Prutsen aan planten-DNA

Nicola Patron: Ik ben moleculair en synthetisch plantenbioloog aan het Earlham Institute. Mijn afdeling onderzoekt hoe planten bepalen wanneer en waarom genen worden geactiveerd en hoe ze bepaalde chemicaliën maken. We willen varianten van genen identificeren die planten helpen groeien. Ook zoeken we naar natuurlijke producten zoals feromonen die nuttig zijn in de landbouw of ingezet kunnen worden tegen kanker. We hebben ook bijgedragen aan studies die aantonen dat we nuttige eigenschappen in gerst, koolachtigen en aardappelen kunnen ontwikkelen door slechts een paar letters DNA te verwijderen.

Catherine Price: Het is geweldig om te kunnen praten met een wetenschapper in dit vakgebied, omdat genetisch gemodificeerde organismen (GGO) lange tijd een zeer controversieel onderwerp zijn geweest - en terecht. Mijn werk richt zich op de sociaalwetenschappelijke aspecten van het GGO-debat. Ik ben een socioloog bij een onderzoeksgroep aan de Universiteit van Reading die kijkt naar de toekomst van de landbouw. Eerder onderzocht ik hoe genetisch gemodificeerd voedsel in de media wordt besproken. Ik heb dus een goed beeld van hoe regeringen, NGO's, boeren en burgers de wetenschap van genetisch gemodificeerd voedsel zien.

Nicola, wat is precies het verschil tussen genetische modificatie en genoombewerking (ook wel genome editing)? Ik ben al veel definities tegengekomen.

Nicola Patron: Dat verrast me niet! Er is niet echt een algemeen geaccepteerde definitie van genetische modificatie of 'GM', en dat heeft zeker al voor problemen gezorgd. Je zou kunnen stellen dat de genetica van alles wat door de mens teelt, op de een of andere manier is aangepast. We veranderen al duizenden jaren het genoom van planten. Door gewassen te veredelen brachten we substantiële veranderingen aan in de sequenties en structuren van hun DNA.

Sinds de jaren tachtig hebben we technieken om stukjes DNA in plantengenomen te voegen om de plant nuttige eigenschappen te geven, zoals resistentie tegen insectenplagen. Dit DNA kan van een andere plant van dezelfde soort zijn, van een nauw verwante soort of van een verder verwante soort. Dergelijke gewassen werden bekend als genetisch gemodificeerde organismen of GGO’s. Ze kwamen voor het eerst op de markt in de jaren negentig en worden nu in 29 landen geteeld, op ongeveer tien procent van de landbouwgrond wereldwijd.

De resultaten van genoombewerking zijn heel anders dan die van GM. Met genome editing-technologieën kun je heel nauwkeurig veranderingen aanbrengen in het DNA dat al in een organisme bestaat. Je kunt zelfs maar één specifieke letter van de DNA-code wijzigen of verwijderen, of je kunt een langer gedeelte van een reeks hercoderen. Je kunt deze technologieën ook gebruiken om DNA in te voegen, maar in plaats van het nieuwe DNA op een willekeurige plaats te zetten, zoals bij oudere GM-technologieën, kun je het op een specifieke locatie in het genoom inbrengen.

In het algemeen betekent genetische modificatie dat een of meer genen zijn ingebracht, terwijl genoombewerking kleine en specifieke veranderingen in bestaand DNA is gaan betekenen.

Frankenfood

Catherine Price: Je hebt de wetenschap zojuist heel duidelijk uitgelegd. En ik denk dat dat misschien is wat we missen in termen van het publieke debat - waar vaak het luidste sentiment is dat deze technologieën onnatuurlijk of gevaarlijk zijn.

Tijdens mijn werk analyseerde ik hoe journalisten genetisch nieuws framen. Amerikaanse journalisten vergelijken de herschikking en veranderingen in genen vaak met Frankenstein en het idee van op hol geslagen wetenschap. Dit kan op zijn beurt het idee oproepen dat wetenschappelijke vooruitgang de natuur verstoort en resultaten oplevert die onvoorspelbaar en ethisch verkeerd zijn.

Er zijn ook veel mensen vóór de technologie, maar vaak beschouwden ze het toch als een risico. Ook denk ik dat een deel van het probleem is dat wetenschappers niet hard genoeg proberen om de technische details en de risico's uit te leggen. Er wordt zelden geluisterd naar oprechte zorgen van de burger. Ik denk dat we hen soms als dom behandelen. Als het publiek niet wordt geraadpleegd en de wetenschap niet aan hen wordt uitgelegd, hoe moeten ze het dan begrijpen?

In Groot-Brittannië is het debat over genbewerking opnieuw aangewakkerd. Toen Boris Johnson aan de macht kwam, zei hij dat hij de productie van genetisch bewerkte gewassen en GGO’s wilde voorkomen. Dat leidde tot een regeringsoverleg. De voorgestelde veranderingen definiëren genetisch bewerkte organismen als "die genetische veranderingen bezitten die door traditionele veredeling zouden kunnen zijn geïntroduceerd".

Maar is het imago van genome editing veranderd sinds 2015? Dat is niet duidelijk. Er zijn ook zorgen dat verzwakte regelgeving Groot-Brittannië zal opzadelen met verouderde landbouwmethoden. En er is geen echt idee van hoe genetisch bewerkte gewassen passen in het bredere voedselsysteem. De landbouw bestaat immers niet op zichzelf.

Nicola Patron: Ik ben het er helemaal mee eens dat er in het verleden onvoldoende gecommuniceerd werd. Mensen begrijpen de wetenschap wel als ze op een duidelijke manier wordt uitgelegd. Wat ik heb ontdekt, is dat het belangrijk is voor mensen om te begrijpen dat alle technieken om gewassen te veredelen de genen herschikkingen en veranderingen. De risico's van het gebruik van deze nieuwe technologieën voor veredeling zijn niet groter dan bij oudere, waarvan de producten veel minder gecontroleerd worden.

In de zomer van 2018 oordeelde het Europese gerechtshof dat ze planten met een gewijzigd genoom ook als GGO zouden beschouwen. Ook al zijn er geen nieuwe genen ingebracht. Maar als een plant gemuteerd zou zijn met behulp van straling of chemicaliën, zelfs als de resultaten precies hetzelfde waren (of nog meer veranderingen hadden), geldt die niet als GGO. Dat is onlogisch.

Catherine Price: Het zijn de herschikkingen en veranderingen in genen die de media vaak oppikken. En dit is waar het idee van Frankenstein-voedsel in debatten over genetisch gemodificeerd voedsel wordt gebracht. Ik denk dat dit aantoont waarom wetenschappers zelf ook over de risico's moeten communiceren in plaats van het alleen aan journalisten over te laten. Om het begrip bij het publiek te vergroten.

Nut van genbewerking

Nicola Patron: Genetische herschikkingen en veranderingen in de sequenties van genen komen van nature de hele tijd voor. Ook oudere en gevestigde veredelingstechnologieën maken er gebruik van. Door nieuwe genetische technologieën toe te passen bij de gewasveredeling wordt het gemakkelijker om combinaties van nuttige stukjes DNA in dezelfde plant samen te brengen. Omdat wetenschappers precies weten om weten welke veranderingen het gaat, kunnen ze de gevolgen ervan nauwkeurig observeren en uitgebreid analyseren. Daardoor zijn de uitkomsten van genbewerking voorspelbaar. Ik denk dat het van cruciaal belang is dat wij als wetenschappers uitleggen wat we proberen te bereiken en welk soort producten we kunnen maken - waarom ze gunstig zijn, zowel voor de gezondheid als voor het milieu.

Vandaag gebruiken we ongelooflijk veel land en water voor de landbouw. De natuur en de biodiversiteit leiden daaronder, doordat we gebieden als het Amazonewoud inpalmen om gewassen te verbouwen. Die landbouwoppervlakte verkleinen door de oogstopbrengsten op productieve landbouwgrond te verhogen, zou positief bijdragen aan het natuurbehoud.

Dankzij gewasgenetica kunnen we ook de hoeveelheid meststoffen en pesticiden verminderen, en kunnen we de voedingswaarde van een gewas verhogen. Een enkele verandering in één ‘letter’ van de DNA-sequentie kan een gen uitschakelen en een aanzienlijk effect hebben. Zo kan een enkele mutatie - om twee genen uit te schakelen die betrokken zijn bij de aanmaak van vetzuren - leiden tot een ander olieprofiel in oliehoudende zaden, waardoor ze gezonder worden. Planten hebben ook genen die hen resistent of juist vatbaar maken voor bepaalde ziekten. Een mutatie die genen kan de plant beschermen tegen ziekteverwekkers, waardoor de nood aan pesticiden daalt.

Wetenschappelijke analyses naar de effecten van veel biotechgewassen hebben veel voordelen aangetoond, waaronder een stijging in het welzijn en de gezondheid van zelfvoorzienende boeren. Ik denk dat het heel belangrijk is dat mensen begrijpen gewasverbetering niet louter draait om winst maken.

Machtsconcentratie

Catherine Price: Ik ben het met je eens dat dit zeer dringende problemen zijn en dat de technologie het potentieel heeft om veel goeds te doen, vooral gezien de klimaatverandering en het verlies aan biodiversiteit. Maar wat betreft de winst kunnen we de kritiek niet negeren. De dominantie van grote bedrijven is een probleem. Mensen vragen zich af wie de macht heeft over de zaden en wie het voedselsysteem controleert. Vroeger waren het de grote zes, maar na een reeks fusies zijn ze nu nog met vier: DowDuPont, Bayer-Monsanto, BASF en ChemChina-Syngenta. Die bedrijven controleren zomaar zestig procent van de zaadverkoop.

Die bedrijven investeren enorme hoeveelheden kapitaal en tijd in het ontwikkelen van innovaties zoals genetisch bewerkte gewassen. Dus natuurlijk beschermen ze deze innovaties door middel van patenten en intellectuele eigendomsrechten. Maar voor veel boeren in ontwikkelingslanden ontnemen deze patenten hen het recht om zaden te bewaren. In plaats van zaden te sparen en die het jaar nadien te planten, moeten de boeren telkens nieuw zaad kopen. Dit houdt waarschijnlijk verband met de gruwelijke verhalen in sommige delen van de wereld, zoals boeren die zoveel schulden opbouwen dat ze zelfmoord plegen.

Nicola Patron: Ik ben het ermee eens dat het eigendom van de technologieën die ten grondslag liggen aan de voedselproductie in twijfel moet worden getrokken en dat er openlijk over moet worden gedebatteerd. Eerder schreef ik over de negatieve gevolgen van sommige van de octrooi- en eigendomspraktijken die worden gebruikt in de plantenbiotechnologie. Hoewel het grootste deel van de gepatenteerde zaden verkocht worden door een handvol bedrijven, wordt hun dominantie over de wereldwijde voedselvoorzieningsketens overdreven. Kleine boeren, die over het algemeen geen eigen zaden verbouwen, produceren meer dan de helft van het wereldwijde voedsel.

Een van de vaak genoemde problemen, is dat boeren specifieke herbiciden (pesticiden tegen onkruid, red.) moeten gebruiken in combinatie met herbicidetolerante genetisch gemodificeerde planten. Totdat de patenten van deze herbiciden verlopen, moeten telers zowel zaden als herbiciden van hetzelfde bedrijf kopen. Verder zijn sommige van deze gewassen ontwikkeld door chemische bedrijven met een problematische geschiedenis, waaronder het gebruik van schadelijke chemicaliën zoals Agent Orange tijdens de Vietnamoorlog. Het is moeilijk om mensen te vragen zaad te vertrouwen dat door deze bedrijven is geproduceerd.

Slecht gedrag en gebrekkige maatschappelijke verantwoordelijkheid van bedrijven moeten ontegensprekelijk worden gesignaleerd, beknot en waar nodig gereguleerd. Maar proberen die bedrijven tegen te gaan door de achterliggende technologie te beknotten, lijkt me onredelijk. Ik pleit ervoor dat we in plaats daarvan de eigendomskwesties onder de loep nemen en de wereldwijde toegang tot levensverbeterende technologieën moeten vergemakkelijken.

Kansen voor kleine bedrijven

Catherine Price: Dat is zeker waar veel van de push-back vandaan komt. Ik denk dat zelfs de kleinere bedrijven die opstarten daar altijd mee geassocieerd zullen worden. En ja, het wordt tijd dat we daarover gaan debatteren - het voedselsysteem en het geld lijken een groot deel van het probleem te zijn, niet de wetenschap zelf.

Dat gezegd zijnde, denk ik niet dat het belang van genbewerking op dit moment voor iedereen duidelijk is. Ik ben het ermee eens dat deze gewassen belangrijk zijn voor de biodiversiteit en de noodzaak om meer voedsel te produceren op minder land met minder water. Maar soms heb je het gevoel dat het aan ons opgedrongen wordt.

Mexicanen boden weerstand tegen GGO-maïs omdat maïs cultureel gezien erg belangrijk voor hen is. Kort nadat GGO-maïs was ingevoerd, eind jaren negentig, vonden ze genetische sequenties waarvan bekend is dat ze aanwezig zijn in de GGO-variëteiten in lokale variëteiten. Dat voelde voor velen als een aanval op hun cultuur. En als gevolg van de nasleep van dat debat sloot Mexico GGO-maïs uit om zijn maïsveredelingsprogramma's te beschermen, hoewel het land wel GGO-katoen bleef telen.

Dat laat zien dat we soms meer met mensen moeten samenwerken. We moeten de wetenschap en de voordelen uitleggen en vragen wat ze denken, in plaats van het te kaderen als iets dat onvermijdelijk is. Ja, de mogelijke voordelen zijn enorm, maar wie beslist welke voordelen worden gekozen en hoe? Dat zijn vaak regeringen en bedrijven, in plaats van boeren en de lokale bevolking. Dat is een probleem. Soms heb je een breder debat nodig over wat de samenleving wil, vooral als je bedenkt hoe machtig deze grote bedrijven zijn in het voedselsysteem.

Nicola Patron: Ik deel de zorgen van mensen over het gebrek aan diversiteit bij de zaadhandelsbedrijven. Ironisch genoeg denk ik ook wel dat een van de redenen dat er zo weinig agrotechbedrijven zijn, deels een gevolg is van de regeldruk rond GGO. Het kost naar schatting meer dan honderd miljoen dollar om een genetisch gemodificeerd gewas op de markt te brengen, waarvan een aanzienlijk deel wordt besteed aan het regelgevingsproces,

Voorheen was er wel een aanzienlijke diversiteit wat betreft het intellectueel eigendom in de plantenbiotechnologie. Een groot deel was in het bezit was van universiteiten. Maar het strategische gebruik van octrooirechten en de invoering van hoge en wetenschappelijk ongerechtvaardigde belemmeringen in de regelgeving, verstikten innovatie in kleinere bedrijven. Wat overbleef zijn de grote bedrijven die over de middelen beschikten om producten op de markt te brengen. In de afgelopen jaren, met een nieuw klimaat omtrent octrooien en regelgeving, zien we dat er nieuwe plantenbiotechbedrijven ontstaan.

Zelf was ik betrokken bij het stimuleren van open-source plantenbiotechnologie en het versnellen van technologieoverdracht, met als doel ondernemerschap mogelijk te maken en wetenschappers in arme regio's te versterken. Het doel op lange termijn is om wetenschappers die nauw verbonden zijn met de behoeften van hun lokale boeren en bevolking, toegang te geven tot de nodige training en technologieën om lokale bedrijven te starten, lokale gewasvariëteiten te ontwikkelen en het zaadproductiesysteem te helpen democratiseren.

Dit artikel is een vertaling van The Conversation. De auteurs zijn Catherine Price (University of Reading) en Nicola Patron (Earlham Institute).