Nové genetické technológie môžu pomôcť nakŕmiť ľudstvo. V ceste im zatiaľ stojí regulácia

Veľká časť plodín, ktoré dnes rastú na poliach, sú hybridy. Kríženie rôznych odrôd prináša žiaduce zlepšenie vlastností, napríklad vyššiu odolnosť či výnos. Produkcia hybridov je však nákladná.

Odborne sa tento jav nazýva heteróza. Krížence prvej generácie majú v porovnaní s rodičovskou generáciou vyššiu kvalitu. V ďalších generáciách sa však účinok kríženia výrazne znižuje alebo celkom vymizne.

Poľnohospodári, ktorí chcú pestovať hybridné plodiny, sú tak odkázaní na to, aby vždy znova a znova nakupovali špeciálne pestované osivo. Jeho dodávatelia pestujú v striedavých radoch odrody, ktoré chcú skrížiť, a niektorí využívajú dokonca malé helikoptéry, aby odvievali peľ z jedného radu na druhý.

Celá vec by sa značne zjednodušila, keby sa rastliny nerozmnožovali pohlavne, ale klonovaním. Každá ďalšia generácia by mala rovnaké vlastnosti ako rodičia. Krížením získané vlastnosti by sa tak mohli donekonečna kopírovať.

Najnovšie výskumy ukazujú, že technologicky to možné je. Cesta k žiadanému výsledku však vedie cez genetickú modifikáciu. Hoci to nie je genetická modifikácia rovnakého druhu ako tá, ktorá viedla k zrodu súčasnej regulácie, môže to byť problém. Regulácia je regulácia a predsudky sú predsudky.

Klonovanie nie je ľudský výmysel

Panenské počatia u rastlín novým objavom nie sú. Už v prvej polovici 19. storočia britský botanik John Smith referoval o tom, že austrálske cezmíny prinášajú plody bez toho, aby mali samčie kvety či peľ, a že z takto produkovaných semien sa mu podarilo vypestovať nové rastliny. Jeho objavy boli prijaté s nedôverou.

Tesne pred koncom 19. storočia švédsky botanik Oskar Juel mikroskopicky potvrdil rovnaký jav u inej rastliny, plešivca alpínskeho. Iní botanici začali pozornejšie skúmať ďalšie rastliny a napokon našli až 400 druhov, ktoré sa rozmnožujú týmto spôsobom. Je medzi nimi napríklad aj dobre známa púpava.

Popísaný jav dostal označenie apomixia, teda rozmnožovanie bez miešania. Rastliny, ktoré sa rozmnožujú týmto spôsobom, síce majú pohlavné orgány, rozmnožovanie je však bezpohlavné. Semená sú geneticky presnou kópiou matky.

Bez toho, aby sme zachádzali do biologických podrobností je zrejmé, že takýto spôsob rozmnožovania by elegantne vyriešil problémy spojené s heterózou, totiž úpadok kvality v ďalších generáciách. No hoci boli objavené stovky druhov rastlín, ktoré sa rozmnožujú apomixiou, hospodárske rastliny medzi ne nepatria.

Ako rastliny apomixiu naučiť

Prvé výskumy sa zamerali na odhalenie génov, ktoré by apomixiu umožnili. To sa podarilo začiatkom tohto tisícročia najprv u repky a následne u ďalších rastlín. V roku 2015 sa podarilo vložiť gén z apomiktického druhu trávy do iného druhu trávy, ktorý sa rozmnožoval pohlavne, a následne do kukurice a ryže.

Táto cesta však nebola pre výskumníkov príliš lákavá. Transfer génov medzi jednotlivými druhmi organizmov predstavuje klasickú genetickú modifikáciu, ktorá je predmetom prísnych regulácií. Dôvodom je, že nepoznáme možný vplyv takto upravených organizmov na ľudí či zvieratá. Preto je typicky zakázané používať geneticky modifikované plodiny v potravinárstve i na výrobu krmív a získať prípadné povolenia je náročné.

V posledných troch rokoch sa však podarilo nájsť iný postup. Výskumníci na Kalifornskej univerzite v Davise hľadali spôsob, ako upraviť gény ryže tak, aby sa vajíčko vyvíjalo apomikticky, a to len úpravou jeho vlastného genómu. Využili pritom nové metódy genetickej modifikácie CRISPR.

Postupným vylepšovaním technológie sa výskumníkom podarilo vytvoriť rastliny, u ktorých 95 percent semien boli geneticky identické klony materskej rastliny. Okrem pokusov s ryžou prebiehali v poslednom roku podobné aktivity iných tímov zamerané na cirok, hrach, kapustu, paradajky, lucernu a iné druhy zeleniny a krmovín.

Komerčne využiteľné odrody sú stále otázkou budúcnosti. Komerčné využitie bude potrebovať, aby apomikticky vznikali všetky semená. Inak by osivo získané pestovaním postupne degradovalo.

Výskum bude potrebný aj s ohľadom na odolnosť takto vzniknutých rastlín a ich schopnosť rozmnožovať sa. Vyššie spomenutá ryža sa stále rozmnožuje pohlavne, to znamená semeno sa vyvinie len po opelení – modifikácia teda nerieši problém, že prírodné podmienky ako sucho či vysoké teploty zhoršujú podmienky pre opelenie.

Genetická modifikácia rovná sa problém?

Sľubný vývoj však môže čoskoro naraziť na prekážky v podobe regulácie a postoja verejnosti voči geneticky modifikovaným organizmom. Tie majú v niektorých častiach sveta veľmi zlú povesť.

V Európe podliehajú geneticky modifikované organizmy prísnej regulácii – povolený je aktuálne len jeden druh geneticky modifikovanej kukurice – a ázijské štáty ich tiež často odmietajú. V Spojených štátoch amerických sa síce geneticky upravené plodiny vo veľkom pestujú, ale rastie tam dopyt po tovaroch označených, že GMO neobsahujú.

Genetické modifikácie vznikajú dvoma spôsobmi a legislatíva k nim pristupuje odlišne. Môžu vznikať jednak náhodne pôsobením rôznych mutagénov, napríklad ionizujúceho žiarenia, alebo cielene. Prvý spôsob nie je regulovaný a v podstate je imitáciou prírodných procesov. Druhý spôsob, ktorý vzbudzoval obavy, sa týkal predovšetkým transferu génov medzi rôznymi druhmi.

Inovatívne metódy génovej editácie ako CRISPR dnes spravidla vyvolávajú menší odpor a pracuje s nimi napríklad medicínsky výskum. V Európe však boli tieto metódy súdnym rozhodnutím zaradené do rovnakej skupiny ako predchádzajúce genetické modifikácie. Argument, že ide v podstate o urýchlené kríženie, Súdny dvor Európskej únie pred niekoľkými rokmi odmietol.

Diskusia o regulácii geneticky modifikovaných organizmov sa v budúcnosti zrejme bude opakovane otvárať. Predsudky laickej verejnosti, ktorá bude len ťažko rozlišovať jednotlivé metódy, sa pravdepodobne nezmenia.

K negatívnemu postoju ľudí pritom často prispeli aj kampane organizácií ako Greenpeace, ktoré predstavujú skôr radikálne postoje. Kritika podobných kampaní zo strany odborníkov má obvykle menšiu mediálnu váhu.

V prospech chudobných

Istú nádej poskytuje fakt, že apomiktické odrody by mohli prospievať malým farmárom z chudobnejších krajín. Tí si dnes musia kupovať kvalitné osivo od jeho pestovateľov často za vysoké ceny a s nevýhodnými podmienkami. Na strane ponuky pôsobia spoločnosti s veľkou trhovou silou, vzhľadom na existujúce patenty sú často monopolmi.

S apomiktickými odrodami by mohli farmári časť vlastnej úrody využiť ako osivo v nasledujúcom roku. Tým by sa stali nezávislými od súčasných dodávateľov.

Terčom nenávisti aktivistov bývajú práve veľké agrochemické a biotechnologické korporácie, ako je spoločnosť Monsanto. V ich kritike sa spájajú ľavicové témy environmentalizmu a antikapitalizmu. Téma podpory malých farmárov proti veľkým korporáciám by mohla zmeniť postoj aspoň niektorých aktivistov.

Napokon by sme nemali zabúdať, čo je v stávke. Potravinové krízy postihujú bohatý západný svet výrazne menej ako rozvojové regióny. Bohatí v súťaži o jedlo chudobných vždy preplatia. Zatiaľ čo v Európe budeme čeliť prinajhoršom zdražovaniu, v mnohých štátoch ľuďom hrozí skutočný hlad.

Hoci sú obavy Európanov z nových biotechnológií v mnohom oprávnené, z globálneho pohľadu môžu kalkulácie nákladov, výnosov a rizík vychádzať výrazne v prospech biotechnologických inovácií.