Genetisch gemanipuleerd voedsel zou de wereldwijde voedselproductie radicaal veranderen

• GGO’s versus CRISPR – wat is het verschil?
• Yield 10 Bioscience gebruikt CRISPR om gewassen productiever te maken
• De olie van Calyxt sojabonen bevat geen schadelijke transvetten meer
• Nederlandse wetenschappers gebruiken CRISPR om tarwe te ontwikkelen met ‘veilige gluten’
• Het reguleren van gemodificeerde gewassen
• Genbewerking – de toekomst van de voedselproductie?

Na het nieuws over de genetisch gemanipuleerde Chinese baby’s werd de genbewerkingstechniek CRISPR door velen bestempeld als een van de vier ruiters van de Apocalyps, de boodschappers van het einde der tijden. Maar hoewel er voor CRISPR inderdaad meer regelgeving en transparantie nodig is, belooft deze technologie zoveel potentieel voor de mensheid dat we het niet zomaar van de hand kunnen wijzen. Bovendien is genmanipulatie natuurlijk niets nieuws.

Het manipuleren van levende organismen wordt al tientallen jaren gedaan en kan in de toekomst een zeer positieve bijdrage leveren aan de wereldwijde voedselproductie. Genbewerking is een innovatief proces waarmee wetenschappers het DNA van bijna elk levend organisme kunnen wijzigen, met als doel nieuwe of verbeterde functionaliteit. Dankzij genbewerking kunnen we nu niet alleen gewassen produceren die beter bestand zijn tegen ziekten en plagen, maar bijvoorbeeld ook voedsel dat geen allergenen of schadelijke stoffen als transvetten bevat.

GGO’s versus CRISPR – wat is het verschil?

Een van de meest populaire genbewerkingsmethoden van dit moment is CRISPR-Cas9 – clustered regularly interspaced palindromic repeats. Het genoom van veel micro-organismen bevat stukjes DNA die zich steeds opnieuw herhalen en CRISPR-Cas9 fungeert als ‘moleculaire schaar’ die DNA op een specifieke locatie ‘knipt’, waarna de cel zijn DNA-structuur automatisch herstelt.

We moeten CRISPR echter niet verwarren met GGO’s (genetisch gemodificeerde organismen). Het GGO-voedsel dat in de jaren negentig voor het eerst verscheen is meestal gebaseerd op het inbrengen van nieuwe genen uit een ander organisme. Met een gen uit een bacterie kun je maïs bijvoorbeeld resistent maken tegen herbiciden. Sinds de introductie van GGO’s zijn wettelijke obstakels en bezorgdheden over de veiligheid en langetermijngevolgen van het genetisch bewerken van voedsel niet van de lucht geweest. Volgens een enquête van het Pew Research Center in 2018 is 49 procent van de Amerikaanse consumenten van mening dat GGO-voedselproducten slechter zijn voor de gezondheid dan ‘gewoon’ voedsel.

Maar in vergelijking met GMO-technologie is CRISPR veelzijdiger, preciezer, sneller en goedkoper, wat betekent dat het minder invasief en een beter alternatief is. “Er moet een onderscheid worden gemaakt, met name in de publieke sfeer, tussen ‘genetisch gemodificeerde organismen’ die worden gegenereerd door de transgene introductie van vreemde DNA-sequenties en ‘genoom-bewerkte gewassen’ die worden gegenereerd door nauwkeurige bewerking van het oorspronkelijke genoom van een organisme”, zeggen Sanwen Huan, Detlef Weigel, Roger N Beachy en Jiayang Li in het tijdschrift Nature Genetics.

Yield 10 Bioscience gebruikt CRISPR om gewassen productiever te maken

In 2018 maakte het agtech-bedrijf Yield 10 Bioscience onderzoeksresultaten bekend met betrekking tot de camelina-plant. De onderzoekers hadden een gen geïdentificeerd dat de groei van deze plant vertraagt. Vervolgens hebben ze dit gen met CRISPR zo gemanipuleerd dat de planten sneller groeiden. Naast meer vertakkingen was de zaadopbrengst van de planten bovendien 26 tot 65 procent hoger en in sommige gevallen waren de zaden zelfs zwaarder dan die van de reguliere planten. Het team wil deze innovatie het komende jaar in veldomstandigheden testen en onderzoeken of hetzelfde principe op andere commerciële gewassen toegepast kan worden, zoals sojabonen of koolzaad.

Volgens Olly Peoples, de CEO van het bedrijf, kun je gewassen met genbewerking niet alleen productiever maken, maar mogelijk ook een heleboel andere functies verbeteren. “We kunnen er van alles mee doen – productie verhogen, smaak verbeteren, uiterlijk verfraaien. Denk aan appels of champignons die niet bruin worden of sla die niet verwelkt”, aldus Peoples.

De olie van Calyxt sojabonen bevat geen schadelijke transvetten meer

Naast hogere opbrengsten zal de groeiende wereldbevolking ook gezonder voedsel nodig hebben en het in Minnesota gevestigde bedrijf Calyxt is hard aan het werk om dat voor elkaar te krijgen. Het bedrijf is gespecialiseerd in de ontwikkeling van genoom-bewerkte voedingsmiddelen, waaronder oliën en vezelrijke tarwe waarvoor geen pesticiden nodig zijn.

Een van de belangrijkste doorbraken is de ontwikkeling van sojaolie die geen transvetten bevat. Sojaolie is een veelgebruikt ingrediënt in saladedressings en frituurolie. Vanwege de gedeeltelijke hydrogenering bevat deze olie transvetten waarvan aangetoond is dat ze hart- en vaatziekten veroorzaken. Omdat transvetten dusdanig schadelijke gevolgen heeft voor de gezondheid, lanceerde de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) het REPLACE-initiatief, met als doel ervoor te zorgen dat ons voedsel tegen 2023 geen transvetten meer bevat. De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) heeft ook stappen ondernomen om het gebruik van oliën die transvetten bevatten aan banden te leggen. Calyxt heeft nu een manier gevonden om sojaolie gezonder te maken. De onderzoekers van het bedrijf slaagden erin om met CRISPR een ​​sojaboon te produceren die 0% transvetten bevat. Vergeleken met reguliere sojabonen bevat de bewerkte sojaboon bovendien 80 procent oliezuur, wat een cholesterol- en bloeddrukverlagende werking heeft.

Nederlandse wetenschappers gebruiken CRISPR om tarwe te ontwikkelen met ‘veilige gluten’

Het potentieel van CRISPR wordt ook in Nederland onderzocht. Onderzoekers van Wageningen University gebruiken het om mensen met coeliakie (Celiac Disease) te helpen. Coeliakie is een aandoening waarbij het immuunsysteem abnormaal reageert op voedsel dat gluten bevat, een eiwit dat veel voorkomt in tarwe. De ziekte kan mensen van elke leeftijd treffen en glutenvrije voeding is vaak de enige oplossing. Glutenvrije producten zijn echter vaak van mindere (nutritionele) kwaliteit en bovendien duurder dan gewone voedselproducten. De Nederlandse onderzoekers hebben het gluten-gen in tarwe nu veranderd zodat het veilig is voor coeliakiepatiënten.

Ze kregen dit voor elkaar door de toxische antigenen (epitopen) te vernietigen die verantwoordelijk zijn voor de negatieve effecten van gluten. Deze antigenen bevinden zich op genen in het complexe genoom van tarwe dat bestaat uit 16 miljard DNA-letters – vijf keer meer dan bij mensen. Om het nog ingewikkelder te maken zien gluten-genen eruit “als een herhaling van meerdere genen” – met maximaal 50 herhalingen. “Niet al deze genen bevatten de toxische epitopen en met deze nieuwe CRISPR-cas9-techniek is het mogelijk om een ​​deel ervan te verwijderen en de niet-toxische te laten zitten”, zegt Jan Schaart, een van de onderzoekers.

De innovatie bevindt zich nog in de prototype-fase en er moet nog veel werk worden verricht om aan te kunnen tonen dat de tarwe volkomen veilig is voor mensen met coeliakie. Om hun project verder te ontwikkelen heeft het team financiering en partnerschappen met andere organisaties nodig. Hun doel is binnen tien jaar tarwe op de markt te brengen met veilige gluten. “Voorbeelden als dit tarweglutenproject zijn de enige manier om mensen te laten zien dat CRISPR-Cas9 goede dingen kan doen voor de maatschappij”, aldus  Schaart.

Het reguleren van gemodificeerde gewassen

Net als met genetisch gemodificeerd voedsel is er voor CRISPR ook tijd nodig voor onderzoek, ontwikkeling, testen en publieke acceptatie. Geertje Tuenter schrijft in het NRC: “Het Europees Hof van Justitie heeft besloten dat nieuwe technieken om planten genetisch te veranderen in principe onder de bestaande regels voor genetische modificatie vallen. Alleen wanneer gen-bewerkte plantenrassen uitgebreid en langdurig zijn getest op gezondheid en milieu-impact mogen ze op de Europese markt worden toegelaten. Het Europees Hof zet genetische bewerking zoals bijvoorbeeld CRISPR-Cas daarmee op één lijn met genetische modificatie, dat binnen de EU vergaand aan banden is gelegd. Ook genetisch gemodificeerde planten moeten uitgebreid worden getoetst voor ze op de markt komen en er worden daardoor op dit moment nagenoeg geen genetisch gemodificeerde gewassen verbouwd in Europa”.

Paradoxaal genoeg wordt in de verordening van 2001 niet eens melding gemaakt van mutaties die veroorzaakt worden door straling en chemicaliën, “omdat gewassen al sinds de jaren 1940 op deze manier zijn ontwikkeld”, schrijft Anthony King voor Chemistry World. Europa koppelt zich hiermee los van de grootste revolutie die de biologie in de afgelopen dertig jaar heeft gekend. Dit zou de prijzen voor CRISPR-voedsel op de Europese markt drastisch kunnen verhogen, waardoor het moeilijk, zo niet onmogelijk wordt voor startups en middelgrote bedrijven om hun producten te verkopen. Het zou voor wetenschappers zelfs een reden kunnen zijn om Europa te verlaten en zich ergens te vestigen waar onderzoek goedkoper en gemakkelijker is. In andere delen van de wereld staat men meer open voor genbewerking. In Canada bijvoorbeeld, worden gewassen niet gereguleerd op basis van de gebruikte productiemethode maar op basis van de eigenschappen van het gewas. Andere landen – zoals China en Argentinië – hebben “een lichte regelgevende benadering ten aanzien van genbewerking” ontwikkeld, die een vruchtbare voedingsbodem vormt voor investeringen. In de VS heeft het ministerie van Landbouw besloten om gen-bewerkte oplossingen niet te reguleren, omdat dergelijke technologie verbeterde gewassen snel kan introduceren en men daarmee tijd en geld kan besparen.

Genbewerking – de toekomst van de voedselproductie?

Dankzij de vele potentiële toepassingen heeft genbewerkingstechnologie de laatste jaren  enorm veel aandacht gekregen. Dingen die vroeger ondenkbaar waren zijn nu mogelijk dankzij CRISPR. Deze techniek biedt een eenvoudige en betaalbare manier om de voedselproductie te stimuleren en het voedsel dat we eten gezonder en veiliger te maken. Door gebruik te maken van de kracht van CRISPR zouden wetenschappers (ook zeldzame en wilde) gewassen in de toekomst overal ter wereld kunnen verbouwen. Dit zou leiden tot een afname in de transportkosten en goedkopere groente- en fruitproducten mogelijk maken.

Door plant-DNA te bewerken zouden wetenschappers allergenen uit voedsel kunnen verwijderen. Genbewerking kan voedsel ook voedzamer, gezonder en lekkerder maken. Denk bijvoorbeeld aan zoetere aardbeien, sla die langer vers blijft en sojabonen zonder schadelijke transvetten. Bovendien zouden regio’s die kampen met voedselschaarste op deze manier toegang kunnen krijgen tot voedzame voedselproducten. Stel je eens voor hoeveel levens we op deze manier positief zouden kunnen veranderen.