Pengubahsuaian genetik adalah proses mengubah ciptaan genetik organisma. Ini telah dilakukan secara tidak langsung selama beribu-ribu tahun dengan dikawal, atau terpilih, pembiakan tumbuhan dan haiwan. Bioteknologi moden telah menjadikannya lebih mudah dan lebih cepat untuk mensasarkan gen tertentu untuk pengubahsuaian organisma yang lebih tepat melalui kejuruteraan genetik.
Istilah "diubah suai" dan "kejuruteraan" sering digunakan secara bergantian dalam konteks pelabelan genetik yang diubah suai, atau "GMO," makanan. Dalam bidang bioteknologi, GMO bermaksud organisma diubahsuai secara genetik, manakala dalam industri makanan, istilah ini merujuk secara eksklusif kepada makanan yang telah dirancang secara sengaja dan tidak secara organisma dibiakkan secara selektif. Percanggahan ini membawa kepada kekeliruan di kalangan pengguna, jadi Pentadbiran Makanan dan Dadah A.S. (FDA) lebih suka istilah kejuruteraan genetik (GE) untuk makanan.
Sejarah ringkas pengubahsuaian genetik
Pengubahsuaian genetik bermula pada masa purba, apabila manusia mempengaruhi genetik oleh organisma pembiakan selektif, menurut sebuah artikel oleh Gabriel Rangel, seorang saintis kesihatan awam di Universiti Harvard. Apabila diulangi beberapa generasi, proses ini membawa kepada perubahan dramatik dalam spesies.
Anjing mungkin haiwan pertama yang sengaja diubahsuai secara genetik, dengan permulaan usaha itu sejak sekitar 32,000 tahun, menurut Rangel. Serigala liar menyertai nenek moyang kami yang berkumpul di Asia Timur, di mana anjing-anjing anjing itu dijinakkan dan dibesarkan untuk mengalami kesibukan. Lebih dari ribuan tahun, orang membiak anjing dengan keperibadian yang berbeza dan sifat fizikal, akhirnya membawa kepada pelbagai jenis anjing yang kita lihat hari ini.
Tumbuhan diubah suai genetik yang paling awal diketahui adalah gandum. Tanaman berharga ini dikatakan berasal dari Timur Tengah dan Afrika utara di kawasan yang dikenali sebagai Crescent Fertile, menurut artikel 2015 yang diterbitkan dalam Jurnal Perubatan Tradisional dan Komplementari. Petani kuno secara selektif membiakkan rumput gandum yang bermula sekitar 9000 B.C. untuk menghasilkan varieti buatan dengan biji-biji yang lebih besar dan biji yang lebih keras. Menjelang 8000 B.C, penanaman gandum berbuahan telah merebak ke seluruh Eropah dan Asia. Pemeliharaan gandum berterusan yang berterusan menghasilkan beribu-ribu jenis yang ditanam hari ini.
Jagung juga mengalami beberapa perubahan genetik yang paling dramatik sejak beberapa ribu tahun yang lalu. Tanaman ruji berasal dari tumbuhan yang dikenali sebagai teosinte, rumput liar dengan telinga kecil yang hanya menghasilkan beberapa biji. Dari masa ke masa, para petani secara selektif membiakkan rumput teosinte untuk membuat jagung dengan telinga besar yang pecah dengan biji.
Di luar tanaman itu, banyak hasil yang kita makan hari ini - termasuk pisang, epal dan tomato - telah menjalani beberapa generasi pembiakan selektif, menurut Rangel.
Teknologi yang secara khusus memotong dan memindahkan sekeping DNA rekombinan (rDNA) dari satu organisma kepada yang lain telah dibangunkan pada tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen, penyelidik di University of California, San Francisco, dan Universiti Stanford. Pasangan ini memindahkan sekeping DNA dari satu jenis bakteria kepada yang lain, yang membolehkan rintangan antibiotik dalam bakteria yang diubah suai. Pada tahun berikutnya, dua ahli biologi molekul Amerika, Beatrice Mintz dan Rudolf Jaenisch, memperkenalkan bahan genetik asing ke dalam embrio tetikus dalam eksperimen pertama untuk memodifikasi haiwan secara genetik menggunakan teknik kejuruteraan genetik.
Penyelidik juga mengubah bakteria untuk digunakan sebagai ubat. Pada tahun 1982, insulin manusia disintesis dari kejuruteraan genetik E coli bakteria, menjadi ubat manusia kejuruteraan genetik pertama yang diluluskan oleh FDA, menurut Rangel.
Makanan yang diubahsuai secara genetik
Terdapat empat kaedah utama genetik untuk mengubah tanaman, menurut The Ohio State University:
- Pembiakan selektif: Dua jenis tumbuhan diperkenalkan dan dibiakkan untuk menghasilkan anak dengan ciri-ciri tertentu. Antara 10,000 dan 300,000 gen boleh terjejas. Ini adalah kaedah tertua pengubahsuaian genetik, dan biasanya tidak termasuk dalam kategori makanan GMO.
- Mutagenesis: Benih tumbuhan sengaja didedahkan kepada bahan kimia atau radiasi untuk bermutasi organisma. Anak-anak dengan ciri-ciri yang dikehendaki disimpan dan dibesarkan. Mutagenesis juga tidak termasuk dalam kategori makanan GMO.
- Gangguan RNA: Individu gen yang tidak diingini di tumbuh-tumbuhan tidak aktif untuk menghapuskan mana-mana sifat yang tidak diingini.
- Transgenik: Gen diambil dari satu spesies dan ditanamkan di dalam satu lagi untuk memperkenalkan sifat yang diingini.
Dua kaedah terakhir yang disenaraikan adalah jenis kejuruteraan genetik. Hari ini, tanaman tertentu telah menjalani kejuruteraan genetik untuk meningkatkan hasil tanaman, menentang kerosakan serangga dan imuniti penyakit tumbuhan, serta memperkenalkan nilai pemakanan yang bertambah, menurut FDA. Di pasaran, ini dipanggil secara genetik diubahsuai, atau tanaman GMO.
"Tanaman GMO memberikan banyak janji dalam menyelesaikan masalah pertanian," kata Nitya Jacob, saintis tanaman di Oxford College of Emory University di Georgia.
Tanaman genetik pertama yang diluluskan untuk penanaman di Amerika Syarikat adalah tomato Flavr Savr pada tahun 1994. (Untuk ditanam di Amerika Syarikat, makanan diubahsuai secara genetik mesti diterima oleh kedua-dua Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA) dan FDA.) tomato baru mempunyai liputan jangka hayat yang lebih lama kerana penonaktifan gen yang menyebabkan tomato mula menjadi licin sebaik sahaja mereka dipilih. Tomato juga dijanjikan mempunyai rasa yang lebih baik, menurut Bahagian Pertanian dan Sumber Asli Universiti California.
Hari ini, kapas, jagung dan kacang soya adalah tanaman yang paling biasa di Amerika Syarikat. Hampir 93 peratus daripada kacang soya dan 88 peratus tanaman jagung diubah suai secara genetik, menurut FDA. Banyak tanaman GMO, seperti kapas diubahsuai, telah direka bentuk untuk tahan terhadap serangga, dengan ketara mengurangkan keperluan untuk racun perosak yang boleh mencemari air bawah tanah dan persekitaran di sekitarnya, menurut Jabatan Pertanian A.S. (USDA).
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penanaman tanaman GMO yang meluas telah menjadi semakin kontroversi.
"Satu kebimbangan ialah kesan GM terhadap alam sekitar," kata Jacob. "Sebagai contoh, debunga dari tanaman GMO boleh hanyut ke ladang tanaman bukan GMO serta ke dalam populasi rumpai, yang boleh membawa kepada bukan GMO memperolehi ciri-ciri GMO akibat penyebaran silang."
Sebilangan besar syarikat bioteknologi besar telah memonopoli industri tanaman GMO, kata Yakub, menjadikannya sukar bagi individu, petani skala kecil untuk mencari nafkah. Walau bagaimanapun, sementara sesetengah petani boleh dihalau keluar dari perniagaan, mereka yang bekerja dengan syarikat-syarikat bioteknologi dapat meraih faedah ekonomi peningkatan hasil tanaman dan mengurangkan kos racun perosak, kata USDA.
Pelabelan makanan GMO penting kepada majoriti orang di A.S., menurut tinjauan yang dijalankan oleh Laporan Pengguna, The New York Times dan The Mellman Group. Orang yang sangat berpihak kepada pelabelan GMO percaya bahawa pengguna sepatutnya dapat memutuskan sama ada mereka ingin membeli makanan yang diubah suai secara genetik.
Walau bagaimanapun, Jacob berkata, tidak ada bukti ilmiah yang jelas bahawa GM adalah berbahaya bagi kesihatan manusia.
Mengubah haiwan dan manusia secara genetik
Hari ini, ternakan sering dipilih secara kultur untuk meningkatkan kadar pertumbuhan dan jisim otot dan menggalakkan penentangan penyakit. Sebagai contoh, beberapa ayam yang dibangkitkan untuk daging telah dibiakkan untuk berkembang 300 peratus lebih cepat hari ini daripada yang mereka lakukan pada tahun 1960-an, menurut artikel 2010 yang diterbitkan dalam Journal of Anatomy. Saat ini, tidak ada produk hewani di pasaran di A.S., termasuk ayam atau daging, secara genetik, dan oleh karenanya, tidak ada yang diklasifikasikan sebagai produk makanan GM atau GE.
Sejak beberapa dekad yang lalu, penyelidik telah mengubah suai haiwan makmal secara genetik untuk menentukan cara bioteknologi dapat membantu dalam merawat penyakit manusia dan membaiki kerosakan tisu pada orang, menurut Institut Penyelidikan Genom Manusia Kebangsaan. Salah satu bentuk teknologi terbaru ini disebut CRISPR (disebut "crisper").
Teknologi ini berdasarkan keupayaan sistem imun bakteria untuk menggunakan kawasan KRISPR dan enzim Cas9 untuk mengaktifkan DNA asing yang memasuki sel bakteria. Teknik yang sama membolehkan saintis menargetkan gen tertentu atau kumpulan gen untuk pengubahsuaian, kata Gretchen Edwalds-Gilbert, profesor biologi bersekutu di Scripps College di California.
Penyelidik menggunakan teknologi CRISPR untuk mencari penawar bagi kanser dan untuk mencari dan menyunting satu keping DNA yang boleh membawa kepada penyakit masa hadapan dalam individu. Terapi sel stem juga boleh menggunakan kejuruteraan genetik, dalam regenerasi tisu yang rosak, seperti dari strok atau serangan jantung, kata Edwalds-Gilbert.
Dalam kajian yang sangat kontroversial, sekurang-kurangnya seorang penyelidik mendakwa telah menguji teknologi CRISPR pada embrio manusia dengan tujuan untuk menghapuskan potensi penyakit tertentu. Ahli sains itu telah menghadapi pengawasan yang keras dan diletakkan di bawah penangkapan rumah di negara asal China untuk beberapa waktu.
Dilema moral
Teknologi ini boleh didapati, tetapi patutkah saintis mengejar kajian pengubahsuaian genetik pada manusia? Ia bergantung, kata Rivka Weinberg, seorang profesor falsafah di Scripps College.
"Apabila datang kepada sesuatu seperti teknologi, anda perlu memikirkan niat dan kegunaan yang berlainan," kata Weinberg.
Majoriti ujian perubatan untuk rawatan yang menggunakan kejuruteraan genetik dilakukan pada persetujuan para pesakit. Walau bagaimanapun, kejuruteraan genetik pada janin adalah cerita lain.
"Eksperimen terhadap subjek manusia tanpa persetujuan mereka sememangnya bermasalah," kata Weinberg. "Tidak ada risiko sahaja, risiko tidak dipetakan, kita tidak tahu apa yang kita berisiko."
Jika teknologi generasi akan datang tersedia dan ditunjukkan selamat, keberatan untuk mengujinya dalam manusia akan menjadi minimum, kata Weinberg. Tetapi itu bukan kes itu.
"Masalah besar dengan semua teknologi eksperimen ini ialah percubaan," kata Weinberg. "Salah satu sebab utama mengapa orang ramai begitu terkejut oleh saintis Cina yang menggunakan teknologi CRISPR pada embrio kerana ia adalah tahap percubaan awal, bukannya kejuruteraan genetik, tetapi anda hanya bereksperimen dengannya."
Kebanyakan penyokong kejuruteraan genetik menyedari bahawa teknologi itu tidak bersedia untuk diuji pada manusia lagi, dan menyatakan bahawa proses itu akan digunakan untuk kebaikan. Matlamat pengubahsuaian genetik, Jacob berkata, "sentiasa menangani masalah yang sedang dihadapi oleh masyarakat manusia."
Bacaan lanjut:
