1

Introduktion: Udryddelse af skadelige organismer med genteknologi

Mange ville sikkert finde tanken om at slippe for skadedyr som sygdoms-spredende myg eller rotter – eller planter som fx kæmpebjørneklo – tiltrækkende. Der forskes i at gøre det muligt at undertrykke eller helt fjerne bestemte arter ved at udsætte disse skadevoldende dyr og planter i naturen, efter at have genmodificeret dem til fx at få ulevedygtigt afkom. Det har man gjort vha. den nye genediteringsteknik, CRISPR, kombineret med såkaldte gene drives. Måske kan man på den måde slippe af med nogle sejlivede plageånder, men samtidig skaber man en række andre problemer. Der er risiko for uforudsete konsekvenser for arter og økosystemer, og måske kan teknologien misbruges til at forvolde skade.

Den 5. juni 2016 kunne man læse denne reportage fra Brasilien i Jyllands-Posten:

"Klokken er halv syv om morgenen, og Guilherme Trivellato fra det britiske biotekfirma Oxitec kontrollerer stablerne af dåser i varevognen. I dag skal han udsætte 211.000 gensplejsede myg i en af bydelene i Piracicaba, der ligger tre timers kørsel vest for São Paulo. Teorien bag projektet er enkel: Myggene avles i et laboratorium. Hver myg er gensplejset til at forårsage massiv dannelse af et bestemt protein. Resultatet er, at myggenes afkom dør, før de når voksenstadiet. Målet er at udrydde alle myg af arten Aedes aegypti, som er den art, der spreder zikavirus, denguevirus og chikungunyavirus."1

Det britiske firma, Oxitec, har udført forsøg med udsættelse af sin genmodificerede OX513A myg i Brasilien, og i 2016 fik de en særlig, tidsbegrænset tilladelse til at udsætte myggen i nogle områder i landet, som er særligt plaget af mygoverførte sygdomme som zika, denguefeber og gul feber. For mens forsøg med at komme myggene til livs med konventionelle metoder, især insektgift, ikke har været tilstrækkeligt effektive, hævder Oxitec, at deres metode har reduceret antallet af myggelarver med 82 % i et af deres forsøgsområder. 2

Zikaspredende myg er ikke det eneste område, hvor menneskers kamp mod skadedyr og invasive arter har haft ret begrænset succes. Derfor er dette forskningsområde opstået, og forskere har i 2015 publicerede i alt fire forsøg, som tyder på, at CRISPR/Cas9-baserede modifikationer3 kombineret med gene drive kan sprede “destruktive” gener i næsten 100 % af populationer i gær, bananfluer og myg.4

Ideen med at sprede genmodificerede, sterile insekter med henblik på at udrydde arter er ikke ny, den har været anvendt siden 1950’erne – det nye er at man kombinerer denne strategi med gene drives. De kan ændre arveanlæggene, så en indført, genetisk ændring vil gå i arv til samtlige efterkommere af det modificerede dyr, og ikke kun til halvdelen, som ved normal arvegang (se nærmere beskrivelse af gene drive i næste afsnit). Disse mekanismer findes også i naturen, hvor forskere har studeret dem gennem i årtier, men først med fremkomsten af CRISPR er man blevet i stand til selv at udvikle gene drives i laboratorier. 5

Udviklingen har rejst håb om ikke bare at kunne bekæmpe smittebærende myg men også andre uønskede organismer, og derved løse problemer på forskellige områder:

  1. Sundhed: Potentielt kan fjernelse af sygdomsoverførende dyr effektivt bekæmpe sygdomme, som slår millioner af mennesker ihjel årligt. Ofrene findes især i fattige lande, men med klimaforandringerne vil smittebærende myg bevæge sig nordover i de kommende år.
  2. Fødevarer: Teknologien kunne anvendes til at fjerne skadedyr, som fx rotter, der truer menneskers levevilkår på andre måder end alene ved sygdomsoverførsel, fx spiser de i ulandene store dele af høsten. Fjernelse af ukrudtsplanter lægger også beslag på mange ressourcer i landbruget.
  3. Natur og miljø: Endelig kunne teknologien anvendes til at fjerne invasive dyre- og plantearter, som er en trussel mod de økosystemer, de er indført i. Det kunne fx være rotter eller planter, som mennesker har tilført fx til øer, hvor de ikke har naturlige fjender.

Men udviklingen har også vakt bekymring, for reelt ved man ikke nok om de langsigtede konsekvenser og mulige bivirkning ved at lukke så mange genmodificerede organismer ud i naturen. Risikoen for utilsigtede bivirkninger er stor, især når der som her er tale om, at alle efterkommere vil arve ændringerne i organismen og give dem videre. Ændringerne kan måske også spredes til andre arter, hvis arter krydser sig med hinanden. Og hvad sker der med et økosystem, hvis en art fjernes? Mange forskere og kommentatorer har i de internationale videnskabelige tidsskrifter opfordret til tilbageholdenhed med udsættelserne og til, at politikerne undersøger, om udviklingen kræver ny lovgivning for at sikre mod uønskede konsekvenser.

I det følgende vil vi se på nogle af de etiske dilemmaer, udviklingen rejser, men først vil vi se på tre områder, hvor der forskes på at udvikle genetisk bekæmpelse kombineret med gene drives.

Bekæmpelse af (invasive) skadedyr og -planter

Begrundelserne for at forske i gene drives er oftest nogle, som de fleste kan tilslutte sig: man ønsker at bekæmpe sygdomme, fremme menneskers levevilkår og beskytte og genoprette miljø og økosystemer. Det gælder også de tre eksempler, som beskrives her:

Bekæmpelse af smittebærende myg

"It’s not uncommon to see clouds of pesticide wafting through Cuba’s houses and neighbourhoods (…) Although scientists and public-health officials are disappointed that Zika has finally arrived in Cuba, they are not surprised. “It’s not easy to avoid an introduction, because a lot of people are coming to Cuba from a lot of places,” says Maria Guzmán, head of virology at the Pedro Kourí Tropical Medicine Institute in Havana. (…) In February, before any Zika cases had been detected in Cuba, the government dispatched 9,000 soldiers to spray homes and other buildings, while workers killed mosquito larvae in habitats such as waterways. Airport officials screened visitors arriving from Zika-infected countries and medical workers went from door to door looking for people with symptoms." 6

Eksemplet fra Cuba illustrerer nogle af de problemer, bekæmpelse af smittebærende myg giver anledning til.

For det første at det kræver et effektivt sundhedsvæsen og en handlekraftig stat at komme smittebærende insekter til livs. Cubas sundhedsvæsen er det bedst fungerende blandt udviklingslandene, og staten spiller en vigtig rolle i at koordinere med andre sektorer, såsom militær og uddannelsesvæsen. I den industrialiserede verden har man også haft succes med fx at bekæmpe malariamyg, som tidligere også fandtes her. Men mange fattige lande har ikke sådanne ressourcer og kan ikke effektivt bekæmpe smittebærere. Professor Andrea Crisanti fra Imperial College London, siger i forskerinterviewet, at hans forskerhold ser deres løsning med udsættelse af genmodificerede malariamyg i sådanne lande som en måde at benytte teknologi til at løse problemer, som svage regeringer ikke formår at løse.

For det andet, at med menneskers rejsen rundt i verden, er det en kontinuerlig kamp at holde uønskede dyrearter væk, selv når man én gang har fjernet dem.

Endelig viser eksemplet, at myggene i dag først og fremmest bekæmpes med kemiske bekæmpelsesmidler. Der er efterhånden stor evidens for, at nogle af disse kemikalier udgør en mulig risiko for mennesker og andre livsformer og for miljøet, da de jo skal sprøjtes ud over store områder, herunder indendørs, for at være effektive. De kan være giftige for organismer som fugle, fisk, gavnlige insekter og planter.7 Desuden har en række skadedyr udviklet resistens mod mange af giftstofferne.

Især på det sidste område kan genetisk bekæmpelse være en fordel, fordi det retter sig specifikt mod en bestemt art og kun berører den – medmindre der sker uforudsete hændelser!

Malaria er en sygdom, som spredes af myg, og som i 2015 ramte 214 mio. mennesker og resulterede i ca. 438.000 dødsfald.8 Myggene har traditionelt været bekæmpet med DDT, som er et insektdræbende middel, der blev brugt i hele verden fra tiden efter 2. verdenskrig og frem til midlet blev forbudt i vestlige lande i 1979. I store dele af Afrika bruges det fortsat til at kontrollere malaria, mest i form af indendørs spray. DDT nedbrydes meget langsomt i naturen. Det ser desuden ud til, at DDT har effekt på udviklingen af nervesystemet hos fostre og ved graviditet er der mistanke om en øget forekomst af misdannelser.9

I resten af den biologiske tekst beskriver vi nærmere, hvordan forskere ved Imperial College London har frembragt modificerede hunlige myg, som bærer et ændret gen, der ødelægger ægproduktionen. De har brugt gene drive til at sikre, at genet nedarves til alle efterkommere med henblik på at sprede det i populationen over tid. Planen er at udsætte de genmodificerede myg udover det sydlige Afrika for at bekæmpe arten Anopheles gambiae, som er ansvarlig for spredningen af malaria.

Bekæmpelse af rotter

Rotter er et problem for mennesker i hele verden, og på flere områder. De spreder sygdomme og overfører dem til mennesker. I ulandene fortærer de derudover væsentlige dele af høsten og er årsag til fødevaremangel. Endelig er de årsag til udryddelse af indfødte (naturligt forekommende) vilde arter på en række øer, hvor rotten er medbragt af mennesker og udgør en invasiv art.

Trussel mod fødevaresikkerheden

I dag er én ud af ni mennesker i verden underernærede. Det overvejende flertal af disse bor i udviklingslandene, hvor 12,9 % af befolkningerne ikke får nok at spise.10 Dette forværres af, at verdens befolkning, som i 2015 var på 7,3 mia. mennesker, ventes at nå 11,2 mia. i 2100, og at hovedparten af befolkningstilvæksten vil ske i Afrika.11 Det gør at fødevareproduktionen ifølge FN’s landbrugsorganisation, FAO, skal vokse med 60 % fra 2005-2050.12 Her er det dog et problem, at skadedyr som rotter, hvis udviklingen fortsætter som hidtil, spiser eller ødelægger en stor del af høsten i udviklingslandene.13

Madspild er et globalt problem; ca. en tredjedel af de fødevarer, som produceres til mennesker, går tabt, men mens spildet i de udviklede lande hovedsaligt sker hos forbrugerne, går næsten ingen mad til spilde i de afrikanske husholdninger. I stedet sker 40 % af tabet her efter høsten, under lagring og transport af fødevarerne, og her spiller rotter en væsentlig rolle, fordi de spiser fødevarer og desuden forurener langt mere, end de spiser.14

Invasiv art på øer, truer de oprindelige arter og økosystemer

Et helt andet problem med rotter og andre gnavere er, at de er fulgt med mennesker rundt i verden og har bosat sig mange steder, hvor de ikke oprindeligt var til stede. Her udgør de en invasiv art, dvs. en art, der har spredt sig til et nyt område, hvor den skader de oprindelige arter. Det er især et problem på en række øer, hvor rotter truer det oprindelige dyre- og planteliv og hele økosystemer. Ca. 80 % af verdens øer er plaget af invasive gnavere, som ikke har naturlige fjender til at hold dem nede.15

Man har forsøgt at udrydde gnaverne ved at anvende fælder, gift og biologiske metoder. Nu er forskere imidlertid i gang med at undersøge et gene drive, som kan få gnavere til at producere flere hanlige end hunlige unger. Hvis det sker gennem flere generationer, vil det over tid reducere populationen, fordi hovedparten af gnaverne vil være hanner.16

En fordel ved at bekæmpe rotter med genteknologi på denne måde kan igen være, at man kan undgå at anvende giftstoffer, som også kan skade andre dyr. Med genteknologi kan man ideelt set ramme kun den art, man er interesseret i at udrydde.

Eksempel på bekæmpelse af invasive planter: Mølle-amarant (Palmers Amarant)

Ligesom der findes invasive dyrearter, er der også invasive planter, som mennesker, ofte ufrivilligt, har ført med sig. I de seneste år er den aggressive plante, Mølle-amarant blevet et problem i de sydlige amerikanske stater. Planten kan gro over 7 centimeter om dagen, blive over to meter høj og desuden er den så robust, at den kan ødelægge høstredskaber, og den kvæler nytteafgrøder som soja, bomuld og majs. Og så har den udviklet resistent overfor verdens anvendte ukrudtsmiddel, glyphosat, som findes i Roundup, hvilket har gjort den til et stort problem for de berørte landmænd.

Man overvejer nu muligheden for at anvende gene drive til at bekæmpe Mølle-amarant: Det kan i teorien gøres på to måder: Enten kunne man modificere de gener, som har givet planten resistens overfor glyphosat, så man igen kan bekæmpe den kemisk med glyphosat. Eller man kunne indføre en genetisk modifikation, der påvirker formeringen så negativt, at arten udryddes, som beskrevet i de forudgående eksempler.

Dilemmaet: afvejning af fordele og risici

På flere områder kunne gene drives altså bruges til formål, de fleste vil finde gavnlige: til at bekæmpe sygdomme, fremme fødevaresikkerhed, genoprette økologiske balancer og sikre landbrugsproduktionen – og samtidig nedsætte brugen af giftstoffer, som i sig selv kan true helbred og økosystemer.

Men samtidig vil udsættelse af store mængder af genmodificerede organismer i naturen være meget i strid med de forsigtighedsprincipper, man normalt anvender for GMO, fordi man ved så lidt om de langsigtede konsekvenser af at gøre det. For eksempel ved man meget lidt om gene drives potentiale for at overleve i miljøet og eventuelt mutere, så de forårsager uoprettelig skade på organismer og økosystemer. En del af disse risici er omtalt i en stor rapport fra det amerikanske National Academy of Science, som konkluderer, at det er for tidligt at tillade, at gene drive modificerede organismer slippes løs i naturen. Men teknologiens potentialer gør, at man skal arbejde videre med forskning og med meget kontrollerede forsøgsudsætninger.

National Academy of Sciences ser bl.a. risici for...

Utilsigtede skadelige effekter: 

De tilførte genetiske ændringer kan vise sig at have uforudsete bieffekter. NAS nævner det eksempel, at en myg, der er modificeret til ikke at være modtagelig for virus der giver den alvorlige sygdom, denguefeber, kunne vise sig at blive mere modtagelig for en anden virus.

Risici for økosystemer ved udryddelse af arter:

Mennesker udrydder arter hver dag, og i mange tilfælde overtager andre arter den funktion, organismen havde i økosystemet, men nogle arter er centrale og kan ikke bare erstattes. Her bør i hvert tilfælde foretages risikovurderinger, som ser på:

  • Hvad er artens rolle i økosystemet?
  • Er der andre arter, som kunne udfylde artens rolle i systemet, hvis den forsvinder? På denne måde får man måske en ny skadevolder i stedet for den gamle.
  • Er der et ’tipping point’ hvor økosystemet kunne forandre sig hastigt fra én form til en anden – og kunne gene drivet føre til sådan et ’tipping point’?
  • Hvordan ville en dramatisk ændring i den ændrede art påvirke andre arter, som den har udviklet sig sammen med?
  • Kunne arten udvikle mekanismer til at neutralisere gene drivet, så det bliver virkningsløst? (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 2016: 5)

Hvem skal beslutte, hvornår en art må udryddes? 

Det vil være vigtigt at udvikle kriterier for, hvornår det er berettiget at anvende CRISPR og gene drive til at udrydde arter ud fra værdier, som kan anerkendes af de fleste. Spørgsmålet er, om man altid vil kunne henvise til sådanne værdier. Man har allerede en procedure, som følges, når en ny invasiv art truer. De relevante myndigheder foretager en ’pest risk analysis’ (PRA), hvor de samler et (globalt) team af eksperter, som gennemgår en vurdering af alle mulige forhold efter en helt fastlagt procedure. Spørgsmålet bliver ekstra akut her, fordi en beslutning truffet i ét land om at udrydde en art, uundgåeligt vil få konsekvenser for nabolandene og potentielt for alle lande, da genmodificerede organismer ikke anerkender politiske grænser.

Misbrug: 

Hvis teknikkerne til at indføre arts-destruktive arveanlæg i organismer – herunder mennesker - bliver enklere og billigere at anvende, stiger sandsynligheden for, at de falder i de gale hænger, alt andet lige. I Forskerinterviewet siger professor Crisanti fra Imperial College London: ”Hvis I havde stillet mig spørgsmålet om misbrug for 4-5 år siden, ville jeg sige nej, det bekymrer mig ikke, fordi gene drive-værktøjet, som vi havde på det tidspunkt, var meget svært at konstruere. CRISPR er meget mere fleksibelt. Det kræver meget mindre investeringer, så teoretisk set vil det kunne misbruges.” Forskerne arbejder derfor på allerede på forhånd at udvikle modificeringer, som vil kunne neutralisere forskellige former for misbrug.

Har mennesker lov til at afgøre, hvilke arter, der skal eksistere og hvilke ikke? 

Mange argumenterer for, at den eksisterende orden i naturen er værdifuld, og den bør mennesker ikke blande sig i. For nogle er grunden, at denne orden er skabt af Gud, andre vil lægge vægt på, at naturen i sig selv er styret af en orden eller nogle mekanismer, hvis kompleksitet overgår menneskers forståelsesevne. I begge tilfælde mener fortalerne, at mennesker ikke bør udfordre denne naturens orden. Nu ændrer mennesker jo ved naturen hele tiden; vi dyrker jorden, helbreder sygdomme, tilbereder fødevarer osv. Tankegangen her er dog, at der er forhold i naturen, som er for komplekse og uoverskuelige til, at mennesker har indsigt nok til at ændre ved dem. Og at indførsel af gene drives, som ændrer ved arvegangen, kombineret med genetiske ændringer i arvemassen, overskrider en grænse for, hvad mennesker bør give sig af med.

Læs videre

I den biologiske tekst: 1-2-3 gene drive! Sådan gør man kan du læse om, hvordan gene drive virker, hvordan det ændrer ved arvegangen, og hvordan forskerne rent teknisk formår at igangsætte et gene drive, der permanent kan udrydde en stor del af malariamyg i Afrika, måske helt udrydde disse myg.

I Forskerinterviewet demonstrerer Andrew Hammond fra Imperial College London, hvordan de i deres forskerteam bygger gene drives og indfører genetiske ændringer i arvemassen hos malariamyggen.

I Etikinterviewet diskuterer de to, uenige filosoffer, Mickey Gjerris og Thomas Ploug, om mennesker har ret til at bestemme, at en art skal fjernes, og i givet fald, om det er forsvarligt at bekæmpe arter med genteknologi.

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
2

1-2-3 gene drive! Sådan gør man

Tænk hvis man ved hjælp af gene drives kunne bekæmpe nogle af de skadelige organismer, mennesket ikke formår at bekæmpe effektivt i dag. Skadelige organismer, der er årsag til vidtrækkende og alvorlige problemer i form af dødsfald og sygdom blandt mennesker og dyr, tab af fødevarer, fortrængning af natur, tab af store pengesummer og arbejdskraft, og forureningsproblemer som følge af brugen af fx ukrudtsmidler og rottegift. Malaria alene er årsag til cirka en halv million dødsfald årligt, primært blandt fattige børn, hvilket gør malariamyggen til verdens farligste dyr. Der findes ingen effektive løsninger i Afrika, hvor problemet er størst.

Udviklingen inden for genteknologi, især brugen af den målrettede gen-saks CRISPR, som vi skal høre mere om neden for, har dog skabt nyt håb. I det følgende skal vi se nærmere på brugen af CRISPR til at igangsætte gene drives, som forskerne håber, kan udrydde bl.a. malaria i Afrika. Et gene drive kan få ”dårlige” gener til at brede sig i en mygge-population og medføre, at populationen kollapser, og at arten måske forsvinder helt fra naturen.

Forskerne har i 2015 vist, at man rent faktisk kan indsætte gene drives i malariamyg i laboratoriet og planlægger nu næste skridt hen imod afprøvning i naturen. Vi skal i det følgende se nærmere på, hvad forskerne mere specifikt gjorde, og på hvordan gene drives fungerer. Til sidst skal vi se nærmere på teknologiens usikkerheder og risici. Selv skadelige arter spiller ofte vigtige roller i økosystemer, og fjerner man dem, kan de tage andre arter med sig i faldet.

Myggelarve med gene drive gener. De lysende neuroner (øjne, hjerne og pletter ned ad kroppen) skyldes et markør-gen, som er blevet indsat sammen med gene drive generne, så man kan se, at myggen har generne i sig. (Foto: Andrew Hammond, Imperial College London) 

 

2.1

Super-mendelsk arvemønster

Ideen om at bekæmpe skadelige organismer ved at ændre på deres gener er ikke ny. Men det er på nogle måder ikke et særlig oplagt valg. For hvis man indsætter gener, der sænker en given organismes fitness (inden for biologien: Et individs evne til at overleve og reproducere sig), vil de med stor sandsynlighed gøre, at organismen taber i konkurrencen med andre organismer og forsvinde. Og med dem forsvinder de indsatte gener. Det er en af biologiens grundlove, at ”den bedst tilpassede organisme overlever”. Selv små ulemper kan være skæbnesvangre i den ofte hårde kamp for overlevelse i naturen.

Derfor lød det nærmest selvmodsigende, da forskere i 1968 viste, at man i teorien kan få et gen til at brede sig, selvom det gør organismen, der har fået det, væsentligt dårligere til at overleve og reproducere sig - og dermed dårligere til brede sig. Hvordan kan et dårligt gen vinde i konkurrencen imod et godt gen?! Tricket er så at sige unfair konkurrence!

Normalt nedarves gener med en sandsynlighed på 50 % (mendelsk arvemønster – enten arver man sin fars/mors ene eller andet gen17), men det er muligt at få gener til at følge et såkaldt super-mendelsk arvemønster, hvor genet videreføres med næste 100 % sandsynlighed (se figur øverst). Det kan ske, fordi genet formår at kopiere sig selv til det helt samme sted i genomet, men nu på det andet kromosom i et kromosompar – fx fra fars ene kromosom i parret til det andet kromosom i parret. Når de to kromosomer i et par bliver skilt ad ved dannelse af kønsceller, vil alle kønsceller have en kopi af genet. Nu vil alt afkom arve genet frem for kun 50 %.

Dette kalder man et gene drive – der opstår, hvad forskerne betegner som en form for ”genetisk kædereaktion”. Genet breder sig i en population på bekostning af den normale genvariant (”vild-type”). Selvom myg med vildtype-genet (vildtype-myg) er bedre til at konkurrere, ”vinder” de dårlige gener altså frem, fordi de løbende, i hver generation, kan lave normale gener om til dårlige gener.

Forskellen på hvordan gener normalt nedarves (øverst), og hvordan de nedarves i et gene drive (nederst).

Øverst: Normalt breder et givent gen sig, modificeret eller ej (blå allel), ikke af sig selv i forhold til vildtype (brun allel).

Nederst: Her rummer det blå gen en drive-sekvens og kan overskrive vildtype-allellen. 

Se animation af forskellen på mendelsk og super-mendelsk arv (som også kaldes ”gene drive inheritance”)


Designede gene drives fører til populationskollaps

Gene drives forekommer faktisk naturligt. Såkaldte transposoner eller ”hoppende gener” har fra naturens hånd evnen til at kopiere sig selv rundt i arvemassen. Ved at studere dem, fik forskerne idéen om selv at designe gene drives ved hjælp af genteknologi.18

Genteknologien var i 1968 ikke udviklet nok til, at man kunne designe et gene drive, men omkring årtusindeskiftet begyndte forskerne ved hjælp af traditionel genteknologi og viden om transposoner at forsøge, om det kunne lade sig gøre. Det viste sig dog at være både svært og tidskrævende. Transposoner er ikke tilstrækkeligt gode til at kopiere sig rundt. Men så opdagede forskerne i 2012 ”CRISPR”.

Blot tre år efter, at det for første gang var lykkedes at vise, at CRISPR kan bruges til at foretage genmodifikation, lykkedes det i 2015 for første gang ved hjælp af denne teknologi at lave et vellykket designet gene drive, først med to slags organismer, forskerne ofte ”tester” ideer på i laboratoriet, nemlig gær og bananfluer, kort efter med myg.

Det lykkedes faktisk så godt, at man under gunstige forhold kan få mygge-populationerne til at kollapse efter blot få generationer (dvs. reproduktionsrunder), fordi alle hun-myggene bliver ufrugtbare (infertile).19 Det er ikke sikkert, at man kan udrydde alle malariamyggene, men forskerne håber, at man kan udrydde så mange, at malariaparasitten har svært ved at overleve. Resultaterne er så lovende, at Bill and Melinda Gates Foundation har doneret næsten en halv mia. kroner til at afprøve, om det kan lade sig gøre.

Som nævnt består den grundlæggende mekanisme i at indsætte en sekvens, der kan kopiere sig selv i hver generation. Men hvordan, rent teknisk, kan man det?

CRISPR [crisper] er et redskab, der gør det langt nemmere end hidtil at genetisk modificere levende organismer. Læs mere om CRISPR 

2.2

Gene drive på malariamyg ved hjælp af CRISPR

Svaret er, at man sammen med det indsatte gen indsætter ”opskriften” på en slags molekylær gensplejsnings-kit, de såkaldte CRISPR-gener, der kan kopiere sig selv, og eventuelt flere gener, til det tilsvarende sted på det homologe kromosom. Normalt, når man genmodificerer organismer, indsætter man blot et gen, der giver organismen en ny egenskab – fx kan man gøre en afgrødeplante resistent imod et bestemt sprøjtemiddel. Men når man vil igangsætte et gene drive, indsætter man altså desuden en ”kopimaskine”.

 

Den samlede ”drivesekvens”, man indsætter, rummer:

CRISPR-generne der får drivesekvensen til at blive kopieret, herunder

DNA der koder for guide-RNA – som rummer både CRISPR- og tracer-RNA, dvs. det kan binde sig til endonucleasen (DNA-saksen) og føre den hen til et bestemt sted i arvemassen, hvor der er en DNA-sekvens, der matcher (= er komplementær med) guide-RNAen. Guide-RNAen kan designes i laboratoriet, så den finder et hvilket som helst sted i arvemassen, i dette tilfælde et gen, der har betydning for hunmygs frugtbarhed

DNA der koder for Cas9-protein – et såkaldt endonuclease-enzym der kan klippe DNA overTil CRISPR-generne er koblet en promoter, dvs. en sekvens, der fortæller cellen, hvor genet skal være aktivt, i dette tilfælde i kønscellerne

RFP (Red Fluorescent Protein) er en genetisk markør, der gør det nemt for forskerne, allerede på et tidligt stadium (i myg: myggelarven) at genkende de individer, hvor modifikationen er lykkedes, dvs. at sekvensen er blevet indsat det rigtige sted og fungerer. RFP får modificerede celler, hvor genet er aktivt, til at lyse rødt, når man lyser på det med laserlys. RFP har sin egen promoter, dvs. en kort DNA-sekvens, der gør, at genet bliver udtrykt i nervevæv, som tidligt i myggens udvikling er let genkendeligt for forskerne

Eventuelt et gen der påvirker organismens konkurrenceevne – det kaldes også ”payload-genet”. Det gene drive, forskerne bruger på malariamyg, introducerer dog ikke et payload-gen, men ødelægger i stedet et eksisterende gen, nemlig et fertilitets-gen (FG-gen), ved at drive-sekvensen indsætter sig midt i det, så det ikke mere kan blive transkriberet og blive til et funktionelt protein. Dermed bliver hunmyggene sterile

Som vi skal se, vil man i hver ende af drive-sekvensen anbringe homologi-sekvenser

RFP - CRISPR: Cas9 - CRISPR: Guide RNA - Evt. Payload

Forskernes drive-sekvens til at udrydde malaria i Afrika

 

Introduktion af drive i mygge-embryonet

Det første, forskerne gør, når de skal modificere malariamyg, er, at de blander de forskellige gener sammen og tilsætter enzymet ligase, der kan klistre DNA-stumper sammen. Resultatet er ringformede DNA-strenge, plasmider, der hver rummer drive-sekvensen (se boks forrige side).

For at en malariamyg kan begynde et gene drive, skal drivesekvensen 1) ind i myggens arvemasse (genmodifikation) og 2) overføre sig fra myggens ene kromosom til det andet (gene drive).

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
Genetisk modifikation af myg 

Modifikationen sker ved, at plasmiderne bliver injiceret i den del af mygge-embryonet, der senere bliver til myggens kønsceller (æg eller sæd).

Hvis forsøget lykkes, vil malariamyggens celler aflæse plasmidet og lave Cas9, den molekylære ”saks”, der bliver guidet hen til FG-genet (fertilitetsgenet) ved hjælp af guide-RNA, den ”molekylære sporhund”. Saksen klipper FG-genet over, og det får automatisk cellen til at reparere bruddet. Det gør den ved at bruge et gen med homologe sekvenser som skabelon. Under normale omstændigheder er det smart, for det betyder, at når et gen går i stykker, bliver det repareret ved at efterligne det homologe gen, der er intakt. Men man kan ”narre” cellen til at tro, at plasmidet er det homologe kromosom, hvis man uden om drive sekvensen har noget DNA, der er homologt med det område, drive-sekvensen skal indsættes i. Hvis det lykkes, bliver hele drive-sekvensen kopieret ind i FG-genet, der hvor bruddet tidligere var (se figuren nederst på siden).

Der er brug for både dygtighed, held og tålmodighed, for at modifikationen skal lykkes. Selv da lykkes det ekstremt sjældent. Forskerne tjekker nu hver eneste klækket myggelarve ved at undersøge, om de udtrykker RFP-genet. Hvis modifikationen er lykkedes, lyser deres nerveceller (hjerne, øjne og nervebaner) rødt, når man lyser på dem med laserlys. Forskerne bruger samme metode senere, når de skal tjekke, hvor ofte drive-sekvensen faktisk bliver videregivet til deres afkom.

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
Gene drive

Når det er lykkedes at modificere en mygs reproduktive celler, er næste skridt at parre den med vildtype-myg for at se, om drive-sekvensen virker. Hvis den gør det, vil processen gentage sig bortset fra, at denne gang sker der ikke en kopiering fra et plasmid til et myggegen, men fra et myggegen (nu med drivesekvens indsat i FG-genet) til det homologe kromosom/FG-gen. Slutresultatet er, at begge FG-gener i de celler, der bliver til æg og sæd, er ødelagt, fordi de begge rummer drive-sekvensen. Drive-sekvensen gør med andre ord myg homozygote for det gen (eller ødelagte gen), den introducerer.

Man kan undre sig over, at de modificerede myg overhovedet er frugtbare, og dermed kan videreføre drive-sekvensen, når de har fået ødelagt et fertilitets-gen? Den finte, forskerne har brugt, er at bruge et såkaldt recessivt gen, dvs. et gen, der kun påvirker organismen, hvis det er til stede på begge de nedarvede kromosomer (=myggene er homozygote for drive-sekvensen), ikke hvis det kun befinder sig på det ene kromosom (=heterozygote). Det løser dog ikke helt problemet, for CRISPR vil jo, som vi hørte, straks kopiere sig til det homologe kromosom og gøre hunmyggen homozygot – og dermed ufrugtbar. Her har forskerne igen været smarte, de har nemlig fundet et gen, der kun bliver udtrykt i kønscellerne. Mens myggen forbliver heterozygot, og dermed fertil, bliver kønsstamcellerne altså homozygote (se figur nedenfor).

Af samme grund er det afgørende for forskerne, når de injicerer drive-sekvensen for at frembringe den første modificerede myg, at kun kønsstamcellerne bliver homozygote, mens kroppens celler er umodificerede eller heterozygote. Hvis man injicerede i den befrugtede ægcelle, dvs. ophavet til alle myggens celler, ville en resulterende hunmyg være homozygot og dermed steril, og da ville den ikke kunne videregive generne til næste generation.

Den kvikke læser vil måske her spørge, hvordan forskerne så kan se, hvilke myg der succesfuldt er blevet modificeret? For hvis RFP-markøren kun lyser op i neuroner, dvs. somatiske celler, vil man ikke kunne se noget i embryoner, hvor kun kønscellerne er blevet modificeret? Svaret er: Det kan man heller ikke nødvendigvis – endelig sikkerhed får man først, når man efterfølgende krydser myggen med en vildtypemyg. Men nogle gange vil injektionen af drive-gener foruden kønscellerne have påvirket nogle af de omkringliggende celler, der bliver til neuroner, og disse vil i så fald lyse rødt.

 

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies

Arten kollapser

Under et gene drive skal alle myggene altså ende med at have kønsstamceller (dvs. diploide celler, der efter meiose er blevet til haploide kønsceller), der har drive-sekvensen på begge kromosomer (homozygote), selvom den kun er nedarvet fra én forælder. Myggen giver drive-sekvensen videre til alle sine afkom. Processen vil gentage sig generation for generation som beskrevet i indledningen. Snart vil alle myg have mindst én kopi af genet, og efterhånden vil alt afkom være født homozygot og hunmyggene dermed være sterile. Populationen kollapser.

Processen skal være ret effektiv, dvs. udbredelsen af genet skal ske ret hurtigt, for at man kan opnå et populationskollaps. Hvor effektiv den er, afhænger af mange forskellige ting, men nogle er de vigtigste er:

  • Effektiviteten af CRISPR. Man ved, at CRISPRs evne til at kopiere sig selv ikke altid er så god. Hvis kopieringen ikke sker tilstrækkelig ofte kan drive’et nemt gå i stå. Forskerne har dog opdaget, at reproduktive celler heldigvis er overraskende ”villige” til at foretage kopieringen. Faktisk sker det i hele 97 % af alle kønscellerne. Effektiviteten skyldes formentlig, at det evolutionært har været afgørende for myg og andre organismer at have meget effektive reparationsmekanismer i netop reproduktive celler, da fejl kunne føre til alvorlige arvelige sygdomme
  • Generationstiden. Myg er klar til at lægge æg efter cirka 14 dage. Under laboratorieforhold kan næsten 100 % af myggene have arvet genet efter mindre end to måneder. Til sammenligning anslås det, at hvis man brugte gene drive til at udrydde fx de karper (sælges i butikkerne som ”pangasius-filet”), der er invasive og helt har fortrængt andre livsformer i Victoriasøen i Afrika, ville det tage op imod 100 år, før man ville opnå en effekt! Forskerne ville ikke igangsætte et drive med så lav en effektivitet med de usikkerheder, det også indebærer, og det er også sandsynligt, at man, før de 100 år var gået, havde fundet på smartere og mere effektive teknikker
  • Fragmenteret population. Især kan effektiv spredning af gene drives være udfordrende, hvis populationen er fragmenteret og individerne dermed ikke så let kan komme til at overføre gener til hinanden, men mere parrer sig i adskilte grupper. I naturen lever arterne fragmenteret, og derfor kan gene drive spredningen være meget ringere end i laboratoriet. Det afhænger naturligvis også af, hvor mange gene drive-myg, der bliver sat ud, og hvor mange steder
  • Resistens. Forskellige populationer kan også være så genetisk forskelligartede, at kopieringen fungerer dårligere, for det kan gøre, at guide-RNAet ikke kan finde den matchende (komplementære) sekvens, hvor Cas9-enzymet skal klippe. Mange steder i arvemassen sker der løbende mutationer, og hvis det gør, at visse myg ikke optager drive-sekvensen, vil disse myg naturligvis meget hurtigt vinde frem – og drivet dermed være uden effekt. Derfor forudser forskerne, at gene drives i praksis formentlig vil gå i stå, hvis man ikke ”passer” dem, fx ved at igangsætte nye drives løbende.20 Man har desuden forsøgt at indsætte flere drives i samme organisme, således at mindst ét af dem altid fungerer.

Opgave

Skriv en tekst til denne figur, der beskriver, hvad der sker i figuren, og hvorfor den viser, hvordan man vha. gene drive kan udrydde en art.

 

2.3

Risici og usikkerheder

Malariamyg er efter al sandsynlighed den første skadelige art, man vil prøve at bekæmpe ved hjælp af et gene drive. Hvis det lykkes, og alt forløber som planlagt, vil man måske forsøge at bekæmpe andre organismer. Det er dog ikke alle organismer, man kan bekæmpe effektivt og sikkert på denne måde. På den ene side skal de, som vi hørte, have en tilpas kort generationstid, og populationen skal ikke være for fragmenteret. De skal også forplante sig seksuelt – planter og visse insekter kan formere sig uden parring, og da sker der ingen spredning af drive-sekvensen.

Risikovurdering

Nogle vil sikkert synes, at det lyder voldsomt, at man for at bekæmpe skadelige arter, sætter en slags ”genetisk kædereaktion” i gang. Ved man, hvad man gør, kan man spørge? Omvendt, hvis man stillede krav om, at der ingen usikkerheder måtte være, ville man aldrig kunne indføre ny teknologi. Men man kan bl.a. stille krav om, at der skal være en vis sikkerhed og vished for de konsekvenser, brugen af en teknologi som gene drives har. I EU er det sådan, at hvis denne vished ikke er tilstrækkelig, kan man stoppe teknologier på baggrund af et såkaldt ”forsigtighedsprincip”.

Forskerne er meget opmærksomme på, at det kan give problemer, hvis drivesekvensen breder sig mere end forventet eller på andre måder opfører sig på en uforudset måde. Før man udfører gene drive i naturen, forsøger man at blive klogere på og dermed begrænse de mulige usikkerheder og risici. Man igangsætter undersøgelser og forskning, som kan bidrage til at beskrive typen af risici og deres sandsynligheder. Den klassiske naturvidenskabelige definition af risiko siger, at:

risiko = risikoens alvorlighed x dens sandsynlighed

Sådan en risikovurdering kan ganske vist ikke i sig selv afgøre, hvad der er acceptabelt at gøre. Fx kan selv ret begrænsede risici blive anset som uacceptable, og et krav kan være, at ulemperne er opvejet af tilsvarende fordele. Den naturvidenskabelige risikovurdering er dog vigtig som grundlag for politiske beslutninger.

Den amerikanske organisation National Academies of Sciences (NAS) skønnede i 2016, at der mangler ganske meget viden om gene drive teknologien, før den kan anses som sikker, og anbefaler, at en hvilken som helst afprøvning sker trinvis, dvs. først i laboratoriet, så i lukkede udendørs net, så i lille skala, fx på en ø. På basis af den viden, man her får, kan man tage stilling til, om man kan anbefale at igangsætte et rigtigt gene drive i naturen.21 Alle disse foranstaltninger kan ses som udtryk for en ”forsigtigheds”-tilgang, hvor man, alt andet lige, tillader mere, jo mere man ved.

Risici og usikkerheder ved gene drives

Hvad er det så, man mere specifikt mener, der er af risici ved brugen af gene drives, og hvilke usikkerheder tænker man på – hvordan kunne de medføre skade på de ting, vi anser som værdifulde?

Den mest iøjnefaldende risiko handler om selve det, at en given art svinder kraftigt ind eller ligefrem forsvinder. Overordnet set bliver arter set både som værdifulde i sig selv, som del af livets mangfoldighed på Jorden. Mange arter er ganske vist blevet udryddet i takt med menneskets udbredelse og udbredelsen af ikke mindst landbrug, og lige præcis malariamyg vil de færreste nok savne.

Økologiske netværk

Men arter lever ikke isoleret, de er viklet ind i såkaldte fødekæder som igen er del af økologiske netværk i et økosystem. De kan være føde for nogle arter og selv spise andre, og de kan leve i symbiose med andre arter eller interagere med dem på andre måder. Man kan groft sagt sige, at udbredelsen af arter og dermed artsdiversiteten hænger snævert sammen med, at de forskellige arter bliver henholdsvis hjulpet og holdt nede af andre arter i et ofte kompliceret samspil. Fjerner man en art eller undertrykker den, opstår der et tomrum, der i varierende grad kan ændre på økosystemet eller blive ”fyldt ud” af andre arter.

I malariamygs tilfælde skønner forskerne umiddelbart, at risikoen ved selv total udryddelse er begrænset, da de kun udgør ganske få ud af flere tusinde myggearter. Så selvom fx flagermus og fiskelarver lever af henholdsvis de voksne myg og deres larver, vil udryddelsen af de specifikke myggearter næppe kunne mærkes i økosystemet.

Eksempel på fødenetværk, som igen kan ses som en delmængde af et større økosystem. 

Alligevel har nogle forskere foreslået, at frem for at udrydde malariamyg, kunne man indsætte et gen i dem, så de blev resistente imod malariaparasitten (modifikationsstrategi). Så ville indgrebet i økosystemet være mere begrænset, fordi myggene og deres larver stadig ville kunne indgå i økosystemet. Man ville have større sikkerhed for, at indgrebet ikke ville føre til uforudsete økologiske ændringer.

Der er dog også mulige fordele ved at forskerne i stedet bruger en undertrykkelsesstrategi. Fx vil det, at man helt fjerner myggene, også forhindre spredning af andre sygdomme via myggene.

Nøglearter

På grund af de komplicerede samspil i økologiske netværk kan det være ekstremt svært præcist at forudsige, hvilken betydning fjernelse af en given art vil have.

I nogle tilfælde er det i udgangspunktet ret sandsynligt, at udryddelse af en bestemt art vil have markante konsekvenser. Især plantearter i veletablerede økosystemer kan have grundlæggende betydning og oppebære en høj artsdiversitet. Organismer, der spiller en særligt stor rolle i sådanne økosystemer, kaldes for nøglearter. Fjerner eller ændrer man dem, kan hele økosystemet omkring dem ændre sig markant eller bryde helt sammen, så kun ganske få arter resterer. Fra landmænds perspektiv kunne det måske være fristende at udrydde en art som kvikgræs, der er et genstridigt ukrudt, som oven i købet danner resistens imod sprøjtemidler. Men et gene drive ville også udrydde planten, hvor den oprindeligt hører hjemme i naturlige økosystemer, og her kan konsekvenserne være store og er under alle omstændigheder usikre.

Kæmpebjørneklo. En invasiv og smuk, men giftig og skadelig art. (Foto: Rob Hille, via Wikimedia Commons)

Spredning til andre arter

Man ved også, at planter er bedre end dyr til at forplante sig med beslægtede arter og danne hybrider. Det kan gøre, at en indsat drive-sekvens ikke nøjes med at udrydde den art, man havde til hensigt, men også nært beslægtede arter. Man skal med andre ord have et ret godt kendskab til arts-barrierer for at forudsige effekterne ved et gene drive.

Invasive arter

Omvendt kan gene drives bruges til at redde arter og økosystemer. Økologisk ubalance kan nemlig også opstå, fordi fremmede arter breder sig til nye områder. Mange af de arter, der dominerer den danske natur, er arter, der er blevet indført af mennesker, og som har vist sig at trives så godt i Danmark, at de nu fortrænger den oprindelige flora eller fauna. Eksempler på sådanne invasive arter er fx de roser (rynket rose), der i dag breder sig i den danske natur; dræbersnegl (iberisk skovsnegl) der ikke mindst er kendt af haveejere, hvor de i stort tal kan ødelægge en køkkenhave på få dage; eller kæmpebjørneklo, mange børn kender pga. sin kraftige gift, der giver brandsårsagtige vabler ved berøring.

Hvis man bruger gene drives til at udrydde sådanne arter, frem for ved hjælp af de nuværende besværlige og dyre metoder, skal man dog medregne en risiko for, at drivet breder sig også til organismernes naturlige levesteder. Her kan arten som nævnt spille en vigtig økologisk rolle.

Kontrolmekanismer

Man kan have et ønske om at begrænse skader på naturen for dens egen skyld, men naturen er desuden på mange måder nyttig for mennesker. Den producerer fx bestøvere, ophober CO2, sikrer rent drikkevand, er kilde til lægemidler osv. Derfor kan skader på naturen også være til direkte skade for mennesker.

Det ideelle ville være, hvis man kunne begrænse risikoen ved gene drives, så man kunne isolere eller stoppe dem, hvis de ikke opførte sig som planlagt. En række kontrolmekanismer er faktisk allerede udviklet. Forskerne peger fx på, at hvis et drive ikke fungerer, som det skal, kan man ”bare” igangsætte et drive, der ”overskriver” det gamle (”reversal drive”).22 Der er også udviklet såkaldte Daisy-chain Drives, som gør, at drive’et er genetisk programmeret til at dø ud efter et vist antal generationer. Så fungerer drivet naturligvis ikke så godt, men det kan bruges til at gennemføre de første gene drives uden for laboratoriet, hvor hensigten er at indsamle erfaring. Man kunne desuden forestille sig, at man udførte de første udslip på en ø eller i et land, hvor vinteren hvert år ville dræbe de overlevende myg.

Den menneskelige faktor

Endelig er der det, man kunne kalde for ”den menneskelige faktor” – altså, at brugen af gene drive ”opfører sig” uforudset, fordi mennesker ikke altid træffer perfekte eller rationelle beslutninger. Ville gene drives kunne bruges af terrorister? Ville forskere uintenderet komme til at slippe nogle forsøgsorganismer ud?

2.4

Figur: Genetisk modifikation af myg

A: Injektion

Det injicerede plasmid bliver transkriberet af cellen og Cas9 bliver translateret. Myggens fertilitetsgener på de homologe kromosomer (1 og 2) er stadig uberørte.

B: Modifikation finder sted

Det resulterende CRISPR-kompleks kan ved hjælp af guide-RNAet finde hen til myggens fertilitetsgen, som det klipper over, og cellen reparerer bruddet ved at kopiere plasmidet, dvs. ved hjælp af homolog rekombination (læs mere DNA-reparation gennem homolog rekombination: www.etiskraad.dk/dna-reparation).

C: Aktivering af drive-sekvens

Drive-sekvensen er nu blevet indsat i et af mygge-cellens egne kromosomer (kromosom 1). Første gang det sker, er det resultatet af en vellykket genmodifikation, men når drivet går i gang, kommer drive-sekvensen fra en af myggens forældre. I kønscellerne sker der transkription af drive-sekvensen og Cas9 translateres desuden fra Cas9-RNAet, nu ikke fra plasmidet, men fra den kopi af drive-sekvensen, der er indsat i cellens eget kromosom.

D: Kopiering af drive-sekvens til homolog

CRISPR-komplekset finder ved hjælp af guide-RNA hen til fertilitets-\u0003genet på det homologe kromosom (kromosom 2) og klipper det over. Cellen bruger det homologe gen, indeholdende drive-sekvensen (kromosom 1), som skabelon for reparationen af kromosom 2.

E: Slutresultat – myg homozygot for drive-sekvens

Begge kromosomer i kønscellerne rummer nu drive-sekvensen, selvom myggen oprindelig var heterozygot - dvs. havde modtaget drive-sekvensen fra den ene af sine forældre (eller oprindelig via genmodifikation).

3

Forskerinterview

Vi har besøgt Imperial College i London, hvor professor og leder af forskningspro­jektet, Target Malaria, Andrea Crisanti, arbejder. Sammen med sit forskerhold forsker han i at udvikle en metode til at udrydde malaria ved hjælp af genteknologi. Målet at udvikle metoderne så langt, at de kan få tilladelse til at udsætte genmodificerede myg i malaria-plagede afrikanske lande, der ellers ikke formår at bekæmpe smittebærerne.

Herunder kan du høre og læse, hvilke perspektiver og udfordringer, Andrea Crisanti ser i anvendelsen af gene drive, og du vil også møde forsker, Andrew Hammond, der fortæller om, hvordan genmodifi­ceringen foregår.

3.1

Professor Andrea Crisanti fortæller om perspektiverne

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
3.2

Præsentation af forsker, Andrew Hammond

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
3.3

Injektion af gene drive

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
3.4

Opdræt af transgene myg

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
4

Etikinterview

Hvis mennesker beslutter sig for at fjerne arter, som generer os, så gør vi os til herrer over naturen på en ny måde. Ganske vist har mennesker formentlig altid bekæmpet skadedyr og planter med de midler, de nu havde, men med de nye teknologier, CRISPR og gene drive, bliver det måske muligt helt at udrydde arter. Er det i orden, at mennesker griber så grundlæggende ind i naturen? Det har vi spurgt Mickey Gjerris og Thomas Ploug om.

Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies
Bemærk! Dette indhold kræver cookies for at blive vist korrekt.
Læs mere om cookies

Mickey Gjerris: Der er jo et grundlæggende etisk spørgsmål i dette her med, at mennesker fjerner de dyr eller planter, som generer os, og som vi ikke kan lide; nemlig: Kan vi tillade os at gøre os til herrer over, hvilke arter der må have lov at være her og forme naturen som vi nu synes?

Jeg er grundlæggende kritisk over for den måde at se på naturen på, for jeg mener, vi bør opføre os respektfuldt og betænksomt over for ikke bare andre mennesker, men også i forhold til naturen, hvis balancer vi risikerer at ødelægge, hvis vi bare fjerner hele arter, når det passer os. Etikken skal ikke bare omfatte mennesker, der er også hensyn at tage overfor dyrene og naturen. Samtidig er det dog klart, at vi ikke kan undgå at slå andre levende væsener ihjel, fx er vi jo nødt til at spise enten planter eller dyr for at overleve, men jeg mener kun, vi bør gøre det, når det er absolut nødvendigt.

Thomas Ploug: Vi er nok uenige om, hvilken status, naturen og dyrene har, for som jeg ser det omfatter etikken først og fremmest mennesker. Naturen har primært værdi som en væsentlig ressource for mennesker og har i øvrigt stor betydning for menneskelig sundhed i nuværende og kommende generationer, så det stiller store krav til vores behandling af naturen. Men vi er kun i meget begrænset omfang forpligtet til at tage hensyn til naturen eller dyrene for deres egen skyld, og hvis der er arter, som truer menneskers sundhed, så er det ikke forkert at fjerne dem, hvis vi kan gøre det, uden at lave større ulykker med teknologien.

Mickey Gjerris: Jeg er nok enig med dig i, at lige i tilfældet med malariamyg, så må man sige, det skaber så uendelig stor menneskelig lidelse, så det kunne godt være, det var en god ide, hvis vi forsøger at fjerne dem. Men der sker typisk det med teknologier, at vi først bruger dem til det, der er meget væsentligt, men så kommer det næste, lidt mindre væsentlige problem, så kan vi selvfølgelig også bruge dem til det. Og så kan vi altså risikere, at det pludselig bliver sådan en ren bekvemmelighed, hvor vi i endnu højere grad bruger teknologi til at forme naturen til at passe til vores behov. Det bekymrer mig dybt, og det bekymrer mig også dybt, hvor let tilgængelig den her teknologi er; hvor let den er at udvikle og slippe fri.

Thomas Ploug: Ja, man kan sige, at ét spørgsmål er, om det er OK, at mennesker fjerner andre arter, hvis de generer os. Det næste spørgsmål er, om det er forsvarligt at bruge genteknologi til at gøre det.

Til det første spørgsmål mener jeg altså ikke, det er etisk forkert at fjerne arter, der truer menneskers liv og sundhed – medmindre vi får skabt nogle nye trusler mod mennesker, fordi vi fx ødelægger økologiske balancer eller frembringer muterede arter, som vi ikke kan kontrollere. Der er selvfølgelig nogle risici her, som vi skal være meget opmærksomme på, og som eksperter må bedømme fra gang til gang.

Men i forhold til, om det er værre at bruge genteknologi end en teknologi som giftstoffer – den man bruger i dag – så mener jeg grundlæggende ikke, at genetisk modifikation af dyrearter adskiller sig fra andre teknologier. Fx udvikler vi på sundhedsområdet medicinske præparater, fordi det kan give øget sundhed og bedre behandlinger. Men der findes ikke noget medicinsk præparat, som ikke giver bivirkninger, og som ikke potentielt giver store bivirkninger. Præparater, som man sender ud og giver til millioner af mennesker, hvor man ikke med sikkerhed kender langtidseffekterne, hverken de fulde positive langtidseffekter eller de fulde negative langtidseffekter. Sådan er det også, når vi udsætter genmodificerede dyr i naturen.

Så for alle typer af teknologier er der noget, vi skal arbejde med; vi skal bruge de her teknologier på baggrund af omfattende testning, på baggrund af omfattende evidens for, at vi vil opnå de gevinster, vi gerne vil opnå, og at vi vil minimere de negative effekter, bivirkningerne og sideeffekterne. På den baggrund må vi foretage en afvejning af, om det er en type af teknologi, vi gerne vil have.

Og her skal vi huske, at vi allerede bekæmper malariamyg så godt, vi nu kan, ved hjælp af en anden teknologi, nemlig insektgift. Og jeg har grundlæggende svært ved at få øje på den etisk relevante forskel mellem at bruge genteknologi og giftstoffer til at forsøge at komme arter til livs. Det er klart, at når man laver genmodifikationer, så risikerer vi uforvarende at komme til at sprede nogle egenskaber, som er uønskede, og det gør man ikke lige umiddelbart, når man anvender giftstoffer. Men det er ikke klart, at vi overhovedet kan overskue de samlede negative effekter af at anvende giftstoffer.

For det første tilstræber man i begge tilfælde en arts udryddelse, og så står vi altså med det samme problem i forhold til, hvad der sker senere i fødekæden. For det andet så spreder giftstoffer sig jo i hele miljøer og giver brede negative effekter i kraft af forurening. Og nogle af de der forureningseffekter på mennesker og andre organismer, ja, dem kender man jo først 10, 20, 30, 40, 50 år efter, at man har gjort brug af de her giftstoffer i stort, stort omfang.

Mickey Gjerris: Jeg ved ikke, hvorfor du går så højt op i, om teknologien er væsensforskellig fra andre teknologier. Det er ligesom om, vi skal kunne finde et eller andet helt særligt problem her, ellers så må vi bare sige, det gør vi allerede, så det er OK. Jeg er lidt bange for, at de her diskussioner om bioteknologi ender i at: jamen, de gjorde jo noget lignende for 6.000 år siden, da man begyndte at lave øl; det er jo bare bioteknologi, så det, vi laver i dag, det er jo bare det samme som det, vi altid har gjort. Jeg synes, det svarer til at sige, at det principielt er det samme, der foregår, hvis man slår sig over fingeren med en sammenkrøllet avis og med en hammer. Men, altså der er noget ved styrken af redskabet, hvor store effekter du kan lave, og hvor svære de kan være at kontrollere, som jeg faktisk mener, er væsentlige i sig selv. Jeg synes, det er relevant at se på, hvad det er, man vil med den her teknologi i det her tilfælde, og hvad det især er, vi ikke ved om de mulige konsekvenser. Og jo mere vi ikke ved, jo mere grund er der til at være tilbageholdende med det.

Du siger, at der ikke var en principiel forskel på at bruge genteknologi og giftstoffer, som også kunne have uønskede konsekvenser. Men så har vi også fået lavet en modstilling: enten gør vi det her, eller også pumper vi en masse gift ud i naturen og risikerer nogle andre konsekvenser - dem ser vi jo masser af med al den gift, vi har brugt. Nu skal jeg ikke kunne sige, om der er en tredje vej til at løse det præcis med myg, men sammenligner man med diskussionen på andre områder, skal man jo huske, at der kan være flere alternativer end to. Og der er sådan en tendens til i vores kultur, at vi har en forestilling om, at det er os, der præger jordens fremtid. Og når vi alligevel påvirker det hele, så kan vi lige så godt kaste os ud i alle de her teknologier uden nødvendigvis at have forståelse for de sammenhænge, vi blander os i. Der tror jeg bare, jeg vil påpege, at en vis ydmyghed over for vores manglende viden måske kunne være på sin plads.

Thomas Ploug: Jeg synes, du har fuldstændig ret i, at det altid er væsentligt at overveje alternativer. Og det er klart, at kan vi finde mindre indgribende måder at opnå de gevinster, fx at komme malaria til livs, end en trods alt så invasiv indgriben som at genredigere, ja, så skal man selvfølgelig tilstræbe det. Og det gælder jo også de andre teknologier; vi skal selvfølgelig bruge den medicin, som virker bedst, og som har færrest bivirkninger.

Men vi må også, når vi overvejer alternativer, forholde os realistisk, synes jeg. Fx har man mange problemer i den tredje verden, hvor mennesker lever kortere liv, de mangler mad og får flere tilfælde af den ene og den anden sygdom. Og de problemer kunne vi sådan set løse på en ret let måde, vi kunne sørge for at omfordele midler i den her verden mere effektivt, sørge for, at vi gav meget mere i ulandsbistand osv., så man kunne bygge samfund, hvor man havde forudsætningerne for at leve et sundt og et godt liv. Det er jo et alternativ, men det er ikke et realistisk alternativ, det må vi et eller andet sted se i øjnene, det sker desværre ikke.

Mickey Gjerris: Jamen der tror jeg bare, der er en enorm uenighed om, hvornår noget er realistisk. Hvad der er realistisk eller ej, det afhænger jo også af, hvem vi selv er, og i stedet for at afskrive noget som urealistisk mener jeg, man må tale om, hvorfor det ikke er realistisk, og om det er etisk rigtigt at sige, at det er umuligt eller ikke realistisk? Eller er det et spørgsmål om, at vi skal ændre vores indstilling fra altid at prioritere vores egne fuldstændigt overflødige præferencer, og i stedet tilgodese andre menneskers vitale behov, uden at vi behøver at indføre teknologier, som har i hvert fald mulige meget, meget katastrofale konsekvenser. Hvis det grundlæggende problem er fattigdom, så kan du godt udrydde malaria, men så dør folk bare af noget andet.

Thomas Ploug: Jeg er enig i, at det er vigtigt at spørge, om en teknologi faktisk vil løse nogle problemer for de mennesker, som vi etisk set har en forpligtelse til at fokusere på i den her verden, nemlig dem der er i den største nød. Men der må vi så sige, at malaria er et godt eksempel på løsning af et problem for de fattigste mennesker i verden.

Mickey Gjerris: Ja, og der er også et etisk perspektiv i, at hvis man skulle fjerne malaria gennem at ændre samfund, som ikke har tilstrækkeligt velfungerende myndigheder og sundhedsvæsen til at beskytte borgerne mod malaria, så er det jo ikke noget, man gør fra i dag til i morgen, det er jo et langt sejt træk. Så hvis vi nu antager, at man i løbet af få år ville kunne udvikle den her genteknologi og få styr på i hvert fald de forudsebare konsekvenser af at gøre det, så har man et redskab, som på kort sigt faktisk vil hjælpe en masse mennesker, og det vil jo også være et argument for at bruge dem. Et andet argument er, at så vidt jeg har forstået, så taler man i virkeligheden om at udrydde 3-4 slags myg, mens der i alt findes flere tusinde arter, så det kan jo godt være, det ikke vil have de sådan fuldstændig katastrofale konsekvenser for økosystemerne at gøre det.

Så må vi bare sørge for at stille krav til udviklingen af de her teknologier, og at de testes og kontrolleres af uafhængige instanser, som udsætter de her kommercielle parter for kritik, for inspektion, for undersøgelse.

Det er rigtigt, at der ikke har været penge i at skaffe ordentlige sociale vilkår for de 800 mio. mennesker, som lever i sult, ergo har vi ikke gjort noget ved det. Nu er der så åbenbart penge i at bekæmpe malariamyg, så begynder vi at gøre det. Og så er det, jeg siger, at vi ikke får løst problemerne, vi får løst symptomerne. Nu lige med malariamyggene så er det ret vigtigt at få løst symptomerne, det er vi fuldstændig enige om.

Thomas Ploug: Ja, og jeg er også enig med dig i, at vi også skal fortælle hinanden fortællinger om mennesket og muligheden for på bedste og mest idealistiske måde at sørge for omfordeling i verden. Jeg er jo en af de varmeste fortalere for, at vi som samfund, som nation burde give langt mere i ulandsbistand. Det alternativ skal vi selvfølgelig holde i live, og det skal vi kæmpe for. Jeg siger bare, at vi også bliver nødt til, i lyset af hvordan det er gået med omfordelingen i verden i løbet af de sidste hundrede år, at erkende, at hvis vi vil have forandring, så må vi også være villige til at vælge de umiddelbart mest realistiske muligheder.

Mickey Gjerris: En anden ting, vi er enige om, er at hvis man vil bruge de her teknologier, så skal man gå ind og vurdere konsekvenserne grundigt sag for sag.

Du kan tage et eksempel med lakselus, som er et stort problem i lakseopdræt, fordi de slår laksene ihjel. Hvis man nu forestillede sig, man lavede en gene drive og fik sat den i lakselus og fik fjernet dem; hvad så hvis lusene ikke kun forsvandt fra dambrugene, men de genmodificerede lus slap ud og fjernede lakselus generelt fra naturen. Det kunne give en opblomstring i bestanden af laks, som bagefter kunne give basis for flere store rovfisk, som også ville begynde at æde løs af den svindende bestande af vilde fisk, og så kunne vi jo få nogle katastrofale effekter nedad i økosystemet. Hvad nu hvis det skete i et fattigt land, der gerne ville til at leve af aqua-kultur? Det kunne føre til nogle effekter, som var ude af kontrol, fordi man i den bedste mening forsøgte at løse et problem, men fik skabt mange flere problemer hen ad vejen.

Thomas Ploug: Ja, alle mulige kunne jo i princippet gå i gang med at fjerne arter, det gælder også gale diktatorer og terrorister. Der er selvfølgelig en risiko her, men igen må vi bare sige, at vi må se på andre lignende situationer, fx våbenteknologier, som også kan falde i de gale hænder. Hvis nogen kunne finde på at bruge teknologien til at sprede genmodificerede arter som en slags våben, jamen så har vi i den her verden allerede fostret et utal af forfærdelige, forfærdelige våben, og hvis bare en atommagt i den her verden gik amok, så kunne det betyde hele menneskehedens udslettelse. Der har været biologiske våben, der har været kemiske våben, så hvis man virkelig vil anvende teknologier til at gøre stor skade, så har den mulighed eksisteret i meget, meget, meget lang tid. Og som sådan adskiller den her teknologi sig ikke.

Måden, det er lykkedes os at undgå den globale katastrofe hidtil, det er jo igennem internationale konventioner, hvor vi blev enige om ikke at anvende den på de her måder. Og er der tilløb til, at nogen gør det, jamen så lægger man politisk pres på de nationer, så laver man aftaler og forskellige typer af kompensationer og hjælp og alt muligt andet. Der er ikke grund til at tro andet, end at vi også kan regulere os ud af det problem gennem internationale konventioner og kontrakter.

5

Ordliste

CRISPR: En ny genmodifikationsteknik, der gør det muligt at genmodificere meget præcist, enkelt og billigt.

Gene drive: Brug af genteknologi til at meget hurtigt at udbrede et gen i en population, og som fx kan bruges til undertrykke artens reproduktion.

Invasiv art: En art, der intenderet eller uintenderet er blevet overført til et område, hvor den ikke voksede før, og som breder sig på bekostning af den lokalt hjemmehørende flora eller fauna. Velkendt er fx kæmpebjørneklo og iberisk skovsnegl.

Anopheles gambiae myg: Der fines ca. 3.500 myggearter opdelt i 41 slægter. Malaria overføres kun af hunner af slægten Anopheles. Slægten er igen opdelt i ca. 430 Anopheles arter, hvoraf kun 30-40 overfører malaria. I det sydlige Afrika er det Anopheles gambiae som er ansvarligt for malariaoverførslen.

Aedes aegypti myg: En myggeart, som kan sprede Zikavirus, Denguefeber, Chikungunya-feber, gul feber m.fl. Den kommer fra Afrika men findes i dag i tropiske og subtropiske områder i hele verden (Kilde: Wikipedia).

Zika: En virussygdom i familie med Gul Feber, Dengue og Japansk Hjernebetændelse. Den bliver overføret med samme myg (myggearten Aedes) som de tre nævnte sygdomme. Men i modsætning til disse sygdomme giver zika-virus ofte ingen eller meget få symptomer og er ikke farlig for den smittede selv. Det, som er problematisk, er, at gravide kan overføre den til deres ufødte barn, som har risiko for at få meget alvorlig hjerneskade (kilde: netdoktor.dk).

Denguefeber: En influenzalignende virussygdom, som overføres med Aedes aegypti myg. Det er oftest en forholdsvis mild sygdom, undertiden helt uden symptomer, men infektionen kan også udvikle sig til to meget alvorlig tilstande: Dengue Shock Syndrome (DSS) eller Denguehæmorhagisk feber (DHF). Begge dele kan medføre døden, hvis man ikke kommer under behandling. (kilde: netdoktor.dk).

Chikungunya-feber: En myggeoverført virussygdom med udslæt, feber og ledsymptomer. Sygdommen skyldes Chikungunyavirus som bliver overført til mennesker ved myggestik. Hyppigst overføres virus med myggearten Aedes Aegypti (kilde: Sundhed.dk).

Gul feber: En alvorlig virussygdom, der overføres med myg (Aedes aegypti). I milde tilfælde er typiske symptomer feber, hovedpine og kvalme. I alvorlige tilfælde sker der skader på lever, nyrer og hjerte, og patienterne får gulsot. Heraf kommer navnet (Kilde: Statens Seruminstitut).

Pesticider: Kemiske bekæmpelsesmidler, der anvendes mod skadelige organismer i plantekulturer, fx herbicider mod ukrudt, baktericider mod bakterier, fungicider mod svampe, acaricider mod mider, nematicider eller vermicider mod orme, molluskicider mod snegle, insekticider mod insekter samt rodenticider mod gnavere. Pesticiderne kan ved deres direkte giftvirkning eller spredning i miljøet påvirke mennesker eller andre organismer (Kilde: Gyldendals Den Store Danske).

Resistens: Modstandskraft, levende organismers evne til at tolerere eller modstå giftige stoffer eller andre organismers angreb (Kilde: Gyldendals Den Store Danske).

Biologisk bekæmpelse: Bekæmpelse af skadedyr, plantesygdomme og ukrudt ved hjælp af levende organismer kaldes biologisk bekæmpelse. De levende organismer kan være nyttedyr som rovinsekter og snyltehvepse samt mikroorganismer som bakterier, svampe og insektvirus (Kilde: Jørgen Eilenberg, Naturrådet).

Glyfosat (N-(phosphonomethyl) glycine): Et bredvirkende, systemisk ukrudtsmiddel, der bliver optaget gennem blade og skud. Det bruges til at dræbe ukrudt og især flerårige arter. Nogle afgrøder er blevet genetisk modificeret, sådan at de kan tåle midlet. Glyfosat blev først markedsført af firmaet Monsanto under handelsnavnet ”Roundup”, men i dag er det ikke længere underlagt patentrettigheder (Kilde Wikipedia).

Off-target effekter: Det gen, man vil indsætte, indsætter sig desuden andre steder i arvemassen end intenderet.

Non-target effekter: Påvirkninger af organismer, man ikke ønskede at påvirke.

Mutationer: Tilfældige ændringer i arvemassen, fx når ultraviolet lys skade DNA’et og efterfølgende bliver repareret forkert.

Risikovurderinger: En struktureret fremgangsmåde, hvor vurderingen af risici bliver så objektiv som muligt. Risici er populært sagt fremtidige problemer, som ikke har vist sig endnu. Da man ikke kan se ind i fremtiden, må risikovurderinger derfor altid være en kombination af erfaringer, forestillingsevne og følelser og fornemmelser (kilde: Wikipedia).

Hybris: Et vigtigt begreb i den oldgræske forestilling om, at mennesket ved at overskride en usynlig grænse (”begå hybris”) pådrager sig nemesis, gudernes gengældelse (Kilde: Gyldendals Den Store Danske).

6

Til underviseren

Hent undervisningshæfte

Her kan du hente alle teksterne samlet i et undervisningshæfte. Hæftet er også velegnet til brug på tablets og til udskrivning.

Hent undervisningshæfte

Lærervejledning

Få ideer til, hvordan du kan bruge materialet i undervisningen. Lærervejledningen er udarbejdet af lærere i relevante fag til brug af temaet om "Udryddelse af skadelige organismer med genteknologi".

Lærervejledning