Bill & Melinda Gates Foundation finansierar forskning för att genetiskt modifiera tomater för att störa reproduktionscykeln hos mjöllöss, en vanlig insekt som skadar tomatplantor. Det rapporterar Jon Fleetwood på Substack.
Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) – en avdelning inom det amerikanska försvarsdepartementet – har också finansierat forskningen som en del av sitt projekt ”Insect Allies”, enligt en studie om tomaterna som publicerades förra månaden i BMC Plant Biology.
Mjöllöss, eller Bemisia tabaci, är ett vanligt skadedjur som suger växtsaft från floemet, den näringsledande vävnaden i tomatplantors stjälkar och blad. Detta kan ibland få plantorna att torka ut. Insekterna utsöndrar också en klibbig substans som kallas honungsdagg, vilken lockar till sig myror.
Mjöllöss kan ödelägga skördar. Studien i BMC uppskattar att detta skadedjur orsakar förluster på två miljarder dollar årligen i kassava-produktionen i Afrika, vilket kan leda till matosäkerhet i regioner som är beroende av grödan.
Forskarna strävar efter att utveckla en genetisk modifieringsteknik som gör att växter kan producera proteiner som riktar sig mot och förstör vita flygares ägg. Författarna noterar att fokus på äggens livskraft är en ”unik strategi” för transgena växter och skiljer sig från de flesta genetiskt modifierade (GM) insekticidväxter som riktar sig mot vuxna insekter.
Fleetwood uttryckte oro över teknikens potentiella påverkan på människors hälsa och miljön.
“Om dessa ’transgena växter’ – genetiskt modifierade för att inkludera gener från andra arter – kommersialiseras, kan de introducera reproduktionsstörande insekticida föreningar i människans livsmedelskedja,” skrev Fleetwood.
Han fortsatte:
“Tomater som är genetiskt konstruerade med insekticider för att störa reproduktionen kan framstå som ett genombrott, men de väcker kritiska frågor om säkerhet, transparens och etiken kring att modifiera livsmedelsgrödor för att attackera liv på dess reproduktiva kärna.”
“När dessa tekniker utvecklas har konsumenterna rätt att veta: Är detta de risker vi är villiga att ta med vår mat?”
DARPA:s program Insect Allies finansierar “skalbara, lättdistribuerade och generaliserbara motåtgärder” mot naturliga och konstruerade hot mot USA:s livsmedelsförsörjning. Programmet syftar till att tillhandahålla “målstyrda terapier” för mogna växter inom en enda odlingssäsong.
Men i detta fall har forskarna stött på stora tekniska problem i sina experiment, berättade molekylärgenetikern Michael Antoniou, Ph.D., för The Defender. Det innebär att produkten är långt ifrån kommersialisering, sa han.
Studien möter ”stora hinder”
Fleetwood sammanfattade de tre mekanismer som de genetiskt modifierade tomaterna använde för att påverka mjöllössens äggs livskraft:
1. Chitinasproduktion: Tomaterna är genetiskt modifierade för att producera ett enzym hämtat från ormbunken Tectaria macrodonta som bryter ner kitin, en nyckelkomponent i insektäggens skal. Detta enzym är avsett att döda de utvecklande embryona inuti äggen.
2. Reproduktiv kapning: Genom att använda syntetiska vitellogenindomäner (SynVg) imiterar proteinerna mjöllössens naturliga reproduktionsvägar, vilket säkerställer att insekticiderna levereras direkt till äggen.
3. Förbättrat upptag: Proteindomäner för transduktion (PTD) underlättar transporten av dessa insekticidala föreningar från insekternas tarm till deras reproduktionssystem.
Antoniou förklarade att för att spåra hur dessa mekanismer fungerade använde forskarna en transgen som kodar för ett lätt detekterbart fluorescerande protein, mCherry, vilket gjorde det enkelt att övervaka om transgenen uttrycktes.
Med hjälp av mCherry riktade de sig mot delar av tomatplantan — floemet och apoplasten, eller utrymmet runt växtcellerna — som insekterna skulle äta.
I princip, sa Antoniou, skulle skadedjuret konsumera vilket insekticidalt protein som helst som uttrycktes i dessa delar av plantan. Men när forskarna matade mjöllöss med GM-tomater som uttryckte mCherry kunde de inte detektera det fluorescerande proteinet i insekterna, inklusive i deras ägg, som avsett.
Även om författarna inte kunde förklara varför transgenen var frånvarande i mjöllöss som åt tomaterna, sa de att en medfödd proteinnedbrytande försvarsmekanism i äggen kan ha orsakat problemet, enligt Antoniou.
“Författarna medger att denna naturliga försvarsmekanism utgör ett stort hinder för att föra denna teknik framåt.”
Han noterade också att eftersom forskarna initialt hade problem med att detektera transgenen i de modifierade tomaterna, var de tvungna att använda skott — plantor som växer från rötterna på värdplantan.
“Problem med att transgenen tystades och, ännu mer slående, stora deformiteter observerades i dessa skottplantor,” sa Antoniou. “Detta är inte oväntat, med tanke på den kända tendensen för transgenuttryck att tystas och den mycket mutagena naturen hos hela GM-transformationsprocessen, som kan leda till stora DNA-skador och störningar i genuttrycksmönster.”
Hur skulle tekniken påverka människor?
Fleetwood varnade för att inbyggd skadedjursbekämpning i livsmedelsgrödor representerar ett ”skifte av tektonisk magnitud inom jordbruket”. Förespråkare hävdar att det minskar användningen av kemiska bekämpningsmedel, men kritiker pekar på riskerna med oavsiktliga konsekvenser av sådana teknologier.
Han kritiserade studien för att inte ta itu med ”riskerna med att störa reproduktionen hos målarter, skada icke-målarter och utsätta människor för nya proteiner.”
Även om forskarna experimenterade med en prydnadstomatsort, lyfter Antoniou fram att tillämpning av denna teknik på livsmedelsgrödor för mänsklig konsumtion väcker hälsoproblem.
Han förklarade:
”Ett avgörande saknat stycke information är om transgenerna uttrycks i mogna tomatfrukter. Om de gör det, skulle konsumenten inta insekticidala proteiner, med okända hälsokonsekvenser.”
”Även om detta inte skulle leda till direkta reproduktiva problem i fallet med chitinas (eftersom människor, inklusive mänskliga ägg, inte innehåller kitin), kan det finnas giftiga eller allergiska reaktioner.”
GM Watch-redaktören Claire Robinson sa att eftersom den genetiska modifieringstekniken som användes i studien fokuserar på produktion av chitinas, ett enzym som bryter ner kitin, kommer det inte direkt att påverka mänsklig fertilitet. ”Kitin finns endast hos insekter/insektsägg och svampar, inte hos däggdjur, inklusive människor.”
Men det betyder inte att det är harmlöst för människor, sa hon. ”Att inta denna GMO-producerade insekticid kan ha negativa hälsoeffekter på människor, vilka är oförutsägbara. Det kan också skada icke-målarter och nyttiga insekter, vars exoskelett och ägg innehåller kitin.”
Robinson tillade:
”Med det sagt, att döma av artikeln som publicerats i tidskriften verkar det som att denna teknik inte fungerar särskilt bra, och Gates och DARPA måste inse att de kommer behöva pumpa in stora mängder pengar i ett projekt som kanske aldrig lyckas.”
”Insekter kan snabbt anpassa sig till teknologier och produkter avsedda att döda dem, och det är troligt att även om denna teknik utvecklas till en punkt där den initialt verkar fungera, kan dess effektivitet vara begränsad till ett kort tidsfönster.”
childrenshealthdefense.org, GMO-tomatprojekt finansierat av Gates Foundation och amerikanska skattebetalare stöter på hinder
