Dr. Richard Lally: Genetički modificirani organizmi, CRISPR i nutrigenomika: nova rješenja?

Slijedi uređen transkript intervjua Toma Martina s Dr. Richardom Lallyjem. Cjelovita audio snimka dostupna je na poveznici.

Tom:              Na koji način možemo prenositi informacije o znanstvenim otkrićima kako bismo potaknuli razumijevanje, entuzijazam, pa čak i nadu svojih korisnika? Kako bismo potaknuli raspravu o ovoj temi, pozvali smo dr. Richarda Lallyja, poslijedoktoranda koji trenutačno radi na nekoliko Alltechovih projekata iz područja znanosti o biljkama. Dr. Lally, hvala Vam što ste se odazvali pozivu.

Richard:         Molim. Hvala Vam što ste me pozvali.

Tom:              Prijeđimo sada na pitanje. Recite nam nešto o novim tehnologijama u području kojim se bavite. Krenimo s CRISPR-om.

Richard:        Naravno. Riječ je o tehnologiji koja je vrlo zanimljiva. CRISPR je tehnologija koja je sada u razvoju. Prvi rad u kojem je riječ o ovom mehanizmu objavljen je 2012. Nakon toga je uslijedila prava eksplozija primjene ove tehnologije u svim oblicima genetičke modifikacije i izmjene gena. Riječ je revolucionarnoj tehnologiji koja će promijeniti način na koji se bavimo medicinom, na koji provodimo istraživanja, kao i način na koji se bavimo poljoprivredom.

Tom:              Vjerujem da mnogima nije jasna razlika između CRISPR-a i GMO-a. Možete li nam reći u čemu se razlikuju?

Richard:         Da. CRISPR ima puno više primjena od konvencionalne genetičke modifikacije organizama. Primjerice, direktno uređivanje genoma na vrlo precizan način, uključujući čak brisanje mutacija koje mogu izazvati bolesti.

Tom:              Na primjer, ako imamo znakove preosjetljivosti citrusa (zelenjenje), je li moguće primijeniti CRISPR-a na citruse kako bi se spriječila ta pojava u budućnosti?

Richard:         Apsolutno. Posebice kada je riječ o istraživanjima, CRISPR će donijeti nove spoznaje o bolestima i biokemijskim mehanizmima u usjevima i bilju. Zelenjenje citrusa posebno je problematična bolest – riječ je o najgoroj bolesti koja je ikada pogodila citruse. Kao rezultat toga proizvodnja se na Floridi smanjila za oko 70 %. Mogućnost da uredimo genom uklanjanjem pojedinog gena ili izmjenom osnovnih parova u genu ubrzati će način na koji provodimo istraživanja bolesti. To će nas uistinu unaprijediti. Bit ćemo daleko napredniji u usporedbi s tradicionalnim mehanizmima kojima smo se do sada koristili.

Tom:              National Institutes of Health proveo je istraživanje koje je pokazalo da oni koji nisu u cijelosti upoznati s genetski modificiranim organizmima pokazuju veći otpor prema primjeni ove tehnologije, dok oni koji imaju više znanstvenih spoznaja imaju pozitivnije stavove. Smatrate li da postoji  raskorak između razine poznavanje GMO-a od strane potrošača i znanstvenih spoznaja?

Richard:         Mislim da postoji. Moj bi stav bio da ne vidim nikakav problem s uporabom GMO-a. Smatram da je to, uz sve veće potrebe rastuće svjetske populacije, nešto što ćemo morati ugraditi u hranidbeni lanac. Baš kao i CRISPR, to ćemo morati učiniti. No smatram da je na početku stvoren priličan jaz između suvremene tehnologije i straha koji ona izaziva zbog materijalne koristi koje donosi većim proizvođačima ovih tehnologija – da samo oni od toga imaju koristi, a da nije riječ o koristima koje se prenose na čitav hranidbeni lanac. Dakle smatram da su potrošači protiv ovih tehnologija vjerojatno zbog toga što nisu dovoljno informirani. Genetski modificirani organizmi koriste se već nešto više od 40 godina. Do danas nije bilo nalaza koji su ukazivali na povezanost ili bilo kakav dokaz da su oni na bilo koji način štetni za ljude ili opasni za konzumaciju.

Tom:              Genetski inženjering suočen je s brojnim ograničenjima, a stekao je i reputaciju da je „Frankenstein hrana“, iako do sada nije bilo nikakvih problema, jer se geni jedne vrste unose u drugu. Očekujete li da će se CRISPR suočiti s istim problemima?

Richard:         I da i ne. Pretpostavljam da CRISPR može ostvariti puno toga što nismo mogli postići u prošlosti. S CRISPR tehnologijom mi zapravo imamo mogućnost izmijeniti genom bez dodavanja stranih DNK – recimo to tako – bez DNK drugih vrsta. Možete zamijeniti gen u biljci ili organizmu, a možete vršiti i pojedinačne mutacije nukleotida u genomu. To će doista izmijeniti način na koji ljudi doživljavaju ovu tehnologiju, jer u nekim slučajevima zapravo nećete mijenjati genom organizma, nego ćete ga možda samo malo modificirati.

Tom:              Mislim da nije pretjerano reći da oko razvoja CRISPR tehnologije vlada veliko uzbuđenje. Mnogi stručnjaci kažu da ona može spasiti planet od izgladnjivanja. Je li to pretjerano, ili se i Vi s time slažete?

Richard:         Mislim da nije pretjerano. Mislim da će to uistinu unaprijediti naša znanja o proizvodnji hrane. Ako možemo izmijeniti genetiku biljaka uz pomoć ove tehnologije izmjene gena, samo je nebo granica onoga što sve možemo postići. Ako biljka ima određenu osobinu koje sprečava da naraste, npr. još šezdesetak centimetara, a ako možemo izmijeniti samo jedan nukleotid toga svojstva, time možemo unaprijediti proizvodnju određenih usjeva. To će nam pomoći da u budućnosti proizvedemo više hrane za ljude.

Tom:              U redu. Sada ćemo malo promijeniti temu i prijeći na drugo područje koje Vas zanima, nutrigenomiku. Riječ je o području kojim se Alltech bavi, o izučavanju načina na koji ishrana utječe na ekspresiju gena. Kakva je slika ovog područja u javnosti? Jeste li se susretali s percepcijom nutrigenomike u javnosti? Kakvo je njeno viđenje u javnosti?

Richard:         Da, nutrigenomika je u osnovi izučavanje utjecaja hranjivih tvari na performanse gena. Ponekad Vas pitaju na primjer „Je li to GMO? Je li riječ o modifikacijama?“, itd. itd., a vrlo brzo postane jasno da nije o tome riječ. Nutrigenomika je u osnovi transkriptomika; izučavanje ekspresije gena. To se obično radi tako da se uzme materijal ili proizvod i analizira na koji način on utječe na odgovor biljke, ili genetski odgovor životinjske genetike kod životinje. Mi izučavamo nutrigenomiku kod biljaka kao način ublažavanja bolesti, unapređivanja performansi biljaka i razumijevanja problema poput suše, poplava, te utjecaja koje okoliš ima na poljoprivredu.

Tom:              Dakle, uz pomoć ovog alata, proizvođač može prilagoditi hranu ili gnojivo koje se daje biljkama ili životinjama kako bi se postigao željeni rezultat.

Richard:         Apsolutno. Ukratko, riječ je o analizi genetskog potencijala pojedinog organizma. Primjerice, mrkve. Mrkva je u normalnim uvjetima rasta izložena brojnim utjecajima iz okoliša. Neki od njih su suša, previše gnojiva, ili pak bolesti. Ono što mi nastojimo postići ovom tehnologijom jest procijeniti genetske performanse mrkve i vidjeti što možemo učiniti kako bi postigli optimalne rezultate genetskih mehanizama koji joj mogu pomoći da se oporavi, a proizvođaču osiguraju prinos.

Tom:              U redu. Ranije smo spomenuli problem zelenjenja citrusa koji je prilično teško pogodio Floridu. Znam da ste se bavili i problemom bolesti black sigatoka koja je pogodila uzgajivače banana u Costa Rici. Možete li prvo opisati o kakvoj je bolesti riječ i koje su posljedice za uzgajivače.

Richard:         Da. Black sigatoka je teška gljivična bolest. Banane se uzgajaju kao monokultura. Zbog toga se pojavljuje genetsko usko grlo. One nemaju različite vrste križanog genetskog potencijala koji bi im mogao pomoći da se brzo prilagode bolestima. Bolesti poput black sigatoka posebno su velik problem u područjima u kojima se uzgajaju banane. Kao što sam napomenuo, black sigatoka je gljivična bolest. Ona zarazi lišće banana i polako napreduje ostalim dijelovima biljke. Ako se ne tretira ili ne suzbija, ako dođe do velikog širenja bolesti, može uništiti hektare banana.

Tom:              Tretmani uključuju primjenu velike količine kemijskih tvari nekoliko puta mjesečno, što je proizvođačima vrlo skupo. Istražujete li prirodne alternative kemijskim tretmanima?

Richard:         Trenutačno imamo tim koji radi u Costa Rici: Patricka Beckera i Kylea McKinneyja. Oni uvode program koji uključuje neka naša rješenja. Biljne pesticide zamjenjuju jednim od naših proizvoda.

                        Utvrdili su da mogu održati rast biljke uz smanjenu primjenu pesticida. U pojedinim slučajevima riječ je o smanjenju primjene pesticida za 20 do 30 %. Trenutačno radimo na tome da postignemo još veće smanjenje. Počeo sam raditi s Kyleom i Patrickom prije šest mjeseci, a sada nastojimo utvrditi koje mehanizme koristi biljka kako bi se obranila od black sigatoke. Prošle smo godine također dobili zadatak od dr. Pearsea Lyonsa da razvijemo genski čip banane, što smo i učinili u našem istraživačkom odjelu. Ovaj genski čip omogućuje pristup genomu banane koja je tretirana našim metodama.

Tom:              Kao znanstvenici, na koji način možemo informirati javnost o znanstvenim dostignućima kako bismo potaknuli razumijevanje potrošača? Ranije smo spominjali da postoji određeni raskorak, a s druge strane čak i uzbuđenje i nada.

Richard:         Riječ je o vrlo uzbudljivom području. Ove tehnologije, htjeli mi to priznati ili ne, već su dostupne, već se proizvode. Genetski modificirani usjevi proširit će se diljem svijeta. Neke će druge tehnologije ostvariti fantastične stvari za poljoprivredu i proizvodnju hrane.

                        Mislim da je najslabija strana znanstvenika danas činjenica da su vrlo izolirani – zarobljeni u vlastitom okruženju, u vlastitom svijetu – kako da to kažem? Mi znanstvenici uglavnom sve informacije kojima raspolažemo dijelimo između sebe. A kada ih i dijelimo dalje, često griješimo jer ih prikazujemo na vrlo kompliciran način.

                        Zato smatram da bi znanstvenici trebali bolje diseminirati rezultate svojih istraživanja i predstaviti ih javnosti na pristupačan, prilagođen način, i to u najjednostavnijem obliku. To ne znači da su ljudi glupi ili nešto slično; samo želim reći da možda ne razumiju u potpunosti tehničku stranu priče. No ako im polako raščlanimo različite aspekte ovih tehnologija i pokažemo da nema stvarnih rizika – a da sve moguće rizike možemo procijeniti, možemo im pokazati da nema pravog razloga za zabrinutost.

Tom:              Prije nego što završimo razgovor želim se dotaći nečeg zanimljivog o Vama, dr. Lally. Pridružili ste se programu Alltechovih mladih znanstvenika nakon što ste 2016. osvojili globalnu nagradu na samom događanju. Je li to točno? Imam dva pitanja za Vas: Za koji ste rad nagrađeni ovom nagradom i koja je Vaša poruka novim generacijama Alltechovih mladih znanstvenika?

Richard:         Tome, hvala na pitanjima. Alltechu sam se pridružio nakon natjecanja Mladih znanstvenika. To je bio moj prvi posjet SAD-u. U Kentucky sam došao kao finalist globalnog natjecanja. U to sam vrijeme studirao na Institute of Technology u Carlowu. Radio sam na skupini mikroorganizama pod nazivom bakterije koje potiču rast biljke. Izolati s kojima sam radio pripadali su soju Pseudomonas fluorescens. Riječ je o organizmima koji se inače nalaze u prirodi. Stoljećima su se evoluirali zajedno s biljkama. Imaju sposobnost pomaganja biljkama na isti način na koji razvoj ljudskih ili životinjskih organizama može imati simbiotsku korist jedan od drugih.

                        Moj se projekt bavio primjenom tih mikroorganizama u agronomiji. Bavili smo se komparativnom genomikom i analizirali neka svojstva tih mikroorganizama koja mogu potaknuti rast biljaka. U osnovi, ti organizmi primijenjeni na takav način imaju sposobnost – odnosno definitivno imaju potencijal – smanjiti uporabu sintetičkih kemijskih gnojiva, što, nadamo se, može smanjiti utjecaj uzgoja žitarica na okoliš.

Tom:              Koja je Vaša poruka mladim znanstvenicima?

Richard:         Moja poruka mladim znanstvenicima ove godine – a jučer sam ih imao priliku sve upoznati – da budu jasni, iznesu svoje podatke, potkrijepe ih dodatnim dokazima i ispričaju svoju priču. Da njihova poruka treba biti zanimljiva. Sve se svodi na komunikaciju sa širom publikom, kako prenijeti tehničke informacije, a pri tome nikoga ne zbuniti.

Tom:              Dr. Richarde Lally, hvala Vam na sudjelovanju.

Richard:         Hvala Vama. Bilo mi je zadovoljstvo.