Latem 1989 roku Randy Ploetz był w swoim laboratorium na południe od Miami, kiedy otrzymał przesyłkę z Tajwanu. Ploetz, który uzyskał doktorat z patologii roślin pięć lat wcześniej, zbierał choroby bananów i regularnie otrzymywał tajemnicze przesyłki zawierające patogeny wyciągnięte z gleby z odległych plantacji. Jednak patrząc przez mikroskop, Ploetz zdał sobie sprawę, że ten tajwański patogen nie przypominał żadnej innej choroby bananów, z którą zetknął się wcześniej, więc wysłał próbkę do badań genetycznych. Był to Tropical Race 4 (TR4) – szczep grzyba Fusarium oxysporum cubense, który żyje w glebie, jest odporny na pestycydy i zabija bananowce, pozbawiając je wody i składników odżywczych. Był to patogen, który miał pochłonąć następne trzy dekady jego życia zawodowego.
TR4 wpływa tylko na szczególny rodzaj banana zwany Cavendish. Na świecie istnieje ponad 1000 odmian bananów, ale Cavendish, nazwany tak na cześć brytyjskiego szlachcica, który hodował te egzotyczne owoce w swoich szklarniach na skraju Peak District, stanowi prawie cały rynek eksportowy. Brazylijski banan jabłkowy, na przykład, jest mały, cierpki i ma twardy miąższ, podczas gdy wiotki Pisang Awak, podstawa w Malezji, jest znacznie słodszy od Cavendisha. Jednak żaden banan nie stał się tak wszechobecny jak Cavendish, na który przypada 47 procent całej światowej produkcji tego owocu. Według Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa to 50 milionów ton bananów Cavendish każdego roku – 99 procent całego światowego eksportu bananów.
Wielka Brytania, która importuje pięć miliardów bananów każdego roku, przyzwyczaiła się do tej pozornie niekończącej się dostawy tanich i pożywnych owoców wysyłanych z plantacji oddalonych o tysiące kilometrów przez Atlantyk. Ale wysokonakładowy, niskomarżowy przemysł bananowy od dziesięcioleci balansuje na krawędzi noża. „Wygląda to bardzo stabilnie, bo dostajemy banany, ale koszty środowiskowe i społeczne, które na to pozwalają, są wysokie” – mówi Dan Bebber, badacz z Uniwersytetu w Exeter, który pracuje nad finansowanym przez rząd brytyjski projektem mającym na celu zabezpieczenie przyszłości bananów. Jeśli jedna część tego ściśle związanego łańcucha dostaw pęknie, cała branża eksportowa może się zawalić.
Pomimo swojej wszechobecności, Cavendish jest czymś w rodzaju genetycznego wyjątku wśród upraw: ponieważ ma trzy kopie każdego chromosomu, jest sterylny i może się rozmnażać tylko poprzez tworzenie klonów samego siebie. To sprawia, że Cavendish jest idealną rośliną do uprawy na skalę – rolnicy wiedzą, jak plantacja bananów Cavendish będzie reagować na pestycydy, jak szybko będą dojrzewać jej owoce, ile bananów da każda roślina. „Wiesz, co stanie się z bananem Cavendish, kiedy go zbierzesz”, mówi Bebber. „Kiedy wkładasz go do pojemnika w lodówce, przez większość czasu dokładnie wiesz, co wyjdzie z drugiego końca”. Rośliny Cavendish są krótkie, więc nie przewracają się łatwo podczas huraganu, są łatwe do spryskiwania pestycydami i niezawodnie produkują dużo bananów.
Koncentrując wszystkie swoje wysiłki na Cavendish, eksporterzy bananów zbudowali system, który pozwala tropikalnemu owocowi uprawianemu tysiące kilometrów stąd pojawić się na półkach supermarketów w Wielkiej Brytanii za mniej niż 1 funt za kilogram – podcinając owoce takie jak jabłka, które są uprawiane w dziesiątkach odmian znacznie bliżej domu. „Ludzie chcą tanich bananów”, mówi Bebber. „System jest ustawiony na bardzo jednolite zbiory”. Mówiąc wprost – jednolitość równa się wyższym zyskom na roślinę dla producentów bananów. „Oni są uzależnieni od Cavendisha”, mówi Ploetz, dziś 66-letni profesor w Tropikalnym Centrum Badań i Edukacji Uniwersytetu Florydy. To właśnie ta jednorodność genetyczna stanowi podstawę przemysłu eksportowego wartego 8 miliardów dolarów rocznie.
Zakażona TR4 plantacja bananów w pobliżu Darwin, Australia. Aby zapobiec jego rozprzestrzenianiu się, region ten podlega zasadom kwarantanny biologicznej.
Kawendisz nie zawsze był popularny. Przed latami 50. ubiegłego wieku w Europie i Ameryce wybierano banany Gros Michel – bardziej kremowe i słodsze, które zdominowały rynek eksportowy. W przeciwieństwie do Cavendisha, który musiał być przewożony w kartonach, aby chronić swoją delikatną skórkę, solidny i gruboskórny Gros Michel idealnie nadawał się do długich, wyboistych podróży przez Atlantyk. W tamtych czasach Cavendish, o cienkiej i nieco mdłej skórce, był postrzegany jako banan drugiej kategorii.
Jednakże Gros Michel miał jedną słabość. Był podatny na Tropical Race 1 (TR1), wcześniejszą odmianę grzyba Fusarium. TR1 został po raz pierwszy wykryty w Ameryce Łacińskiej w 1890 roku i w ciągu następnych 60 lat zniszczył plantacje bananów w Ameryce Łacińskiej, kosztując branżę 2,3 miliarda dolarów w przeliczeniu na dzisiejsze czasy. Nie mając innego wyboru, największe firmy produkujące banany przestawiły produkcję na banany zapasowe: Cavendish. W 1960 roku największy eksporter bananów na świecie, United Fruit Company (obecnie Chiquita) zaczął przestawiać się na Cavendisha, podążając za przykładem swojego mniejszego rywala, Standard Fruit Company (obecnie Dole), który przestawił się na Cavendisha w 1947 roku. Pomimo wszystkich swoich wad, Cavendish miał jedną ogromną przewagę nad Gros Michel, który na zawsze zniknął z półek amerykańskich supermarketów w 1965 roku: był całkowicie odporny na TR1.
Ale Cavendish nie ma żadnej obrony przed TR4. Kiedy Ploetz po raz pierwszy zetknął się z nowym patogenem, odnotowano zaledwie kilka przypadków podejrzeń zakażenia. W 1992 roku Ploetz otrzymał paczki zawierające TR4 z plantacji w Indonezji i Malezji. „W tym czasie wiedzieliśmy tylko, że jest to nowy patogen,” mówi. „Nie wiedzieliśmy, czego się spodziewać, jeśli chodzi o jego szersze implikacje. Im więcej próbek otrzymywaliśmy z tych plantacji eksportowych, tym bardziej zdawaliśmy sobie sprawę, że jest to większy problem, niż kiedykolwiek przewidywaliśmy” – wspomina. Jego przewidywania okazały się niezwykle trafne.
W 2013 roku TR4 został znaleziony po raz pierwszy w Mozambiku. Ploetz uważa, że został on przeniesiony na butach i sprzęcie plantatorów bananów z południowo-wschodniej Azji. Patogen zawędrował teraz do Libanu, Izraela, Indii, Jordanii, Omanu, Pakistanu i Australii. W 2018 roku znaleziono go w Myanmarze. „Następnie w południowo-wschodniej Azji”, mówi Ploetz. „To jest wszędzie.”
Kiedy TR4 uderza, zniszczenie jest prawie całkowite. „Wygląda to tak, jakby ktoś poszedł na plantację z herbicydem” – mówi Ploetz. „Są duże obszary, które nie mają już żadnych roślin w ogóle”. Grzyb, który może żyć niewykryty w glebie przez dziesięciolecia, wchodzi do bananowców przez ich korzenie i rozprzestrzenia się na przewodzące wodę i składniki odżywcze tkanki wewnątrz, ostatecznie głodząc roślinę z pożywienia. Po dwóch do dziewięciu miesiącach od zarażenia, wydrążona od środka roślina zapada się w sobie. Gleba, na której rosła, teraz najeżona grzybem, jest bezużyteczna do uprawy bananów.
Jak TR4 pełznie przez świat w kierunku Ameryki Łacińskiej, genetyczna jednorodność Cavendisha zaczyna wyglądać jak przekleństwo. Ploetz szacuje, że TR4 zabił już więcej bananów Cavendish niż Gros Michel zabił TR1, a w przeciwieństwie do poprzedniej epidemii, nie ma banana odpornego na TR4, który mógłby zastąpić Cavendisha. A czas na znalezienie rozwiązania szybko się kończy. „Pytanie brzmi: 'Kiedy to się tu pojawi?'”, mówi Ploetz. „Cóż, może już tu być.”
Do tej pory Ameryka Łacińska, która uprawia prawie wszystkie banany eksportowe na świecie – w tym te dla USA i Europy – uniknęła TR4. Ale, jak mówi Ploetz, jest to tylko kwestia czasu. „Nasze obawy w Ameryce Środkowej są takie, że jeśli ktoś ma epidemię w swojej posiadłości, będzie trzymał gębę na kłódkę, a wtedy rozprzestrzeni się ona szeroko, zanim ludzie zorientują się, że tam jest”, mówi.
W obliczu kryzysu, który może sprawić, że Cavendish zniknie na zawsze, garstka naukowców ściga się, aby użyć edycji genów do stworzenia lepszego banana i wprowadzić na rynek pierwszy na świecie Cavendish odporny na TR4-
. Aby to osiągnąć, będą musieli zmierzyć się nie tylko z ograniczeniami technologii, ale także z oporem ze strony ustawodawców, ekologów i konsumentów nieufnych wobec upraw GMO. Ale jak TR4 zamyka się w Ameryce Łacińskiej, edycji genów może być ostatnią szansą mamy do zapisania jeden banan wybraliśmy ponad wszystkie inne.
Christina Pignocchi, starszy naukowiec w Tropic Biosciences, kontroluje uprawy bananów Cavendish roślin rosnących w szklarni na park badawczy w Norwich.
W polu poza małym miasteczkiem zwanym Humpty Doo w słabo zaludnionym Terytorium Północnym Australii, jedno rozwiązanie epidemii TR4 rośnie od sześciu lat. „Na Terytorium Północnym, jest praktycznie we wszystkich obszarach uprawy bananów,” mówi James Dale, profesor na Queensland University of Technology w Brisbane. „Większość plantacji jest nadal zamknięta”. Ale na tym jednym polu, jedyne na świecie odporne na TR4 banany Cavendish kwitły, podczas gdy wszędzie wokół nich rośliny uległy.
Przez osiem lat klucz do stworzenia bananów odpornych na TR4 pozostawał zamknięty w laboratorium Dale’a. W 2004 roku wyizolował on pojedynczy gen z dzikiego banana o nazwie Musa acuminata malaccensis. W przeciwieństwie do swojego dalekiego potomstwa, Musa acuminata malaccensis raczej nigdy nie znajdzie się w składzie płatków śniadaniowych. Jej małe, cienkie owoce wypełnione są ponad 60 twardymi nasionami, każde o średnicy około pół centymetra. Ale ta niejadalna roślina ma jeszcze jedną zaletę. Jest naturalnie odporna na TR4.
Po wyizolowaniu genu odporności – RGA2 – z dzikiego banana i wprowadzeniu go do rośliny Cavendish, Dale natrafił na przeszkodę. „Nie mogliśmy przenieść grzyba z Terytorium Północnego do naszych szklarni”, mówi. Surowe australijskie przepisy dotyczące kwarantanny biologicznej uniemożliwiały przewiezienie zakażonej TR4 ziemi z dotkniętego zarazą Terytorium Północnego do Queensland, gdzie rośnie większość bananów w kraju.
Dopiero telefon od australijskiego właściciela plantacji dał Dale’owi szansę na przetestowanie swoich zmodyfikowanych bananów. Robert Borsato otworzył swoją plantację bananów tuż za Humpty Doo w 1996 roku – rok przed tym, jak TR4 został wykryty w Darwin, 40 km dalej. Pod koniec lat 2000, farma Borsato została opanowana przez chorobę. Zdesperowany, zwrócił się do Dale’a o pomoc.
„Powiedziałem mu: 'Mamy to możliwe rozwiązanie, ale nie mamy pojęcia, czy te rośliny są odporne – czy mógłbyś z nami współpracować?'” wspomina Dale, który ma 68 lat, nosi okulary bez oprawek i niechlujną siwą brodę. „
Trzyletnia próba zakończyła się w 2015 roku, ale minęły kolejne dwa lata, zanim Dale opublikował swoje wyniki w czasopiśmie Nature Communications. Do końca badań od 67 do 100 procent roślin bez genu odporności zostało zabitych lub zainfekowanych TR4. Spośród pięciu linii roślin z dodanym genem RGA2, cztery miały znacznie niższe wskaźniki infekcji – poniżej 30 procent – a jedna linia w ogóle nie wykazywała oznak choroby. Inny zestaw roślin z edytowanym genem odporności na TR4 pochodzącym od glisty wykazał podobne wskaźniki przeżycia.
Komórki edytowane metodą CRISPR stają się sadzonkami bananów. Mamy nadzieję, że wyrosną z nich drzewa odporne na TR4.
Po sukcesie wstępnych badań terenowych Dale rozpoczyna kolejne badania w Humpty Doo, obejmujące obszar ponad dziesięciokrotnie większy niż pierwotne miejsce. On ma nadzieję zobaczyć edytowane Cavendish na sprzedaż do 2021 – pierwszy genetycznie zmodyfikowany (GM) banany kiedykolwiek sprzedawane w Australii. Byłyby to pierwsze banany GM sprzedawane gdziekolwiek, ale inna próba Dale prowadzi, Bill i Melinda Gates Foundation finansowane plan inżynierii witaminy-A wzbogacony Cavendish bananów w Ugandzie, będzie prawdopodobnie pip australijskich bananów do post.
Ale TR4 banany Dale’a odporne są nadal, aby przejść ważny test. Nie zjadł jeszcze ani jednego – nawet ukradkiem, jak twierdzi, ponieważ warunki licencji próbnej zabraniają komukolwiek spróbować owoców. „W zasadzie musimy je zgniatać i używać jako ściółki”, mówi Dale. Zamiast tego, wszystkie jego banany odporne na TR4 – jedyne tego rodzaju na świecie – są przerabiane na nawóz.
Problem polega na tym, że rośliny Dale’a są klasyfikowane jako organizmy modyfikowane genetycznie (GMO). Jego banany zawierają informację genetyczną z dwóch organizmów – gen z Musa acuminata malaccensis jest przeszczepiony do genomu Cavendisha za pomocą bakterii jako „wahadła”. Zgodnie z przepisami australijskiego Urzędu Regulacji Technologii Genowych, eksperymenty z GMO są dozwolone tylko w ściśle określonych warunkach, aby zapobiec potencjalnej szkodzie dla ludzi i zminimalizować prawdopodobieństwo, że rośliny GM rozmnożą się z naturalnie występującymi roślinami i wprowadzą zmiany genetyczne. Obawy, które w przypadku sterylnego Cavendish, jest niepotrzebne.
Dale wspomina próbę polową bananów GM uderzonych przez cyklon w North Queensland. „Wszystkie banany leżały na ziemi – zostały po prostu zdmuchnięte” – mówi. Następnego ranka otrzymał telefon z Office of the Gene Technology Regulator z pytaniem, czy w całej Australii rozwiewany był materiał z bananów GM. „Podejrzewam, że tak” – powiedział Dale regulatorowi. Ale ponieważ banany Cavendish są sterylne, istniała zerowa szansa, że jakiekolwiek zabłąkane GM-bananowe DNA wyląduje w innej roślinie. „Banany są, prawdopodobnie ze wszystkich upraw, absolutnie najbezpieczniejsze do zrobienia zarówno szklarni i prób polowych na materiale GM. Nie ma szans na ucieczkę.”
Jeśli jego kolejna próba zakończy się sukcesem, Dale planuje wystąpić o licencję na degustację, a następnie wprowadzić banany na rynek. „W ciągu najbliższych czterech do pięciu lat, które upłyną, zanim banany te przejdą przez proces regulacji, TR4 stanie się bardzo, bardzo istotnym czynnikiem w australijskim przemyśle” – mówi Dale. A ponieważ Australia zakazuje importu świeżych bananów, rząd może być zmuszony do wyboru między akceptacją bananów GM a zniesieniem ograniczeń importowych. „My bet is they’ll have a GM Cavendish,” Dale says.
Outside of Uganda and Australia, the future for the GM banana looks bleak. W UE, tylko 64 upraw GM są zatwierdzone do sprzedaży – wszystkie z nich wersje bawełny, kukurydzy, rzepaku, soi lub buraka cukrowego – z ogromną większość z nich idzie do paszy dla zwierząt. W UE uprawia się tylko jedną roślinę genetycznie zmodyfikowaną – MON 810 – odmianę kukurydzy genetycznie zmodyfikowaną w celu uzyskania odporności na ćmę, która drąży dziury w roślinie. Pomimo stosunkowo powszechne w USA, GM owoce i warzywa nigdy nie zostały sprzedane w UE, a firmy bananów, zbyt, unikają owoców GM. „Jesteśmy całkowicie naturalną firmą”, dyrektor wykonawczy Del Monte powiedział mi przez telefon, kiedy poruszyłem kwestię upraw genetycznie modyfikowanych.
Dale wie, że jego TR4 odporne banany są mało prawdopodobne, aby kiedykolwiek opuścić Australię. „Gdyby świat zaakceptował GMO, wtedy byłyby gotowe do wyjazdu” – mówi. Chociaż naukowcy nie byli w stanie znaleźć żadnych długoterminowych skutków zdrowotnych związanych z konsumpcją genetycznie modyfikowanej żywności – stanowisko popierane przez Światową Organizację Zdrowia i Amerykańskie Stowarzyszenie Medyczne – grupy konsumenckie i środowiskowe od dawna sprzeciwiają się technologii.
Dziesiątki krajów, w tym Chiny, Rosja, Japonia, Australia, Brazylia i Unia Europejska, prawnie wymagają etykietowania żywności GM. W USA, gdzie wiele firm spożywczych umieszcza na swoich produktach dobrowolne etykiety „No GMO”, ustawa wymagająca etykietowania żywności GM została podpisana przez prezydenta Obamę w lipcu 2016 r., ale producenci żywności do tej pory powoli reagowali na nowe przepisy.
Dale podejrzewa, że – poza kilkoma wyjątkowymi przypadkami – świat nigdy nie zaakceptuje jego bananów GMO. „Przegraliśmy dyskusję na temat GMO” – mówi. Ale w 2016 roku, kiedy przeglądał wyniki swoich badań polowych upraw odpornych na TR4, Dale zauważył ogłoszenie, które na nowo rozpaliło jego nadzieje na lepszego Cavendisha. W kwietniu, Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA) zatwierdził grzyb, który został zaprojektowany tak, aby był odporny na brązowienie przy użyciu nowego narzędzia do edycji genów o nazwie CRISPR. W marcu 2018 roku USDA wyjaśnił swoje stanowisko, mówiąc, że nie będzie regulował „zestawu nowych technik, które są coraz częściej wykorzystywane przez hodowców roślin do produkcji nowych odmian roślin, które są nieodróżnialne od tych opracowanych za pomocą tradycyjnych metod hodowlanych.”
Logika USDA jest prosta. Jeśli używasz edycji genów, aby dokonać prostej zmiany – powiedzmy, pojedynczej delecji w genie, która zmienia tylko jeden mały aspekt całej rośliny – to jest to po prostu to, co może się zdarzyć w naturze i tak. Precyzyjne edytowanie genów, argumentuje regulator, jest po prostu przyspieszenie naturalnego procesu hodowli. Dla USDA banan edytowany genami to po prostu banan.
W lipcu 2018 roku Dale opublikował wyniki eksperymentu, w którym użył CRISPR do zmodyfikowania genomu Cavendisha, dzięki czemu rośliny wyrosły na białe i skurczone. Chociaż udowodniło to, że możliwe jest użycie CRISPR do edycji komórek bananów, banany albinosy Dale’a były technicznie nadal GMO, ponieważ wszystkie zawierały ułamek bakteryjnego DNA wstawionego, aby ułatwić znalezienie pięciu do dziesięciu procent edytowanych komórek w roztworze zawierającym nawet milion komórek embriogennych. Ostatecznie banany zedytowane za pomocą CRISPR nie będą zawierały DNA żadnego innego organizmu: będą to banany Cavendish na wskroś. „Musiałem się cofnąć i zacząć od nowa” – mówi Dale, kręcąc głową ze smutkiem. Dale mógł być pierwszym, który stworzył zmodyfikowaną genetycznie wersję Cavendisha odporną na TR4, ale w wyścigu o stworzenie pierwszej wersji edytowanej genetycznie nie jest już jedynym konkurentem.
Gilad Gershon, dyrektor generalny Tropic Biosciences, z rośliną Cavendisha. Jego początkowym celem jest wykorzystanie CRISPR do stworzenia wolniej dojrzewających owoców – a następnie podjęcie wyzwania, jakim jest banan odporny na TR4.
W laboratorium na obrzeżach Norwich Ofir Meir, dyrektor generalny Tropic Biosciences, trzyma w ręku przyszłość banana: rząd po rzędzie szarawych skupisk komórek ułożonych w szalce Petriego. Miną miesiące, zanim z tych skupisk wyrosną pędy i będą gotowe, by dołączyć do zgrabnych rzędów roślin, z których każda ma nie więcej niż kilka centymetrów wysokości, rosnących w probówkach. Stamtąd garstka okazów trafi do szklarni po drugiej stronie parku badawczego. Meir, lat 40, podnosi głos, żeby było go słychać ponad niską temperaturą komór wzrostowych, w których rośliny utrzymywane są w temperaturze 28,3°C: „Pewnego dnia, te pędy staną się polem w Ameryce Południowej.”
Genetycznie rzecz biorąc, rośliny w probówkach Meira są prawie identyczne z każdą inną rośliną Cavendish na planecie. Różnica sprowadza się do kilku genów. Banany Meira zostały zmodyfikowane przy użyciu CRISPR-Cas9, cząsteczki modyfikującej DNA, odkrytej w 2012 roku przez genetyków Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna. CRISPR może, za pomocą kilku molekularnych cięć, dezaktywować gen w organizmie. Technika ta pozwoliła grzybom odpornym na brązowienie ominąć przepisy USDA dotyczące GMO.
„CRISPR jest precyzyjny, stosunkowo łatwy w użyciu i pozwala młodej firmie, takiej jak my, rozpocząć prawdziwą edycję genetyczną” – mówi Gilad Gershon, dyrektor generalny firmy Tropic. Gershon, który założył firmę w lipcu 2016 roku, pracował dla kalifornijskiej firmy inwestycyjnej Pontifax AgTech zajmującej się rolnictwem, kiedy przekonał się, że CRISPR ma zamiar wysadzić w powietrze przemysł rolniczy.
„To naprawdę oznacza rewolucję dla branży”, mówi Gershon, 36. Przez dziesięciolecia, pole zostało zdominowane przez garstkę firm agrochemicznych – Monsanto, Syngenta, Bayer i DuPont – którzy skierowali swoje wysiłki GMO do przebojowych upraw takich jak kukurydza, soja, bawełna i nasiona rzepaku. „To było po prostu tak drogie – trzeba było wydać 100 milionów dolarów na nich, więc był zobowiązany do pracy na kukurydzy,” mówi. „Teraz, gdy koszty są ułamkiem tego, pole możliwości jest znacznie większe.”
W przemyśle, w którym marże są cienkie jak brzytwa, mała poprawka, aby zrobić lepszy banan może mieć ogromne implikacje. Małe skupiska komórek w szalce Meira to embrionalne komórki macierzyste banana, które zostały zmodyfikowane tak, by wyrosły na pełnowymiarowe rośliny z owocami, które dojrzewają wolniej niż typowe Cavendish. Kiedy banany dojrzewają, uwalniają gaz zwany etenem, który skłania inne owoce do pójścia w ich ślady i szybszego dojrzewania. Jeden nieuczciwy żółty banan na pokładzie kontenerowca może spowodować reakcję łańcuchową, która może zniszczyć nawet 15 procent ładunku. Jeśli Gershon może podrasować genom bananów tak, że dojrzewają wolniej, może to powstrzymać miliony ton bananów psujących się i zaoszczędzić eksporterom fortunę.
Jeszcze wolno dojrzewające banany są tylko wstępem do planów Gershona. Jego firma wykorzystuje również technikę edycji genów do stworzenia naturalnie bezkofeinowej kawy i powstrzymania miąższu bananów przed tak szybkim brązowieniem. Ale prawdziwa nagroda dla Gershona? Banany odporne na TR4.
Wchodzi naukowiec niosący skrzynię wypełnioną dużymi kolbami. Meir wybiera jedną z nich. Jest wypełniona żółtawym płynem, a w środku znajdują się tysiące białych grudek, wirujących w mętnym roztworze. To jest CRISPR w akcji. W tej kolbie, zawierającej miliony komórek banana, cząsteczki CRISPR są kierowane do określonych części DNA każdej komórki i wycinają geny. „Chcesz wziąć jedną komórkę i dostarczyć do niej maszynerię” – mówi Meir. „Następnie, celem jest wygenerowanie tej komórki w pełną roślinę bananową.”
Sandra Lazauskaite, specjalistka od hodowli tkanek w firmie Tropic, sprawdza komórki poddane edycji CRISPR hodowane w szalkach Petriego
Ale CRISPR nie edytuje każdej komórki, z którą się zetknie, więc wyzwanie polega na odsianiu edytowanych komórek z roztworu zawierającego miliony. Konwencjonalnie, badacze wstawiają małe kawałki obcego DNA, aby edytowane komórki się wyróżniały, ale to nie jest opcja dla Tropic. „Kiedy używasz markera selekcyjnego, jest to traktowane jako GMO, wprowadzasz obce DNA” – mówi Meir. Meir twierdzi, że w Tropicu opracowuje narzędzia, dzięki którym nie będzie musiał przeczesywać setek tysięcy komórek w poszukiwaniu zedytowanej garstki. A co najważniejsze, jak mówi, technika ta nie wymaga użycia żadnego obcego DNA.
Dwie izraelskie firmy, Evogene i Rahan Meristem, stosują podobne podejście do walki z Black Sigatoka – grzybiczą infekcją liści bananowca, która może zmniejszyć o połowę ilość owoców produkowanych przez roślinę. Ponieważ wspólna próba wchodzi w trzeci rok testów terenowych, firmy mają nadzieję, że produkt końcowy nie zostanie zaklasyfikowany jako GMO, dzięki czemu szybciej i taniej będzie go można wprowadzić na rynek. „Miejmy nadzieję, że akceptacja społeczna będzie tam, a koszt opracowania ulepszenia nie będzie szalony, jak to było GMO”, mówi Ofer Haviv, dyrektor generalny Evogene.
Ale 25 lipca 2018 r. europejski sąd najwyższy rzucił przyszłość bananów edytowanych przez CRISPR w wątpliwość. Po tym, jak w 2016 r. rząd francuski zwrócił się do niego z prośbą o wyjaśnienie, w jaki sposób 15-letnia dyrektywa dotycząca genetycznie zmodyfikowanych upraw miała zastosowanie do tych stworzonych przy użyciu nowoczesnych technik edycji genów, Europejski Trybunał Sprawiedliwości orzekł, że uprawy zedytowane za pomocą CRISPR nie będą wyłączone z istniejących przepisów ograniczających uprawę i sprzedaż organizmów zmodyfikowanych genetycznie. W oczach UE nie było więc zbyt dużej różnicy między transgenicznymi bananami Dale’a a bananem zedytowanym za pomocą CRISPR.
„Rozczarowany”, mówi Johnathan Napier, biotechnolog roślin w Rothamsted Research w Hertfordshire, o orzeczeniu EJC. „Jestem rozczarowany naukami o roślinach i badaniami rolniczymi w Europie. Jestem rozczarowany innowatorami i ludźmi, którzy starają się czynić dobro. Myślę, że teraz będzie im bardzo, bardzo ciężko korzystać z tej technologii w Europie.”
Dzień po orzeczeniu ponownie odwiedzam Tropic. W sali konferencyjnej, Gershon zastanawia się nad decyzją ETS. „Myślę, że można to było załatwić lepiej” – mówi. Później, gdy naukowcy z Tropica rozpakowują lunch, rozmowa toczy się wokół idiosynkrazji myślenia regulatorów. Jak zauważają, bombardowanie nasion promieniowaniem w celu stworzenia nowych odmian roślin nie mieści się w unijnych przepisach dotyczących GMO, ale CRISPR – reklamowany jako bardziej precyzyjny sposób wprowadzania zmian w genomie roślin – już nie. Ale Gershon jest niezrażony. Jak mówi, Europa to tylko jeden rynek, a Stany Zjednoczone już udowodniły, że są o wiele bardziej akceptowalne dla żywności modyfikowanej za pomocą CRISPR. Przewiduje się, że do 2050 roku połowa ludności świata będzie mieszkać w tropikach, a to właśnie tam ludzie będą potrzebować pomocy, by produkować więcej żywności z tej samej ilości ziemi. W wiejskich częściach Ugandy, Rwandy i Kamerunu banany mogą zapewnić do 25 procent średniego dziennego spożycia kalorii przez ludzi. „Dziś istnieje prawdziwa konieczność, ale nie jest rozprzestrzeniony równomiernie,” mówi.
Those z nas poza tropikami idą do kulinarnego culinary-de-sac własnego autorstwa. „Przyzwyczailiśmy się do niekończących się dostaw tego naprawdę taniego jedzenia”, mówi Gershon. „Ta rzeczywistość ekonomiczna musi się skończyć. Musimy znaleźć dobre rozwiązania, aby ludzie nadal jedli te fantastycznie zdrowe owoce.” W obliczu wyboru między rezygnacją z bananów całkowicie lub akceptując banany, które zostały podane ewolucyjny leg-up w laboratorium, być może będziemy musieli przemyśleć nasze podejście do zakupu owoców edytowanych genetycznie.
Po ponad miesiącu bez deszczu, Norwich najbardziej suchy czerwiec od 1962 roku, trawa w parku badawczym jest prawie całkowicie żółty. Ale wśród wyschniętych źdźbeł Meir wskazuje maleńkie plamki zieleni. Rośliny, które dzięki całkowicie przypadkowej mutacji w swoim genomie są w stanie rosnąć nawet wtedy, gdy są pozbawione wody. Cavendish nie ma tyle szczęścia. Dzięki swojej sterylności, nigdy nie otrzyma użytecznej mutacji w wyniku hodowli. A jednak, pomimo wszystkich swoich wad, jest to jedyny banan spośród tysięcy odmian, który zdecydowaliśmy się uprawiać na tak wielką skalę. A teraz, gdy naukowcy ścigają się, by znaleźć sposób na jego ocalenie, który zadowoli konsumentów, organy regulacyjne i przemysł spożywczy, stoi on w obliczu walki o życie. „TR4 już się dzieje”, mówi Gershon. „To tylko kwestia czasu.”
Updated 12.10.18, 12:01 BST: Figura w artykule stwierdził tam jest 50 miliardów ton bananów Cavendish produkowanych rocznie. Zostało to poprawione na 50 milionów ton.
Więcej świetnych historii z WIRED
– Jak mods of r/funny weed out Russian trolls
– The untold story of Stripe the $20 billion payments startup
– Inside the incredible struggle to find dark matter
– Should we talk to aliens? Nikt nie może się zgodzić
– Ludzie polujący na ogromną tajemniczą planetę w naszym Układzie Słonecznym
Nie przegap. Zapisz się do WIRED Weekender, aby otrzymywać to, co najlepsze z WIRED na swoją skrzynkę odbiorczą w każdy weekend