Geenimuokkautus

Geenimuokkautus on bioteknologian ala, jossa eliön perimää muokataan tarkasti. Menetelmällä voidaan lisätä, poistaa tai muuttaa yksittäisiä geenejä tai niiden säätelyalueita siten, että tietty ominaisuus muuttuu. Geenimuokkauksella pyritään usein parantamaan kasvien satoa ja ravitsemuksellista arvoa, lisäämään sieto- ja kestokykyä sekä helpottamaan tutkimusta ja tuotekehitystä.

Keskeisiä tekniikoita ovat kohdennettu DNA-muokkaus, kuten CRISPR-Cas9 ja CRISPR-Cas12a, sekä vanhempia työkaluja kuten ZFN- ja TALEN-järjestelmät. CRISPR-työkalut mahdollistavat nopean ja kohdennetun muutoksen monissa organismeissa, ja niitä on sovellettu sekä laboratorioissa että käytännön sovelluksissa. Monimutkaisemmissa tapauksissa käytetään myös perinteisempiä rekombinaatio- ja säätelytekijöihin suuntautuvia lähestymistapoja.

Sovellukset jakautuvat kolmeen pääalueeseen: maatalous ja elintarviketuotanto, lääketiede sekä biotiede ja teollisuus. Maataloudessa pyritään lisäämään satoa, parantamaan vastustuskykyä sairauksille ja tuholaisille sekä muokkaamaan ravitsemuksellisia ominaisuuksia. Lääketieteessä geenimuokkauksia tutkitaan sairauksien mallintamiseen, proteiinien tutkimiseen sekä mahdollisiin geeniterapioihin. Biotieteissä muokkauksia käytetään mikro-organismien ja solujen ominaisuuksien muokkaukseen tutkimus- ja tuotantotarkoituksiin.

Riski- ja eettisissä kysymyksissä huomioidaan off-target-muokkaukset, ekologiset vaikutukset ja sosiaaliset vaikutukset sekä oikeudenmukainen hyötyjen jakaminen. Sääntelyvaihtelua löytyy eri maista: EU:ssa geneettisesti muokattujen organismien sääntely on yleisesti tiukkaa ja GMO-lainsäädäntöä sovelletaan viljelykasveihin ja elintarvikkeisiin, kun taas muissa maissa sääntely voi olla löyhempi tai rakenteeltaan erilainen. Tutkimus- ja sovellustoimet tehdään tiukkojen riskinarviointien ja valvonnan piirissä.

Historia: geenimuokkauksen kehitys on pitänyt sisällään klassisia mutaatiomenetelmiä sekä tarkempia kohdennettuja lähestymistapoja. CRISPR-Cas9:n esittely vuonna 2012 on vaikuttanut merkittävästi alan nopeaan kehitykseen ja laajaan käyttöönottoon sekä tutkimuksessa että käytännön sovelluksissa.