Premium

GMO: Det omstridda genombrottet som stoppades

En genmodifierad organism har en eller flera främmande gener tillförda med hjälp av genteknik. Att föra in gener i en växt kallas för transformation. En växt, ett djur eller en bakterie som framställts med dessa tekniker räknas som transgen, eller genmodifierad. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
En genmodifierad organism har en eller flera främmande gener tillförda med hjälp av genteknik. Att föra in gener i en växt kallas för transformation. En växt, ett djur eller en bakterie som framställts med dessa tekniker räknas som transgen, eller genmodifierad. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Stefan Jansson, professor i växtfysiologi vid Umeå universitet. Foto: FREDRIK LARSSON
Stefan Jansson, professor i växtfysiologi vid Umeå universitet. Foto: FREDRIK LARSSON
För en lantbrukare kan angrepp av skadeinsekter eller väderomslag innebära en katastrof för produktionen. Växtförädling för att göra grödorna mer motståndskraftiga mot den typen av påverkan har förekommit i flera tusen år. På senare tid med alltmer tekniskt förfinade hjälpmedel. Foto: BRIDGEMAN IMAGES/TT
För en lantbrukare kan angrepp av skadeinsekter eller väderomslag innebära en katastrof för produktionen. Växtförädling för att göra grödorna mer motståndskraftiga mot den typen av påverkan har förekommit i flera tusen år. På senare tid med alltmer tekniskt förfinade hjälpmedel. Foto: BRIDGEMAN IMAGES/TT
Genmodifierat riskorn av sorten Oryza sativa, även kallat asiatiskt ris, fotograferat via mikroskop. Grödan har genom olika forskningsinsatser bland annat gjorts mer motståndskraftig mot skadedjur. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Genmodifierat riskorn av sorten Oryza sativa, även kallat asiatiskt ris, fotograferat via mikroskop. Grödan har genom olika forskningsinsatser bland annat gjorts mer motståndskraftig mot skadedjur. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Forskare vid franska jordbruksinstitutet i Montpellier har bland annat granskat hur olika varianter av genmodifiering påverkat motståndskraften mot skadeinsekten mal. Ris utgör en viktig basdiet för halva jordens befolkning. Bilden är från 2010. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Forskare vid franska jordbruksinstitutet i Montpellier har bland annat granskat hur olika varianter av genmodifiering påverkat motståndskraften mot skadeinsekten mal. Ris utgör en viktig basdiet för halva jordens befolkning. Bilden är från 2010. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Larv från malen Chilo suppressalis äter sig igenom en risplanta. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Larv från malen Chilo suppressalis äter sig igenom en risplanta. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Motståndet mot GMO-tekniken har periodvis lett till högljudda protester och manifestationer. Inte sällan har ilskan riktats mot stora aktörer inom området, som det biotekniska jordbruksföretaget Monsanto. Foto: ALEX MILAN TRACY/NURPHOTO/REX
Motståndet mot GMO-tekniken har periodvis lett till högljudda protester och manifestationer. Inte sällan har ilskan riktats mot stora aktörer inom området, som det biotekniska jordbruksföretaget Monsanto. Foto: ALEX MILAN TRACY/NURPHOTO/REX
År 2011 publicerade Emmanuelle Charpentier sin upptäckt av den tidigare okända molekylen som kallas tracrRNA. I samband med det inledde hon samarbetet med biokemisten Jennifer Doudna. De tilldelades Nobelpriset i kemi 2020 för den så kallade gensaxen, Crispr, som revolutionerade möjligheten att klippa och klistra i arvsmassan. Foto: PETER STEFFEN/TT
År 2011 publicerade Emmanuelle Charpentier sin upptäckt av den tidigare okända molekylen som kallas tracrRNA. I samband med det inledde hon samarbetet med biokemisten Jennifer Doudna. De tilldelades Nobelpriset i kemi 2020 för den så kallade gensaxen, Crispr, som revolutionerade möjligheten att klippa och klistra i arvsmassan. Foto: PETER STEFFEN/TT
Biokemisten Jennifer Doudna. Foto: RYAN ANSON/AP FÖR HHMI/POLARIS/TT
Biokemisten Jennifer Doudna. Foto: RYAN ANSON/AP FÖR HHMI/POLARIS/TT
Grafik: Jonas Askergren Fakta: Anna Liljemalm, Ulla Karlsson Ottosson Källor: Innovative Genomics Initiative, Uppsala universitet, Kungliga Vetenskapsakademien och Umeå universitet.
Grafik: Jonas Askergren Fakta: Anna Liljemalm, Ulla Karlsson Ottosson Källor: Innovative Genomics Initiative, Uppsala universitet, Kungliga Vetenskapsakademien och Umeå universitet.

Få genombrott har ett så tydligt för och emot som GMO. 40 år efter upptäckten används tekniken inte alls i stora delar av världen. Teknikhistoria reder ut vad det var som hände.

Publicerad

Det moderna jordbruket är minst lika teknikbaserat som läkemedelsbranschen och it-industrin. Med teknikens hjälp har vi begränsat framfarten för både växtsjukdomar och ogräs. Vi har fått fram mängder av högavkastande sorter och kan producera mer ris, vete och majs än någonsin tidigare.

Före industrialiseringen var i stort sett alla svenskar lantbrukare, men när jordbruket rationaliserades kunde en majoritet i stället ägna sig åt helt andra saker. I dag är det bara ett par procent av befolkningen som arbetar med primär jordbruksproduktion. Tekniska landvinningar som traktorer och skördetröskor är en viktig del av förklaringen, men växtförädlingen brukar räknas som en av världens viktigaste uppfinningar.

– Livsmedelssektorns viktigaste säljargument är det naturliga. I reklamfilmer visar man en gubbe med keps som får stå mitt ute på ett fält, man visar inte all teknologi som ligger bakom allt det som vi har åstadkommit. Teknologi är något fult när det kommer till jordbruk. Det är intressant att det har blivit så, säger Stefan Jansson, professor i växtfysiologi vid Umeå universitet.

Stefan Jansson, professor i växtfysiologi vid Umeå universitet. Foto: FREDRIK LARSSON
Stefan Jansson, professor i växtfysiologi vid Umeå universitet. Foto: FREDRIK LARSSON

Han menar att jordbruk alltid har inneburit ett ingrepp i naturens ordning, och så kommer det alltid att förbli. Människan har ägnat sig åt växtförädling i flera tusen år, men med åren har teknikerna förfinats i flera steg. Få upptäckter har blivit så ifrågasatta och kontroversiella som GMO. GM-tekniken går ut på att enskilda gener klipps ut och flyttas mellan olika organismer. Antingen inom arten eller mellan arter. Det handlar alltså om att tillföra växtsorter nya egenskaper, vilket inte varit möjligt med traditionella växtförädlingsmetoder. Man har förändrat arvsmassan för att få precis de egenskaper man vill ha.

Allt började med cell- och vävnadsodlingen som utvecklades på 1960-talet. Plötsligt gick det för första gången att odla celler, embryon eller enskilda pollenkorn i laboratoriemiljö och få dem att utvecklas till hela plantor.

För en lantbrukare kan angrepp av skadeinsekter eller väderomslag innebära en katastrof för produktionen. Växtförädling för att göra grödorna mer motståndskraftiga mot den typen av påverkan har förekommit i flera tusen år. På senare tid med alltmer tekniskt förfinade hjälpmedel. Foto: BRIDGEMAN IMAGES/TT
För en lantbrukare kan angrepp av skadeinsekter eller väderomslag innebära en katastrof för produktionen. Växtförädling för att göra grödorna mer motståndskraftiga mot den typen av påverkan har förekommit i flera tusen år. På senare tid med alltmer tekniskt förfinade hjälpmedel. Foto: BRIDGEMAN IMAGES/TT

Den äldsta, enklaste och fortsatt mest använda GM-metoden använder sig av jordbakterien Agrobacterium tumefaciens. I naturen orsakar bakterien en sjukdom som yttrar sig som tumörartade utväxter på den infekterade växten. Om man vill framställa genmodifierade växter tar man bort de gener i bakterien som orsakar tumörer och ersätter med de gener som man vill föra in. De första vetenskapliga artiklarna som visade detta publicerades redan 1983.

Poängen med att använda genteknik i växtförädling är att alla gener från föräldrarna inte behöver blandas. I stället för att korsa en honplanta med en hanplanta och blanda alla deras gener kan man alltså behålla bara de bra egenskaperna och tillföra gener för de egenskaper man vill förändra, något som annars tar åratal att åstadkomma. Detta ger både högre precision och snabbare växtförädling. Genteknik kan också användas till att flytta gener från en art till en annan. En gen som gör en bakterie giftig för en viss typ av insekter kan användas för att göra en växt motståndskraftig mot dessa insekter. Med genetiskt modifierade mikroorganismer framställs också vacciner, läkemedel och flera proteiner som används vid tillverkning av livsmedel.

Särskilt på växtsidan är gentekniken dock kontroversiell. I EU valde man tidigt en försiktig linje försiktig linje och i början av 2000-talet infördes i praktiken ett förbud, eftersom inga ansökningar har godkänts sedan dess. Man var osäker på vad den nya tekniken och de nya egenskaperna hos grödorna kunde ha för miljö- och hälsoeffekter samt ekologisk påverkan. Små och mellanstora europeiska växtförädlare slutade helt sonika att utveckla GM-grödor, medan större bolag flyttade verksamheten utomlands och fortsatte där i stället.

Den första GM-grödan som godkändes kommersiellt var tomatsorten Flavr Savr. Den lanserades 1994 i USA och modifierades för att inte kunna ruttna med hjälp av enzymet polygalakturonas som är ansvarigt för att mogna tomater mjuknar. Med gentekniken kunde funktionen som normalt gör att cellväggarna mjuknar stängas av.

En annan uppmärksammad GM-gröda är gyllene ris som är genetiskt modifierat för att göra ris till en A-vitaminkälla. A-vitaminbrist kan leda till blindhet och förhoppningen är att rädda synen på många barn i de utvecklingsländer där ris är basföda. Det gyllene riset har bland annat kritiserats av miljöorganisationen Greenpeace som är emot all form av GMO, men har nyligen godkänts för odling i Filippinerna.

Fortfarande är EU:s lagstiftning för GMO den kanske hårdaste i världen. Den nuvarande skrivningen har inte ändrats sedan 2001.

– Ursprungligen menade EU att GMO var när man tog en gen från en organism och stoppade in i en annan. Men lagen är inte formulerad så. Om man plockar ut en gen från en potatis och stoppar tillbaka den i samma potatis så är det också GMO, trots att den där potatisen inte är farligare nu än vad den var förut, säger Stefan Jansson.

För 40 år sedan visste man heller inte att det fanns en så stor genetisk variation inom arter. Två kommersiella majssorter delar till exempel bara två tredjedelar av sitt dna. Tusentals gener kan skilja dem åt.

– Det där hade man absolut ingen aning om, man trodde att majs var majs. I det perspektivet blir det konstigt att reglera något som handlar om att flytta en enstaka gen, säger Stefan Jansson.

Under 2000-talet har det skett stora framsteg inom genomik, vetenskapsgrenen där en organisms hela arvsmassa studeras. Med nya tekniker för att sekvensbestämma dna har det plötsligt blivit möjligt att begripa hur de olika generna ser ut. De allra första sekvensbestämningarna från 1970-talet tog lång tid och var dyra. I dag är tekniken både billig och blixtsnabb.

I dag är länder som USA, Kanada, Brasilien, Argentina och Kina de största producenterna av GM-grödor. Det gäller till exempel sojabönor, majs, raps och bomull. En del majs har till exempel tillfogats gener från en bakterie som gör att grödan blir insektsresistent. Den globala odlingen av GMO-sorter har ökat kraftigt från under 2 miljoner hektar 1996 till nästan 70 miljoner hektar 2003 och cirka 190 miljoner hektar 2019.

Motståndet mot GMO-tekniken har periodvis lett till högljudda protester och manifestationer. Inte sällan har ilskan riktats mot stora aktörer inom området, som det biotekniska jordbruksföretaget Monsanto. Foto: ALEX MILAN TRACY/NURPHOTO/REX
Motståndet mot GMO-tekniken har periodvis lett till högljudda protester och manifestationer. Inte sällan har ilskan riktats mot stora aktörer inom området, som det biotekniska jordbruksföretaget Monsanto. Foto: ALEX MILAN TRACY/NURPHOTO/REX

GMO-skeptikerna hänvisar till hälsorisker med GMO-livsmedlen, miljöskador från kemikalieanvändning och hotet mot naturliga arter när nya gener sprids i naturen. Förespråkarna menar tvärtom att forskningen visar att tekniken kan skapa säkrare livsmedel, råvaror som besprutats mindre och att spridningsriskerna är små eller rentav obefintliga. Själv ser Stefan Jansson gentekniken som en uppsättning nya, kraftfulla verktyg i växtförädlarens verktygslåda.

– När tekniken var ny fanns det ett behov av mer forskning, men slutsatserna efter decennier av studier är att det inte finns några speciella risker kopplade till tekniken. Resultaten är entydiga, säger Stefan Jansson.

Larv från malen Chilo suppressalis äter sig igenom en risplanta. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT
Larv från malen Chilo suppressalis äter sig igenom en risplanta. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/TT

Bara en sorts insektsresistent GM-majs är i dag laglig att odla kommersiellt i EU, men den odlas bara i vissa delar av Spanien. Genetiskt modifierade växter odlas dock sedan länge i liten skala i fältförsök i Sverige och i andra EU-länder. Stefan Jansson studerar till exempel genmodifierade aspar och försöker få dem att växa bättre. På sikt kan det bli aktuellt att använda träden som energiskog.

Kanske blir upptäckten av gensaxen Crispr/Cas9 det som kan överbrygga klyftan mellan ja-sägarna med nej-sägarna. I början av 2010-talet studerade den franska forskaren Emmanuelle Charpentier bakterien Streptococcus pyogenes som varje år infekterar 700 miljoner människor om året. Dödligheten är låg, men utan behandling kan infektionen leda till sepsis. I sitt labb upptäckte hon en tidigare okänd molekyl, tracrRNA. Efter en noggrann kartläggning slog hon fast att molekylen var en del av bakteriers uråldriga immunförsvar som oskadliggör virus genom att klippa sönder dess dna.

År 2011 publicerade Emmanuelle Charpentier sin upptäckt av den tidigare okända molekylen som kallas tracrRNA. I samband med det inledde hon samarbetet med biokemisten Jennifer Doudna. De tilldelades Nobelpriset i kemi 2020 för den så kallade gensaxen, Crispr, som revolutionerade möjligheten att klippa och klistra i arvsmassan. Foto: PETER STEFFEN/TT
År 2011 publicerade Emmanuelle Charpentier sin upptäckt av den tidigare okända molekylen som kallas tracrRNA. I samband med det inledde hon samarbetet med biokemisten Jennifer Doudna. De tilldelades Nobelpriset i kemi 2020 för den så kallade gensaxen, Crispr, som revolutionerade möjligheten att klippa och klistra i arvsmassan. Foto: PETER STEFFEN/TT

Emmanuelle Charpentier publicerade upptäckten 2011 och inledde samtidigt ett samarbete med biokemisten Jennifer Doudna. Tillsammans lyckades de styra gensaxen så att den klippte av vilken dna-molekyl som helst på ett förutbestämt ställe. Där klippet ligger är det sedan lätt att skriva om livets kod. Under 2020 belönades Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna med Nobelpriset i kemi för sina upptäckter. Gensaxen beskrevs samtidigt som ”ett av genteknikens skarpaste verktyg”.

EU klassar alla växter som modifierats med Crispr/Cas9 som GMO, och tekniken är därmed i realiteten förbjuden i kommersiell användning. Detta trots att modifieringen är identisk med en som kan ske spontant. Kanske blir det ändring på den saken. GMO definieras som en genetiskt modifierad organism som är förändrad i arvsmassan på ett sätt som inte kan ske naturligt, men eftersom mutationerna som uppstår med hjälp av gensaxen kan uppstå naturligt och under 2021 öppnade EU-kommissionen för en förändring av lagstiftningen. Något beslut har ännu inte fattats.

Grafik: Jonas Askergren Fakta: Anna Liljemalm, Ulla Karlsson Ottosson Källor: Innovative Genomics Initiative, Uppsala universitet, Kungliga Vetenskapsakademien och Umeå universitet.
Grafik: Jonas Askergren Fakta: Anna Liljemalm, Ulla Karlsson Ottosson Källor: Innovative Genomics Initiative, Uppsala universitet, Kungliga Vetenskapsakademien och Umeå universitet.

Lästips!

Boken Bortom GMO: Vetenskap och växtförädling för ett hållbart jordbruk av Torbjörn Fagerström, Stefan Jansson och Roland von Bothmer (Fri Tanke Förlag, 2015).

Skriften Vetenskapen säger: Om genmodifierade växter (Kungliga Vetenskapsakademien, 2022).