😬 😜 🧑🏿‍🤝‍🧑🏻 Wie genomische Bearbeitung die Landwirtschaft verändern wird. Wenn wir erlauben ... 👨🏾‍🤝‍👨🏻 ⛓️ 🧑🏾

Angesichts des kürzlich verabschiedeten Verbots von GVO ( Fasten ) ist das Thema Gentechnik weit verbreitet. Ich biete Ihnen eine Übersetzung eines ausgezeichneten Artikels an , der die Geschichte der Biotechnologie in der Landwirtschaft beschreibt und die Frage nach der Anwendbarkeit des Begriffs GVO auf Produkte neuer Generationstechniken aufwirft. Dies gibt Hoffnung für den Einsatz neuer Organismen ohne die Hölle der Bürokratie und Panik in der Bevölkerung.

Technologie

Die Bearbeitung des Genoms ist im Grunde eine einfache Idee - eine sinnvolle Änderung in einem bestimmten Bereich des Körpergenoms vorzunehmen, normalerweise in einem Gen. Diese Mutation (eine Änderung der DNA-Sequenz eines Gens) führt zu einer Änderung des von diesem Gen codierten Proteins, was zu einem physikalisch wahrnehmbaren Merkmal im Körper führt. In den letzten 4 Jahren ist die genomische Bearbeitung berühmt und berühmt geworden. Fast alle Medien von Guardian bis KP erwähnten dies, es gab mehrere TED- Vorträge , Artikel auf technischen Websites und vielleicht sogar noch wichtiger auf Buzzfeed .

In der wissenschaftlichen Gemeinschaft ist die genomische Bearbeitung zu einem Magneten für Stipendien, Veröffentlichungen und Zitate geworden - die heilige Dreifaltigkeit der modernen Wissenschaft. Der Grund für dieses große Interesse liegt in der jüngsten Entdeckung und Verbesserung der CRISPR / Cas9-Technologie, einem einfachen Tool, mit dem die meisten biologischen Labors auf der ganzen Welt die Bearbeitung von Genomen verfügbar gemacht haben. In den vier Jahren seit seinem Debüt wurde CRISPR verwendet, um menschliche Zellen, Getreide, Insekten (wie Schmetterlinge), Hefe und viele andere zu bearbeiten.

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Wissenschaftler der Cornell University haben kürzlich das Genom von Schmetterlingen der Gattung Vanessa bearbeitet , um nach der genetischen Basis für die Bildung von „Augen“ auf den Flügeln zu suchen.

Vor CRISPR war es praktisch unmöglich, eine Mutation nur im Zielgen zu erzeugen, und dies relativ einfach. Für einen Laien ist es schwierig zu erklären, wie fortgeschritten CRISPR im Vergleich zu früheren Genomeditierungstechniken ist. Dies kann mit dem Technologiesprung von den Vorfahren der Motoren zum Verbrennungsmotor verglichen werden. Natürlich wirft all dieses Gerede über Zielmutationen die Frage auf: "Warum sollten wir das überhaupt tun?"

Von dem Moment an, als das menschliche Genom bekannt wurde, gelang es den Biologen, viel über die Genetik von Krankheiten zu lernen. Zum Beispiel wissen wir, dass die Huntington-Krankheit (eine unheilbare genetische Störung) durch zu viele CAG-Basen in der HTT-Gensequenz verursacht wird. Oder dass Sichelzellenanämie durch eine einzelne A-> T-Substitution im Hämoglobin-Gen verursacht wird (ein Protein, das Blut rot macht und Sauerstoff bindet). Damit kann jedoch nichts Besonderes getan werden, mit Ausnahme der Diagnose und der genetischen Beratung. Stellen Sie sich die Frustration vor, die Ärzte empfinden sollten, wenn sie die Ursache der Krankheit kennen und nichts tun können. Und mit CRISPR können wir möglicherweise verstehen, wie diese Gene richtig bearbeitet und die Mutationen, die die Krankheit verursacht haben, korrigiert werden.Und dies ist nur ein kleiner Teil der Bearbeitungsmöglichkeiten - ganz zu schweigen von onkologischen und viralen Erkrankungen.

Wie bei allen neuen Bioengineering-Techniken wird zunächst versucht, CRISPR in der Medizin anzuwenden. Obwohl diese Funktionen in Labors auf der ganzen Welt schnell entwickelt werden, sind sie noch weit von echten Anwendungen entfernt. Aber die Branche, die CRISPR und Redaktion fast sofort ändern kann, ist im Prinzip die Agrartechnologie.

Natürliche Variabilität

Die Geschichte der genomischen Bearbeitung in der Landwirtschaft sollte mit einer Geschichte über die natürliche genetische Variabilität und ihre Grenzen beginnen. Die meisten Pflanzen haben einen sehr signifikanten Prozentsatz der gesamten DNA; Diese Tatsache scheint offensichtlich, wenn man sich ansieht, wie viele grundlegende physiologische Funktionen (von der Photosynthese bis zur Reproduktion) verschiedene Pflanzenarten kombinieren (und im Allgemeinen haben die meisten Lebewesen eine Menge gemeinsamer DNA) Dieselben Gene können sich jedoch auch innerhalb derselben Spezies unterscheiden. Dieser Unterschied kann so gering sein wie der Ersatz eines Nukleotids durch ein anderes oder so groß wie der Verlust eines ganzen Teils des Gens. Gene können als eine oder mehrere Kopien im Genom dargestellt werden oder ganz fehlen (was ebenfalls im Wesentlichen eine Mutation ist, nur größer). Ich versuche hier zu vermitteln, dass, obwohl so viele Gene innerhalb der Arten und zwischen den Arten gleich sind, die meisten von ihnen immer noch kleine Unterschiede oder Mutationen aufweisen. Diese Mutationen sind hauptsächlich das Ergebnis der Evolution, und diese verschiedenen Versionen desselben Gens werden Allele genannt . Diese Vielzahl von Allelen kann die Funktionen von Genen auf verschiedene Weise verändern - vom vollständigen Ausschalten bis zur Änderung der tatsächlichen Funktionsweise dieses Gens.

In diesem Sinne ist die gesamte Geschichte der Landwirtschaft ein Versuch, die am besten geeigneten auszuwählen und weniger nützliche Allele für die Züchtungsarbeit zu verwerfen.

Normalerweise tun Landwirte und Züchter dies schmerzhaft und nicht auf die effektivste Weise - sie untersuchen große Pflanzenpopulationen und kreuzen sie miteinander, bis sie eine Pflanze erhalten, die die richtige Kombination von „nützlichen“ Allelen verschiedener Gene aufweist. Und natürlich kann das, was für eine Population gut ist, für eine andere schlecht sein, was den Zugang zur genetischen Vielfalt sehr wichtig macht.

Vielfalt bewahren

Weltsaatgutlagerung auf ca. Spitzbergen, eines der größten der Welt (Foto: Mari Tefre / Spitzbergen Globale frøhvelv) Die

Existenz einer Vielzahl und Variation von Allelen ist für den Kreuzungsprozess von grundlegender Bedeutung. In der Tat wäre eine Kreuzung ohne eine große Anzahl verschiedener Varianten des genetischen Materials überhaupt nicht sinnvoll (wir würden die gleichen ca.) Die gute Nachricht ist, dass Landwirte und Wissenschaftler die Bedeutung der biologischen Vielfalt verstehen und sich ungefähr 13 Millionen Pflanzensorten (Sorten und Arten) von Saatgut in ungefähr 1300 speziellen Lagereinrichtungen befinden. Trotzdem ist die Aufrechterhaltung der Variabilität nicht gleichbedeutend mit der Verwendung. Züchter verwenden häufig „wilde“ Verwandte von Kulturpflanzen und alten Kreuzungen als Quelle für neue Allele, während eine große Menge an Material im Saatgutlager unbeschrieben und unbenutzt bleibt.

Neue DivSeek- Initiative(geleitet von Wissenschaftlern und Experten für Biodiversität aus 65 Organisationen auf der ganzen Welt) zielt darauf ab, dieses Problem zu lösen. DivSeek beinhaltet eine Beschreibung des Genoms und des Phänotyps (wie dieser Genotyp in einer bestimmten Pflanze implementiert wird) der in den Repositories präsentierten Proben und die Präsentation der öffentlich erhaltenen Daten. Dies ist ein sehr ehrgeiziges Projekt, selbst die Auswahl der zu testenden Millionen von Proben ist bereits eine schwierige Frage. Nebenprodukte dieser Aufgabe können sein: 1) Senkung der Kosten für die DNA-Sequenzierung 2) automatisierte Pipelines für die Untersuchung von Phänotypen mit hohem Durchsatz und 3) Verbreitung und Austausch von Informationen zwischen Landwirten. Diese jüngste Initiative soll eine lange Lebensdauer haben und hat vor kurzem ihre Arbeit aufgenommen. Ihr Erfolg könnte jedoch eine neue Ära in der Untersuchung der Vielfalt von Kulturpflanzen bedeuten.

Vielfalt schaffen

Propagandaplakat des Eisenhower Atoms for Peace-Programms. Nach Angaben des Nationalarchivs ist

wenig bekannt, dass zu Beginn und Mitte des 20. Jahrhunderts eine bedeutende Anzahl moderner populärer landwirtschaftlicher Pflanzenarten als Ergebnis eines Mutagenese-Studienprogramms erhalten wurde. Dies ist teilweise ein Nebenprodukt der Entwicklung der Nukleartechnologie und des US- Regierungsprogramms Atoms for Peace .

Die klassische Mutagenese zur Erzeugung von Variabilität in Pflanzen besteht darin, Mutationen in den Samen entweder durch Röntgen- / Gammastrahlung oder durch Verwendung chemischer Mutagene zu erzeugen. Diese Mutagene schädigen die DNA der Pflanze und die Wiederherstellung dieser Schäden führt zur Bildung neuer mutierter Allele. Die erhaltenen Allele können sowohl einzigartig sein als auch tatsächlich bereits in natürlichen Pflanzen vorhanden sein (zum Beispiel nicht in solchen, in denen Mutagenese durchgeführt wird). Mutation solchen Technologie ist nicht korrekt, wenn es mehrere Millionen Mutationsereignisse im Genom auftritt, nur einigEin Teil von ihnen wird zum Überqueren benötigt. Daher müssen die Primärprodukte der Mutagenese einer Selektion und einer Reihe von Kreuzungen unterzogen werden, um potenziell nützliche Allele auszuwählen und sie in eine bestehende Art von Kulturpflanze einzuführen. Dieser Prozess ist langwierig und kann Jahrzehnte dauern. Die Mutationsselektion ist daher teuer und nimmt viel Zeit in Anspruch, schafft aber gleichzeitig zusätzliche Allele und dementsprechend Diversität. Einige dieser Produkte dieser Mutationsselektion sind immer noch weit verbreitet, wie Zwergweizen, berühmt für die Grüne Revolution, Zwergreis in Kalifornien, virusresistente Kokosnuss in Ghana und Getreide, das in Europa besser gemälzt werden kann.

Die genomische Bearbeitung ist eine andere Form der Mutagenese. Ein wichtiger Unterschied besteht darin, dass die alten Methoden auf zufälligen Ereignissen beruhen, während die genomische Bearbeitung genau und fokussiert ist, was zu einer starken Verkürzung des Zeitaufwands von der Mutation bis zum Pflanzen von Versuchspflanzen führt.

Neue Landwirtschaft

Pflanzenzüchtung wird in Lehrbüchern schon heute als „Kunst und Wissenschaft“ bezeichnet . Vor allem, weil es auf die Fähigkeiten eines Auswahlspezialisten ankommt, verschiedene Pflanzeneigenschaften auszuwählen - das sogenannte Züchterauge. Die traditionelle Kreuzung erfordert auch viel Zeit und Ressourcen, da sie umfassende Ansätze verwendet, um nach neuen Pflanzeneigenschaften zu suchen und Artenvielfalt zu schaffen.

In vielerlei Hinsicht geschieht alles nur, weil wir Lücken in der Biologie bestimmter Eigenschaften haben. Diese Lücken werden von den nächsten Generationen von Biologen geschlossen, aber trotz des Mangels an solchen Kenntnissen in der Vergangenheit hat dies die Züchter nicht daran gehindert, erstaunliche Arbeit zu leisten, um eine Vielzahl von Pflanzen zu schaffen und die Erträge zu steigern.

Die Geschichte der Pflanzenzüchtung ist eine Entwicklung von der „Black Box“ zu einem umfassenderen Verständnis dessen, was die Pflanze tut und wie sie ihre einzigartigen Eigenschaften am besten nutzen kann. Unsere Vorfahren erkannten, dass das Pflanzen von Samen von Pflanzen, die mehr Früchte oder weniger Krankheiten hatten, ihnen in der nächsten Saison einen höheren Ertrag brachte, aber sie blieben in Fragen der Reproduktionsbiologie blind. Viel später, im 17. Jahrhundert, verstanden wir mehr darüber, wie sich Pflanzen vermehren, und begannen, künstliche Kreuze auszuführen. Bald darauf kamen Darwin und Mendel und gaben uns 50 Jahre lang Ideen zur natürlichen Selektion und zu den Gesetzen der Genetik! Und jetzt, mit der jüngsten Verbreitung der Omics-Technologie, können wir Pflanzen-DNA lesen und untersuchen, wie jederDas Gen reagiert auf verschiedene Umweltbedingungen und sagt voraus, wie effizient eine Pflanze Chemikalien produzieren kann, für die wir sie essen. Dieses Wissen wird bei der genomischen Bearbeitung noch nützlicher.

Sobald der Züchter oder Wissenschaftler ein nützliches Allel gefunden hat, kann er es mithilfe der genomischen Bearbeitung praktisch sofort auf eine andere Sorte oder sogar eine Pflanzenart übertragen, ohne dass eine Reihe von Generationen erforderlich sind.

In Zukunft kann die genomische Bearbeitung den Prozess des Erhaltens neuer Eigenschaften (Allele) als solche verändern. CRISPR-basierte genomische Bearbeitung kann verwendet werden, um jedes Gen im Genom einer Pflanze (oder jedes Gen eines bestimmten Typs - zum Beispiel R-Gene, die für die Krankheitsresistenz verantwortlich sind) gleichzeitig zu bearbeiten. Auf diese Weise wird eine Fülle von Informationen erstellt und möglicherweise nützliche Allele entdeckt, in die wieder eingefügt werden kann bereits verwendete Pflanzensorten. Der eigentliche Höhepunkt der Genombearbeitung mit CRISPR ist die Fähigkeit, verschiedene Allele zu erzeugen, die von der sexuellen Reproduktion getrennt sind.

Genomische Bearbeitung kann meiner Meinung nach ein Plug-and-Play-Modell für die Pflanzenzüchtung darstellen.

Nach meinen Schätzungen wird die Auswahlpipeline der Zukunft modernen Förderbändern ähneln. Mithilfe von Daten aus 1.000 wissenschaftlichen Artikeln und Initiativen wie DivSeek werden Forscher verschiedene Allelkombinationen in Modellpflanzensorten testen, indem sie ihr Genom direkt bearbeiten, möglicherweise mithilfe von Experten für prädiktive Analyse und mathematische Modellierung. Nach Auswahl der Allele auf der Grundlage dieser Ergebnisse können die Wissenschaftler diese Änderungen bei einer großen Anzahl von Nicht-Modell-Pflanzensorten anwenden, Feldtests durchführen und mit der Produktion von Samen neuer Sorten beginnen. Obwohl viele Faktoren den Prozess beeinflussen, wird der größte Effekt in der Landwirtschaft erzielt, indem die Anzahl der für die Prüfung einer neuen Sorte erforderlichen Generationen verringert wird. Mit anderen Worten, schnellere Produkterstellung.

Studenten, die die Immunität von Pflanzen untersuchen, sind mit dem Zick-Zack-Modell der Koevolution von Pflanzen und Schädlingen vertraut. Dieses Modell beschreibt das Wettrüsten zwischen einer Pflanze und den Krankheitserregern, die sie angreifen, und viele von ihnen erwerben evolutionäre Veränderungen schneller als eine Pflanze. Die Aufgabe der modernen Landwirtschaft ist ähnlich. Die Industrie muss eine wachsende Bevölkerung ernähren, um die Auswirkungen des Klimawandels (eine zunehmende Anzahl extremer Naturphänomene auf kurze Sicht und des globalen Klimawandels in weiter entfernten Perspektiven) sowie die sich schnell ändernden Schädlinge und all dies mit der Forderung nach Stabilität des resultierenden Systems zu bewältigen.

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Wann wird es eine Gesellschaft des Wohlstands geben?

Die Landwirtschaft ist in der Vergangenheit natürlich auf ähnliche Probleme gestoßen, zum Beispiel ist die Grüne Revolution, die die Vorhersagen von Paul Erlich widerlegte , besonders bekannt . Diese Revolution war nur möglich, weil sie vom Friedensnobelpreisträger Norman Borlaug angeführt wurde , der neue Pflanzensorten und Mechanisierungswerkzeuge für Landwirte einführte.

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Jetzt haben wir uns den gleichen Hindernissen gestellt, aber mit noch größeren, und an Ort und Stelle zu bleiben bedeutet, sich rückwärts zu bewegen.

Vieles von dem, was diskutiert wurde, wurde früher zum Zeitpunkt des Aufkommens neuer landwirtschaftlicher Technologien diskutiert: von der Hybridisierung von Getreide und Gentechnik bis zur Selektion unter Verwendung von Markern. Einige dieser Technologien wurden übernommen. Die Gentechnik wird jedoch weiterhin von mehreren großen Unternehmen monopolisiert, von vielen Nationen abgelehnt und nur in ferner Zukunft in Betracht gezogen. Welches Schicksal erwartet die genomische Bearbeitung?

Warten Sie, ist das GVO?

Diese Frage wird mir ständig gestellt, wenn ich über genomische Bearbeitung spreche, und aus Sicht der staatlichen Regulierung ist dies die Frage, die das Schicksal dieser Technologie in der Landwirtschaft vollständig bestimmt (ich möchte in diesem Artikel nicht in die Debatte über die Regulierung von GVO einsteigen, und ich gehe davon aus, dass dies der Fall ist in naher Zukunft noch nicht geändert, insbesondere in Europa).

Beantwortung der ursprünglichen Frage: Ich glaube nicht - aus dem einfachen Grund, dass Sie den Unterschied zwischen der bearbeiteten Pflanze und der natürlichen Version in der Natur nicht erkennen können. Das Ergebnis der genomischen Bearbeitung enthält normalerweise keine Transgene (jene Gene, die einem anderen Organismus entnommen wurden, kommen in dem modifizierten Organismus in der Natur nicht vor) und aller Wahrscheinlichkeit nach undEs gibt keine Spuren der Anwendung der Methode, mit der die Art der bearbeitet wirdPflanzen. Dies stellt ein erstaunliches Problem für Regulierungsbehörden und öffentliche Gruppen dar, die die Bearbeitung als eine Form der Schaffung von GVO in Betracht ziehen möchten (d. H. Die gleichen Gesetze anwenden). Wie können Sie diesen Bereich regulieren, wenn Sie nicht wissen, zu welchen Pflanzen (ist er natürlich oder geschaffen?) Das Gesetz gehört und zu welchen nicht? Natürlich können Sie Zuchtunternehmen und Labors überprüfen oder versuchen, den Prozess der Gewinnung grundlegender Reagenzien sehr schwierig zu gestalten (eine schwierige Aufgabe). Muss die Gesellschaft jedoch private Unternehmen und Wissenschaftler überwachen, die nicht mit dem Geschäft verbunden sind? Organisationen wie Greenpeace oder Friends of the Earth wie die „Bio-Industrie“ wollen genomische Bearbeitungsprodukte regulieren, aber ich habe keinen einzigen verständlichen Vorschlag gesehen, wie dies organisiert werden könnte.

Und nun, auf einer grundlegenderen Ebene, wie genau unterscheidet sich die genomische Bearbeitung von der zufälligen Mutagenese? Die Bearbeitung erfolgt mit biochemischen Wirkstoffen (RNA und Proteine), die genauer wirken als UV- oder chemische Mutagene; Hauptsache, das Endprodukt ist das gleiche - eine Pflanze mit einem neuen Allel. Nun möchten Sie vielleicht die zufällige Mutagenese als genetischen Veränderungsprozess betrachten. Und Sie werden absolut Recht haben, da es eine Modifikation des genetischen Materials gibtPflanzen. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass Länder aus zwei Gründen Ausnahmen für die zufällige Mutagenese machen: a) Dies ist der Teil der modernen Landwirtschaft, der überhaupt nicht vermieden werden kann (einschließlich des ökologischen Landbaus), und b) das Ergebnis kann auch nicht von natürlichen Variationen unterschieden werden. Daher streiten wir uns über nichts und versuchen, das Ergebnis einer Technologie als GVO und der zweiten als Nicht-GVO zu klassifizieren. Für Wissenschaftler ist es offensichtlich, dass die Unterteilung in GVO / Nicht-GVO in der Natur überhaupt nicht existiert.

Zurück zu unserer Frage:
"Ist es GVO?" - technisch ja (wie viele Pflanzen, die von "Bio" -Bauern auf der ganzen Welt angebaut werden).
"Ist es wichtig?" Nein.

Wem gehören diese Pflanzen?

Eine weitere häufig gestellte Frage, die mir gestellt wird, wenn ich mein aktuelles Projekt zur Schaffung einer transgenen Pflanze beschreibe, lautet „Wird sie patentiert?“. Viele Kritikpunkte zielen auf den Schutz des geistigen Eigentums (Pflanzensorten) wie Greenpeace ab: "Bestehende lebende Organismen - Pflanzen und Tiere sind wie ihre Gene keine Erfindung von niemandem und sollten daher niemals patentiert oder privat kontrolliert werden." Diese Aussage impliziert implizit, dass die Kulturen, die wir derzeit verwenden, "niemandes Entwicklungen" sind. Als Antwort darauf hoffe ich, dass ich deutlich gezeigt habe, wie sehr die Landwirtschaft von den Fähigkeiten und dem Einfallsreichtum von Landwirten, Züchtern und, ja, modernen Biotech-Unternehmen abhängt. Auf dem Maisbild können Sie sehen, wie der menschliche Einfallsreichtum ein System geschaffen hat, das jeden Tag mehr Menschen ernähren kann.

Theosinte ist links dargestellt - der genetische Vorläufer von Mais, und rechts ist der übliche domestizierte Mais. (c) John Dobley

Das Recht auf geistiges Eigentum ist für die Entwicklung moderner Technologien äußerst wichtig, und die rechtlichen Umstände werden bei der Anwendung der genomischen Bearbeitung in der Landwirtschaft eine wichtige Rolle spielen.

Kurzbeschreibung von IP-Sicherheitssystemen in den USA und in Europa

Der Erfinder einer neuen Pflanzensorte hat normalerweise zwei Schutzoptionen - Sortenschutz (PVP) oder ein Patent (normalerweise ein US-Patent). Patente implizieren ein hohes Maß an wissenschaftlicher Neuheit und werden hauptsächlich von biotechnologischen Unternehmen verwendet, um Saatgut mit einem Patent für eine DNA-Sequenz oder für eine Eigenschaft zu schützen, die einer Pflanze hinzugefügt wurde. PVP wird von Züchtern nach traditionellen Methoden verwendet. Es gibt weniger strenge Kriterien für Neuheiten, aber auch ein wenig weniger Schutz. Zum Beispiel erlaubt ein Patent Landwirten nicht, Saatgut für die Wiederaussaat zu verwenden, oder Züchtern, neue Sorten auf der Grundlage der patentierten zu erzeugen, während PVP dies tut. In den Vereinigten Staaten sind im Gegensatz zu vielen anderen Ländern Patente für Zuchtsorten sowie Verfahren zur Erzeugung von Pflanzen zulässig.da sie das Kriterium der Neuheit und Nicht-Offensichtlichkeit erfüllen.

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Es besteht definitiv eine Nachfrage nach Patenten! Anfragen - blaue Linie, Patente erhalten - rot. Laut NoPatentsOnSeeds

In Europa erhalten Züchter in der Regel PVP, da sie dort keine Patente für das „im Wesentlichen biologische Selektionsverfahren“ erteilen. Die Situation ist jedoch nicht so einfach (siehe Grafik), und die jüngste Entscheidung des Europäischen Patentamts (EPA) führt den Unterschied zwischen dem Verfahren zur Gewinnung neuer Sorten (sie können nicht patentiert werden) und den Ergebnissen (aber sie scheinen so gut wie möglich zu sein) ein. Beispielsweise erteilte das EPA dem israelischen Landwirtschaftsministerium ein Patent für eine dürretolerante Tomate, die nach traditionellen Züchtungsmethoden gewonnen wurde. Es lohnt sich, auf die Entscheidung der Europäischen Kommission zu warten, die versprochen hat, sich mit dieser Situation zu befassen , und derzeit an einer rechtsverbindlichen Auslegung arbeitet, die Patente auf abgeleitete Sorten verbieten kann.

Gegenwärtig können die Ergebnisse der Gentechnik in Europa patentiert werden, das Ergebnis der traditionellen Selektion jedoch nicht. Diese Situation ist etwas rätselhaft, denn wenn die Aufsichtsbehörden der Ansicht sind, dass die genomische Bearbeitung eine nicht gentechnisch veränderte Technik ist, kann es dann möglich sein, ein Patent zu erteilen oder sich auf PVP beschränken zu müssen? Wenn dies einerseits als genetische Veränderung angesehen wird (daher patentiert), wie beweist der Anmelder dann, dass sein Körper einzigartig ist (dh es gibt kein Allel in der Natur, das mit dem beanspruchten Organismus zusammenfallen würde)?

Ein weiterer Punkt ist, wie Patente die Verbreitung bestimmter Technologien beeinflussen. Patente geben dem Erfinder für eine bestimmte Zeit ein Monopol (20 Jahre in den USA). Dies schränkt die Verwendung von gentechnisch veränderter DNA in anderen Pflanzensorten durch andere Züchter nicht ein, es sei denn, ein anderer Züchter erwirbt eine Lizenz dafür. Wenn die „bearbeiteten“ Pflanzen jedoch für PVP-Anforderungen geeignet sind, können (und werden höchstwahrscheinlich) die Allele dieser Pflanzen von anderen Züchtern und Landwirten in großem Umfang verwendet werden. Daher bleibt die Frage gültig, ob die Branche anfängliche Investitionen benötigt, um Projekte mit einem bearbeiteten Genom zu starten.

Woher kommt das Geld?

Fast jedes Agrobiotech-Unternehmen investiert heute in die Bearbeitung mindestens einiger Pflanzen. Zum Beispiel plant ein kleines US-Unternehmen, Cibus , bereits in diesem Jahr die Freisetzung von herbizidresistentem Raps. Obwohl diese spezielle Anlage mit einer anderen, älteren Technologie entwickelt wurde, können wir zuversichtlich sagen, dass neue Entwicklungen auf der CRISPR-Technologie basieren werden. Derzeit sind Patente für CRISPR vom Broad Institute MIT und dem Harvard Institute, DuPont und mehreren anderen Organisationen. Nach meinem Verständnis haben DuPont und Caribou Biosciences (Ausgründungen aus Berkeley) die stärksten Positionen in der Agrobiotechnologie . Andererseits entwickelt sich die Technologie rasantund neue Methoden kommen von anderen Universitäten und Unternehmen.

Der entscheidende Punkt hierbei ist, dass Unternehmen bereit sind, in die Bearbeitung zu investieren, wenn der Patentschutz nur für die Methode zur Beschaffung des Produkts gilt, nicht jedoch für das Produkt selbst? In den Vereinigten Staaten, wo Produkte patentiert werden können, ist die Situation anders, aber zum Beispiel erhält Monsanto ~ 40% des Umsatzes nicht in den Vereinigten Staaten, so dass dies selbst für Amerika immer noch ein dringendes Problem ist. Für Unternehmen außerhalb der USA ist dies alles noch wichtiger. Möglicherweise ist ein sorgfältigerer Schutz des geistigen Eigentums erforderlich, um Innovationen in diesem Umfeld zu fördern.

Erste Schritte

Einige Punkte im Artikel sind etwas spekulativ, die meisten jedoch überraschenderweise nicht. Die Genomeditierung mit CRISPR wurde in einer Vielzahl von Pflanzen durchgeführt - Reis und Weizen , Tomaten und Salat . Die bearbeiteten Werke nähern sich dem Markteintritt: Sowohl Cibus als auch DuPont testen bereits vor Ort.

Bei alledem müssen Anlagenspezialisten noch Tools weiterentwickeln, mit denen das oben beschriebene Plug-and-Play-Modell entwickelt werden kann. Der erste Schritt bei der genomischen Bearbeitung ist die nachhaltige genetische Transformationund die Regeneration von „entkleideten“ Pflanzenzellen (Protoplasten) und meiner Meinung nach unzureichende wissenschaftliche Projekte arbeiten an dieser grundlegenden Aufgabe, Pflanzengewebe verschiedener Arten zu kultivieren. Wir müssen auch die Systeme zur Vorhersage der Ergebnisse genetischer Interventionen in einem bestimmten Gen oder einer bestimmten Genomregion verbessern. Vielleicht könnten Vollgenommodelle helfen. Wir brauchen leistungsfähigere Phänotypisierungssysteme wie Einzelzellsysteme zum Testen auf Immunantworten. Hier müssen wir ein Beispiel aus der biomedizinischen Gemeinschaft nehmen, wo zum Beispiel Mikrofluidsysteme für die Kultivierung von Zellkulturen, aber für Pflanzen? Die Kosten für die Sequenzierung des menschlichen Genoms sind auf 1.000 USD pro Genom gesunken und sinken immer noch auf 100 USD pro Genom. Ähnliche Fortschritte sind für Pflanzen erforderlich, vielleicht sogar noch mehr, da ihre Genome komplexer sind als beim Menschen.

Es ist absolut klar, dass die weit verbreitete Verwendung der genomischen Bearbeitung in der Landwirtschaft davon abhängt, wie diese Technologie reguliert wird. Als Befürworter dieser Idee glaube ich, dass die Vereinigten Staaten mit ihren Regulierungs- und Schutzsystemen für geistiges Eigentum auf dem richtigen Weg sind. Die Diskussionen in der Europäischen Kommission sind auch angesichts der wichtigen Rolle der EU in der FAO und der Weltorganisation für geistiges Eigentum von großer Bedeutung, auch wenn Europa nicht so viele Lebensmittel produziert.

Angesichts des Bevölkerungswachstums und der Dynamik des Klimawandels ist klar, dass aktuelle Technologien die Welt nicht ernähren werden. Der schwerste Schlag wird von den ärmsten südlichen Ländern kommen, deren Volkswirtschaften die Landwirtschaft nicht wie in Industrieländern subventionieren können. Es ist möglich, dass es sich für eine nachhaltigere Landwirtschaft lohnt, offener für neue Technologien zu sein und sich nicht auf weniger effiziente zu konzentrieren . Höchstwahrscheinlich wird es nicht funktionieren, um die Menge der konsumierten Lebensmittel zu reduzieren, aber Sie können die Effizienz steigern, mit der wir sie produzieren.

Wie genomische Bearbeitung die Landwirtschaft verändern wird. Wenn wir erlauben ...