CRISPR-Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) on geenimuokkausjärjestelmä, joka on johdettu luonnollisesta puolustusmekanismista, jota bakteerit käyttävät viruksia vastaan. Jennifer Doudnan ja Emmanuelle Charpentierin kehittämä geenimuokkaustyökalu (Nobelin palkinto kemiassa 2020) mahdollistaa organismin tiettyjen DNA-sekvenssien "korjaamisen" ennennäkemättömällä tarkkuudella: 20 geeninkirjaimen sekvenssin löytäminen 3 miljardin kirjaimen genomista, leikkaaminen ja muokkaaminen. CRISPR mullisti genetiikan, koska se on yksinkertainen (voidaan toteuttaa missä tahansa hyvin varustetussa laboratoriossa), nopea (kuukaudet vuosien sijaan verrattuna perinteisiin GMO-organismeihin), taloudellinen (kustannukset pienentyneet 99 % verrattuna aikaisempiin teknologioihin) ja erittäin tarkka (vähän pois-kohdistuvat mutaatiot nykyaikaisissa järjestelmissä).

Maataloussovellusten: jo kehitetyt lajikkeet

Tautien kestävyys: Xanthomonas oryzae (bakteeriperäinen riisitauti) vaikuttaa 50 % sadonkorjuuseen joillakin Aasian alueilla. CRISPR-muokatut riisikasvi, joissa on muokattu SWEET-geenit (joita bakteeri käyttää ravinnokseen), ovat täysin kestäviä taudille ilman sadon menetystä. Kehitetty Kalifornian yliopistossa. Kuivuuden kestävyys: maissilajikkeet, jotka on muokattu CRISPR:llä veden käyttötehokkuuden parantamiseksi (suurempi akvaporinien ja abskiisihapposyklin entsyymien ilmentyminen). Ei vielä markkinoilla, mutta edistyneissä kokeissa. Allergeenien vähentäminen: vehnä, jossa CRISPR hiljentää tietyt gliadiini-proteiinit, jotka ovat vastuussa gluteeniherkkyydestä ilman keliakiaa (keliakia vaatii monimutkaisempia muutoksia). Kehitetty ranskalaisen INRAE:n toimesta. Tomaatit, joissa on enemmän lykopeenia ja C-vitamiinia: J02-tomaatti (Japani, CRISPR-muokattu) muokattu korkeammiksi GABA-tasoiksi (gamma-aminovoihappo, joka liittyy verenpaineen laskuun). Hyväksytty Japanissa 2021: ensimmäinen CRISPR-ruoka, joka on hyväksytty maailmanlaajuisesti. Banaanin sigatoka-kestävyys: banaanien tuhoavin tauti maailmanlaajuisesti. Kestävien lajikkeiden kehittäminen CRISPR:llä (Wageningenin yliopisto) ilman sienilääkkeiden tarvetta. Myöhäisen patulin kestävä peruna (Phytophthora infestans, tauti, joka aiheutti Suuren Irlannin nälänhädän vuonna 1845): Solanum bulbocastanumilla on luonnollinen kestävyys. Kestävyysgeenit siirretty CRISPR:llä tavalliseen perunaan tuottaen absoluuttisen kestävyyden ilman transgeenisuutta.

CRISPR vs perinteinen GMO: ratkaisevat erot

Tekninen ero CRISPR:n ja perinteisen GMO:n välillä on tärkeä säännösten ja julkisen keskustelun ymmärtämiselle. Perinteinen GMO (transgeenisuus): lisää DNA-sekvenssejä toisesta organismista (usein bakteeri, virus tai toinen laji) isäntäorganismin genomiin. Tuottaa "transgeenisiä" organismeja: niiden DNA sisältää lajille vieraita sekvenssejä. CRISPR (sisgeenisuus tai muokkaus): muokkaa sekvenssejä, jotka ovat jo organismin genomissa. Ei lisää DNA:ta muista lajeista. Tuotettu muutos on identtinen luonnollisen mutaation kanssa, joka olisi voinut tapahtua spontaanisti tai klassisen mutageenin kautta (säteily tai kemialliset aineet, joita on käytetty maataloudessa vuosikymmeniä ilman erityisiä rajoituksia). Keskeinen kysymys on: onko CRISPR:n lopputuote erotettavissa luonnollisesti mutatoituneesta lajikkeesta? Monissa tapauksissa ei: CRISPR-muokattu kasvi, jossa on yksittäinen pistemutaatio, on geneettisesti identtinen kasvin kanssa, joka olisi kehittänyt saman mutaation spontaanisti. Tämä on Euroopan sääntelyä koskevan keskustelun ytimessä.

Uusi eurooppalainen sääntely (NTG): mitä muuttuu vuodesta 2023

Euroopan sääntelykehys GMO:ista (Dir. 2001/18/CE) tulkittiin EU:n tuomioistuimen toimesta vuonna 2018 sovellettavaksi CRISPR:llä saatuihin kasveihin: CRISPR-kasvit olivat siten GMO:ita ja niihin sovellettiin kaikkea perinteisten GMO:iden byrokratiaa ja rajoituksia (monivuotiset kokeet, EFSA:n arviointi, tapauskohtainen hyväksyntä). Heinäkuussa 2023 Euroopan komissio ehdotti uusia genomisia tekniikoita koskevaa asetusta (NTG), joka erottaa: NTG 1 -kasvit (vastaavat luonnollisia mutaatioita tai klassisen mutageenin avulla saavutettavia): yksinkertaistettu käsittely, ei GMO-arviointia, vain ilmoitus. NTG 2 -kasvit (monimutkaisemmat muutokset): yksinkertaistettu EFSA-prosessi verrattuna perinteisiin GMO:ihin, mutta täydellisellä arvioinnilla. NTG-asetus hyväksyttiin Euroopan parlamentissa helmikuussa 2024 ja on tällä hetkellä EU:n neuvoston käsittelyssä. Se muuttaa perusteellisesti Euroopan maatalouden kehystä: se avaa oven kymmenille CRISPR-lajikkeille, jotka on jo kehitetty eurooppalaisessa julkisessa tutkimuksessa (erityisesti Italiassa, jossa on huippua CRA-W:ssa, ENEA:ssa, CREA-ZA:ssa) ja jotka olivat GMO-säännösten estämiä.

Geneettisen muokkauksen todelliset riskit maataloudessa

CRISPR-teknologian riskeistä käytävä keskustelu on oltava tarkkaa ja näyttöön perustuvaa. Todelliset ja dokumentoidut riskit: pois-kohteeseen osuminen (tahattomia muutoksia genomin muissa kohdissa): nykyaikaiset järjestelmät (high-fidelity Cas9, perusmuokkaimet, prime-muokkaimet) ovat vähentäneet näitä virheitä huomattavasti, mutta eivät poista niitä kokonaan. Avomaakokeiluja varten tarvitaan tapauskohtainen arviointi. Usein mainitut spekulatiiviset riskit, joilla on kuitenkin alhainen dokumentoitu todennäköisyys: geeniajot (teknologia, joka eroaa tavallisesta CRISPR:stä ja levittää geneettisen muutoksen koko populaatioon: soveltuu hyönteisiin, ei viljelykasveihin), yritysten monopoli (Corteva, Bayer/Monsanto, Syngenta investoivat CRISPR:iin: mutta teknologia on vapaa patenteista akateemiselle tutkimukselle, ja monet yliopistot ja julkiset tutkimuskeskukset (CREA, ENEA Italiassa) kehittävät avoimen lähdekoodin CRISPR-lajikkeita), biodiversiteetin väheneminen (samat dynamiikat kuin perinteisessä jalostuksessa intensiivisen valinnan kanssa: hallittava perinteisten lajikkeiden säilyttämiseen liittyvillä politiikoilla, ei vastustamalla CRISPR:ää). Tieteellisen yhteisön yksimielisyys on, että CRISPR-lajikkeiden riskit ovat verrattavissa tai pienemmät kuin klassisella mutagenesilla saadut lajikkeet (joita käytetään jo ilman rajoituksia).

Italian julkisen tutkimuksen rooli

Italialla on perinne kasvingeneetikan huippututkimuksesta, ja siellä on tärkeitä tutkimuskeskuksia, jotka työskentelevät CRISPR-sovellusten parissa. CREA (neuvosto maataloustutkimukselle ja maataloustalouden analyysille): CRISPR-vehnälajikkeiden kehittäminen sigatokan vastustukseen, viiniköynnös, joka vastustaa harmaata hometta, oliivi, joka vastustaa Xylella fastidiosaa. ENEA (kansallinen virasto uusille teknologioille): tutkimus CRISPR-tomaatista ja kiivistä ravitsemuksellisten ja vastustuskykyisten ominaisuuksien osalta. Padovan, Bolognan, Turinon ja Milanon yliopistot: perus- ja soveltavaa tutkimusta geneettisestä muokkauksesta kasveissa. Euroopan NTG-asetuksen hyväksyminen avaa näille keskuksille mahdollisuuden viedä kehitettyjä lajikkeita avomaakokeilujen vaiheisiin ja myöhemmin kaupalliseen käyttöön. Italian julkinen tutkimus on tuottanut CRISPR-lajikkeita, jotka ovat mahdollisesti erittäin arvokkaita Välimeren maataloudelle ja jotka olivat aiemmin estetty GMO-säännöksillä.

Missä CRISPR-elintarvikkeita ostetaan jo maailmanlaajuisesti

CRISPR-elintarvikkeiden kaupallinen käyttö on edelleen hyvin rajallista maailmanlaajuisesti. Japani: Sanatech Seed myy "Sicilian Rouge High GABA" -tomaattia Japanissa (korkea GABA-pitoisuus, joka liittyy verenpaineen laskuun). Saatavilla verkossa ja joissa ketjuissa. USA: joitakin CRISPR-maissi- ja soijanlajikkeita on edistyneissä kokeiluvaiheissa (Corteva Agriscience, Pairwise). Ei vielä markkinoilla tunnistettavina lopputuotteina. Argentiina: on hyväksynyt useita CRISPR-maissi- ja soijanlajikkeita. Tuottajia ei vaadita merkitsemään niitä CRISPR:ksi (niitä ei pidetä GMO:na Argentiinan säännösten mukaan). Australia: hyväksyi CRISPR-kasvit vuonna 2019, jotka eivät tuo ulkoista DNA:ta: ne eivät vaadi GMO-arviointia. Globaali kuva on hyvin pirstoutunut: eri maat kohtelevat CRISPR:ää hyvin eri tavoin, mikä luo epävarmuutta maailmanlaajuisilla markkinoilla toimiville maatalousyrityksille.