Genteknologi: mat og miljø

Av Anne Ingeborg Myhr, avdelingsleder bioteknologi og sirkulær økonomi, NORCE

Bærekraftig matproduksjon

Genteknologi er i dag en viktig del av moderne bioteknologi og brukes blant annet i grunnforskning samt mer anvendt forskning. En viktig forskningsretning er genmodifisering hvor gener fra for eksempel en bakterie settes inn i planter eller dyr (transgener); at en overfører gener fra nært relaterte arter eller samme art (cisgener), eller endrer direkte et gen i en organisme. Endringer i et gen kan også gjøres slik at effekten er kortvarig og ikke arvelig, ved for eksempel å bruke poding av planter og RNA interferens i planter (for eksempel med hensikt å påvirke skadeinsekter negativt). Med ny genredigeringsteknologi som CRISPR kan en både endre og modifisere gener mer effektivt og billigere enn tidligere. I rapporter fra internasjonale organisasjoner som FNs organisasjon for ernæring og landbruk (FAO) vises det til at genredigering kan være et av flere verktøy for å løse utfordringer ved sykdomsbekjempelse, mattrygghet og klimaendringer i matproduksjon, og dermed være med å fremme et bærekraftig matproduksjon.

Den norske genteknologiloven er unik ved at den har fem kriterier (miljø, helse, etikk, samfunnsnytte, og bærekraft) som skal vurderes før en eventuell godkjenning av en GMO. Bærekraft, samfunnsnytte og etisk forsvarlighet sees på sammen og viser til et ansvar også hos forskere og organisasjoner som ønsker å utvikle GMOer. For forskning og bruk av GMO i laboratorier og i lukkede omgivelser, kreves det godkjenning av sikkerhet for å unngå at GMOen slippes ut i miljøet og for å beskytte de som arbeider med dem. Vurdering av bærekraft, samfunnsnytte og etisk forsvarlighet er knyttet til mer anvendt forskning hvor en søker å utvikle et produkt som skal brukes i mat, fôr, eller legemidler, eller som skal settes ut i miljøet for å løse utfordringer der. I Norge er det til nå kun genmodifiserte nelliker og en olje fra en gemodifisert raps som er godkjente for salg. Nellikene har fått endret farge slik at de finnes i ulike lilla varianter, og antas å ikke ha noen risiko for helse og miljø. Oljen som er godkjent er modifisert til å ha høyere nivå av omega-3 og er tenkt brukt i fôr til oppdrettslaks. I den norske befolkningen har det vært stor skepsis til helse- og miljømessige risikoer ved GMOer, men dette ser ut til å være endret, og holdninger er nå mer knyttet til hvordan teknologien brukes og hva den skal løse, for eksempel så er en mer positiv hvis teknologien brukes til å redusere klimaavtrykk og for å bedre dyrevelferd. Nye teknologier som CRISPR kan anvendes for å utvikle planter og dyr som er bedre tilpasset norske forhold som for eksempel steril laks og poteter som tåler tørråte bedre.

Bærekraft og miljørisiko er nært knyttet sammen. Dette påvirker hvordan en skal gjøre gode risikovurderinger i forskning. En risikovurdering ser på mulige konsekvenser som vil kunne påvirkes av en rekke varierende klima- og miljøparametere og vurderer risiko og usikkerhet. Samtidig reiser forskning på effekter ved GM-mikroorganismer, -planter og -dyr en rekke mer grunnleggende spørsmål, som: Hvilke forskningsmetoder skal vi bruke for å identifisere risiko? Hvilke standarder skal vi anvende ved vurdering av risiko fra GM-planter? Skal en sammenligne med tradisjonelt landbruk, eller ønsker vi å bruke økologisk landbruk som standard? Forskjellige standarder vil kunne gi oss forskjellige svar. Dette reiser forskningsetiske spørsmål relatert til hvordan en håndterer usikkerhet om risiko. (Se også Risiko og usikkerhet, og Forskningsetiske retningslinjer for naturvitenskap og teknologi).

Ved siden av vurderinger knyttet til risiko for miljø og helse, innebærer kravet om bærekraft at en skal vurdere om produktet en utvikler er med på å fremme sosial og økonomisk bærekraft. Samfunnsansvarlig forskning på bruk av genredigering og GMO krever derfor at en inkluderer norske industriaktører, organisasjoner og representanter fra samfunnet for å diskutere hva de viktigste utfordringene vi må løse er, om genteknologi er et verktøy som kan bidra, samt hvordan en kan arbeide sammen for å finne de beste løsningene. Slike initiativ må være bevist på forskninsgetiske utfordringer knyttet til interessekonflikter og uavhengighet for å få til reelt samarbeid og samskaping

Mikroorganismer og genteknologi

I Norge brukes mikroorganismer i forskning og innovasjonsprosjekter i laboratorier. De brukes blant annet som verter for oppkonsentrering og videre analyse av interessante molekyler som finnes via bioprospektering. Målet kan typisk være å finne nye legemidler, stoffer som kan benyttes i kjemisk industri eller tilsetningsstoffer til mat. For kommersiell produksjon benyttes ofte genmodifiserte organismer for produksjon av molekylet en har funnet, da det ikke er lønnsomt eller bærekraftig å høste molekylene direkte fra naturen.

Mikroorganismer brukes også innen forskning på nye, eller mer effektive vaksiner (se Legemiddelutprøving). Et eksempel her er to av Covid-19-vaksinene som var basert på et genmodifisert virus. Mikroorganismer brukes også i industrielle prosesser. Et eksempel er fermentering, hvor bakterier og gjærceller omdanner sukker, gass og restavfall til nye kjemikalier, enzymer og bio-produkter som proteiner og fettsyrer som kan brukes i mat og fôr. Dette foregår også inne i laboratorier eller lukkede produksjonshaller med krav til HMS og biosikkerhet for å unngå at mikroorganismene, som ofte er genmodifiserte, slipper ut til miljøet. Det arbeides også med å modifisere mikroorganismer slik at de kan bli mer effektive til å rense opp forurensing (bioremediering) fra gruver og oljeindustri. Disse brukes foreløpig ikke i naturen, da en er usikker på hvilken risiko utslipp av slike organismer innebærer (se risiko og usikkerhet). Se syntetisk biologi for mer om avansert bruk av genteknologi.

Insekter og gendrivere

Med klimaendringer forventes det at nye insektsbårne sykdommer vil spres til nye områder. Genteknologi brukes for å overvåke disse, men også for å stoppe at insekter sprer sykdommer. I USA og Brasil har en i små områder satt ut genmodifiserte insekter for å stoppe spredning av myggbårne sykdommer som malaria, zikafeber og gulfeber. Ulike tilnærminger prøves ut, som sterilitet hos mygg og redusert flyveevne. Det forskes også på hvordan genetisk modifiserte egenskaper kan overføres til neste generasjon og spres gjennom populasjonen. Dette kalles en gendriver og kan føre til at lokale bestander av insekter over tid dør ut, og dermed at området blir fritt for malaria eller andre myggbårne sykdommer. Hvordan slike modifiserte insekter, inkludert de som er laget for å fungere som gendrivere, påvirker økosystemene og andre viltlevende arter er er det vanskelig å gjøre gode studier av. Dette er dermed en forskningsetisk utfordring: Hvordan skal en gjøre god økosystemforskning og håndtere slik kompleksitet? (Se risiko og usikkerhet).

Et annet viktig forskningsetisk tema er relatert til forholdet mellom nytte og risiko – vi har et stort behov for biologisk bekjempelse av sykdommer, men hvordan skal vi veie nytte (redusert malaria osv.) opp mot usikkerheten knyttet til uforutsette miljøeffekter? Og hvordan kan en samtidig ivareta føre var-prinsippet? En beslutning om utsetting av gendrivere vil kreve god informasjon og dialog med lokale myndigheter og befolkning. Lokalbefolkningen vil også være viktig for å få til god overvåkning slik at en ser om tiltaket har effekt, samt for å identifisere uforutsette effekter. Dette kan, som tidligere nevnt, ha konsekvenser for forskningens uavhengighet.

Patenter

Det er politisk uenighet i Norge rundt patentering og immaterielle rettigheter knyttet til genteknologi hvor naturlige forekommende cellelinjer, mikroorganismer, planter og dyr ønskes patentert. Dette ble spesielt tydelig ved Bondevik-regjeringens delte syn under behandlingen av EUs omstridte patentdirektiv i 2003. Kommersiell utnyttelse av gener er spesielt relevant med tanke på utnyttelse til å forbedre kvalitet, øke vekst eller resistens mot sykdommer hos produksjonsdyr og matplanter, til produksjon av legemidler og industrielle produkter.

Patenter blir sett på som et gode fordi de fremmer innovasjon og utvikling av nye produkter og prosesser. På den annen side kan patenter hindre fri flyt av kunnskap og data, samt forsinke utvikling av nye produkter og verktøy. Et eksempel på dette er diskusjonen om rettigheter til patentet på CRISPR. En del av kritikken angående patenter er også verdibasert (”Liv kan ikke patenteres”) og reiser ofte spørsmålet om hvem som er den rettmessige eier.

Referanser

Bioteknologirådet. Genmodifiserte plantar og mat. Tilgjengelig her https://www.bioteknologiradet.no/temaer/genmodifiserte-planter-og-mat/

Bugge, Annechen Bahr (2020) GMO-mat eller ikke. Har det vært endringer i forbrukernes syn på genmodifisert mat fra 2017 til 2020? SIFO-rapport nr. 3-2020:  Tilgjengelig her https://oda.oslomet.no/oda-xmlui/handle/20.500.12199/3001

European Commission (2021) European Group on Ethics in Science and New Technologies opinion on the Ethics of Genome Editing. Tilgjengelig her https://data.europa.eu/doi/10.2777/659034

Delgado, Ana og Åm, Heidrun (2022) Biologisk mangfold og selvråderett – hvorfor digitale genetiske data ikke er «den nye oljen». Nytt Norsk Tidsskrift. Tilgjengelig her https://www.idunn.no/doi/10.18261/issn.1504-3053-2021-01-02-05

FAO (2022) Gene editing and agrifood systems. Tilgjengelig her https://www.fao.org/documents/card/en/c/cc3579en/

GeneInnovate (2020) Norske forbrukeres holdninger til genredigering i landbruk og akvakultur. Tilgjengelig her https://www.bioteknologiradet.no/filarkiv/2020/04/Rapport-holdninger-til-genredigering.pdf

Imran, Yousef og kollegaer (2021) Biopiracy: Abolish Corporate Hijacking of Indigenous Medicinal Entities, Scientific World Journal 2021 Februar 18. Tilgjengelig her https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33679261/

Maqsood, Quratulain og kollegaer (2023) Bioengineered microbial strains for detoxification of toxic environmental pollutants, Environmental Research, 227, 15 Juni 2023. Tilgjengelig her https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935123004577?via%3Dihub