on mahdollista saada kasveille parempi kestävyys tuhohyönteisiä ja rikkakasvihävitteitä vastaan.
Geeninsiirron myötä kasvit pystyvät esimerkiksi torjumaan hyönteisiä ilman kemikaaleja. Tällöin kasviin on siirretty Bacillus thuringiensis -bakteerin geeni, joka tuottaa tuholaishyönteisten toukkien suolessa vaikuttavaa proteiinia. Tällaisia hyönteisiä torjuvia GM-kasveja ovat maissi, soija, puuvilla ja rapsi, joiden yhteinen viljelyala on globaalisti noin 100 miljoonaa hehtaaria.
Luonnollista geenimuuntelua?
Uusimmassa innovaatiossa eli geenisaksilla tehtävässä geenieditoinnissa on Teerin mukaan kyse luonnollisen kaltaisesta geenimuuntelusta. Useimmissa tapauksissa editoinnilla siis tuotetaan geenimuotoja, joita voi periaatteessa löytää myös luonnosta – geenisaksilla synnytettävät mutaatiot vain suunnitellaan etukäteen laboratoriossa.
Geenien toimintaan vaikutetaan valinnan keinoin myös perinteisemmillä kasvinjalostuksen menetelmillä, mutta se on hidasta.
Yksi esimerkki on rapsi- ja rypsiöljyn jalostus tavalla, jossa kasveista on poistettu niiden ihmiselle haitalliset ainesosat valitsemalla yksilöitä, jotka eivät näitä ainesosia tuota. Nyt geenisakset mahdollistavat saman asian toteuttamisen nopeasti ja suoraan parhaisiin viljelylajikkeisiin.
Usein GM-vapaus nähdään harhaanjohtavasti takeena tuotteen ”luonnollisuudesta”. Tässä unohtuu, että perinteisesti jalostetut viljelylajikkeet ovat nekin kaukana luonnollisista.
Perinteinen kasvinjalostus koetaan usein ”luonnollisena” ja laboratoriossa tapahtuva sen vastakohtana.
— Usein GM-vapaus nähdään harhaanjohtavasti takeena tuotteen ”luonnollisuudesta”. Tässä unohtuu, että perinteisesti jalostetut viljelylajikkeet ovat nekin kaukana luonnollisista, sanoo Teeri.
Teeri muistuttaa, että perinteinenkään jalostus ei ole ollenkaan riskitöntä. Esimerkiksi peruna- ja sellerilajikkeita on jouduttu poistamaan markkinoilta, kun ne ovat sisältäneet liian suuria määriä haitallisia kemiallisia ainesosia.
Eri menetelmin jalostettujen kasvilajikkeiden luonnollisuuden määrittelemisestä tekee hankalaa myös se, että vaikka geenisaksilla editoitujen lajikkeiden kehittämisessä käytetään biotekniikkaa, niissä lopputulos ei sisällä vieraita geenejä, kuten siirtogeenisissä lajikkeissa.
Painaako lainsäätäjä kaasua vai jarrua?
EU:n tuomioistuin päätti heinäkuussa 2018, että geenieditoidut lajikkeet tulkitaan lainsäädännössä GM-lajikkeiksi. Päätös tarkoittaa, että niiltä edellytetään EU:ssa samanlaista riskinarviointia kuin siirtogeenisiltä lajikkeilta.
Kanta oli tiedeyhteisölle suuri pettymys. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että eurooppalaiset kasvinjalostajat eivät voi soveltaa geenisaksimenetelmää. Väestön kasvaessa ja ilmaston muuttuessa kasvinjalostuksen haasteet ovat suuria. Siksi uusien jalostusmenetelmien jarruttaminen on Teerin mukaan vahingollinen päätös.
– Geeninsiirtoa ja geenieditointia tarvitaan, jotta kasveihin saadaan lisää perinnöllistä muuntelua, jonka perusteella valintajalostus voi edetä. Kasvinjalostuksessa ollaan kuin Herttakuningattaren kyydissä, on juostava täyttä vauhtia pysyäksemme paikoillaan tuholaisten ja tautien torjunnassa. Uusia vastustuskykyyn vaikuttavia geenejä tarvitaan koko ajan, kun taudinaiheuttajat murtavat vanhat, Teeri valaisee.
Muuttuva ilmasto tuo omat haasteensa ja edellyttää stressinsiedon kehittämistä viljelykasveilla. Kuluneen kesän kaltaisten poikkeavien kasvuolosuhteiden ennustetaan yleistyvän.
Samaan aikaan Yhdysvalloissa geenieditointi on päätetty lukea perinteisen kasvinjalostuksen piiriin. Käytännössä Euroopan markkinoille siis tulee Yhdysvalloista lajikkeita, jotka ovat uuden lainsäädännön myötä EU:ssa ”laittomia”, mutta joita ei millään keinoin voi sellaisiksi osoittaa.
– Eurooppalaiset kasvinjalostajat tulevat epäilemättä ja tietämättään käyttämään kiellettyjä geenieditoituja kasveja omissa risteytysohjelmissaan luodessaan uusia lajikkeita eurooppalaisille pelloille, arvelee Teeri.
– On huono periaate säätää lakeja, joita ei voida valvoa.
Alkuperäinen julkaisu:
Geeniteknologia, Eduskunnan tulevaisuusvaliokunnan julkaisu 2/2018, Kasvinjalostuksen uudet menetelmät, Anneli Ritala, VTT Teemu Teeri, Helsingin yliopisto
Lisätietoja:
EU:n GMO-laki (englanniksi)
Linkkejä uutisointiin geenieditoinnista ja siihen liittyvästä lainsäädännöstä 7/2018:
Nature: CRISPR plants now subject to tough GM laws in European Union
Phys.org: EU top court rules new breeding techniques count as GMOs