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Das sind nicht die GVO deines Vaters
Eine neue Welle von gentechnisch veränderten Pflanzen weicht den Regulierungsbehörden aus und steht kurz davor, die Läden zu erreichen. 19. Dezember 2017
Als ich die Farm von Jason McHenry in South Dakota besuchte, führte mich der junge Farmer in abgetragenen Jeans und Sonnenbrillen eine rutschige Stahlleiter an der Seite eines Getreidespeichers hinauf. Wir stolperten durch das Mannloch in einen sich bewegenden Berg von Sojabohnen. Sie könnten sie durch Ihre Finger sieben und ihren süßen, trüben Geschmack schmecken.
Die US-Sojabohnenernte beträgt vier Milliarden Scheffel pro Jahr, etwa 240 Milliarden Pfund. Es generiert die die meisten Geldeingänge für amerikanische Farmen nach Vieh und Mais. Mehr als 90 Prozent dieser Bohnen sind gentechnisch veränderte Organismen oder GVO – das heißt, sie wurden genetisch verbessert, meistens durch die Zugabe eines Gens aus einem Bodenbakterium, das sie gegen das allgemein bekannte Unkrautvernichtungsmittel Glyphosat immun macht als Rundum.
Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom Januar 2018
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Die 4.000 Scheffel, in denen McHenry und ich saßen, stellen jedoch eine neue Pflanzenart dar, die durch Gen-Editierung verändert wurde. Ein Start-up hatte die Technologie eingesetzt, um Änderungen an zwei Genen einzuführen, die an der Fettsäuresynthese beteiligt sind, sodass das aus den Bohnen gepresste Öl eher dem Olivenöl als dem typischen Sojaöl ähnelt.
McHenry hörte zum ersten Mal im vergangenen Dezember in einem Hotel in der Nähe der Genossenschaft der Sojabohnenverarbeiter von South Dakota den Pitch um die Bohnen. Wir haben etwas Neues und Aufregendes, sagte ein Verkäufer zu den Bauern. Sie haben vom Verbot von Transfetten gehört? Sojaöl hat Marktanteile verloren, seit die US-Regierung ungesunde Fette verboten hat, die entstehen, wenn Sojaöl teilweise hydriert wird und sich in einen Feststoff verwandelt (denken Sie an Crisco). Diese Fette wurden Menschen töten . Sie sind schlechtes Essen.
Öl aus gentechnisch veränderten Bohnen könnte dieses Problem lösen, da es nicht auf die gleiche Weise verarbeitet werden muss. McHenry hörte, dass jeder Bauer, der bereit wäre, die Bohnen anzupflanzen, Teil der Innovationswelle wäre, die die Regale der Geschäfte mit griechischem Joghurt, grünen Verpackungen und gesunden Zutaten füllt. Außerdem würde es ein paar Viertel mehr pro Scheffel bedeuten. „Du verdienst ein bisschen mehr Geld, hast eine großartige Erfahrung und bist Teil einer Revolution“, sagte der Pitchman, Thomas Stoddard, ein schlaksiger Biologe, der zum Saatgutverkäufer wurde und mit mir McHenrys Farm besuchte.
Für McHenry, einen Farmer, der gerade erst mit seinen eigenen Äckern, seinen eigenen Schulden und seinen eigenen Entscheidungen anfing, machte der Pitch Sinn. Die Roundup-resistenten Bohnen, die sein Vater noch pflanzt, sind teuer. Darüber hinaus haben sich die Tumbleweeds so entwickelt, dass sie das Besprühen überleben und bis zu Ihrer Hüfte wachsen. Betrachtet man den Markt als Ganzes, stellen Europa und China GVO in Frage, sagt McHenry. Man muss im Auge behalten, was der Verbraucher will, und als Landwirt muss man sich differenzieren. Wenn Sie einen Markt betrachten, der weg sein könnte, müssen Sie über Alternativen nachdenken.

Jason McHenry auf dem Land in South Dakota, wo er Sojabohnen anbaut, die mit Gen-Editierung hergestellt wurden.
Die neuen Bohnen sind die Kreation eines Start-ups namens Calyxt, das 300 Meilen entfernt in der Nähe von Minneapolis, wo Stoddard arbeitet, und fast einen geraden Schuss östlich auf dem Highway 90 von McHenrys Farm entfernt liegt. In den Gewächshäusern des Unternehmens werden jede Woche Tausende von Pflanzen durch Gen-Editierung verändert. Der Vorteil der Technologie besteht darin, dass sie es Wissenschaftlern ermöglicht, Designerpflanzen zu erschaffen, die keine fremde DNA enthalten. Die Technik, bei der genetische Informationen hinzugefügt oder entfernt werden, ist ähnlich wie bei konventioneller Züchtung, nur viel schneller. Im Wesentlichen, wenn eine Sojabohne eine gewisse Qualität hat, die Sie mögen, und wenn Sie die verantwortlichen genetischen Anweisungen kennen, kann die Genbearbeitung sie in einem einzigen molekularen Schritt zu einer anderen Bohne verschieben.
Vielen Wissenschaftlern erscheint das Potenzial der Genbearbeitung nahezu grenzenlos und bietet eine neue Möglichkeit, schnell Pflanzen zu schaffen, die dürreresistent, immun gegen Krankheiten oder geschmacksverbessert sind. Eine Supermarkttomate, die schmeckt? Das könnte passieren, wenn Wissenschaftler die geschmacksbildenden Gene wiederherstellen, die alte Sorten köstlich machen. Was ist mit einer Maispflanze mit doppelt so vielen Körnern? Wenn die Natur es zulässt, glauben Wissenschaftler, könnten sie es durch Genbearbeitung bauen.
Bisher hatte jeder erfolgreiche GVO auf dem Markt zum Ziel, den Ertrag von jedem Hektar Ackerland zu steigern. Die Vermarktung gesünderer Lebensmittel aus GVO war eine größere Herausforderung. Aber wenn gentechnisch veränderte Pflanzen das Stigma von GVO vermeiden können, könnte sich das ändern.
Es gibt noch einen weiteren Grund, warum die Genbearbeitung in der Industrie für Aufregung sorgt. Das US-Landwirtschaftsministerium ist zu dem Schluss gekommen, dass die neuen Pflanzen keine regulierten Artikel sind. Der Grund ist eine Gesetzeslücke: Ihre Vorschriften gelten nur für GVO, die aus Pflanzenpathogenen wie Bakterien oder deren DNA hergestellt wurden. Das bedeutet, dass Calyxt seine Bohnen vermarkten kann, ohne den Prozess der Genehmigungen, Inspektionen und Sicherheitstests durchlaufen zu müssen, die für andere gentechnisch veränderte Pflanzen erforderlich sind. Sie rechnet damit, mindestens die Hälfte der 13 Jahre und 130 Millionen Dollar zu verkürzen, die Unternehmen im Durchschnitt investiert haben, um einen neuen GVO zu entwickeln und ihn in die Hände der Landwirte zu bringen.
Für GVO-Gegner sind die neuen, nicht regulierten Pflanzen ein Grund zur Beunruhigung. Seit Jahren argumentieren sie, dass GVO abgelehnt werden sollten, weil sie unsicher sein könnten. Was, wenn sie Allergien auslösen oder Schmetterlinge vergiften? Jetzt verschieben sich die Kampflinien, weil Unternehmen wie Calyxt Pflanzen ohne DNA einer anderen Art in ihnen herstellen können. Sie können argumentieren, dass die Genbearbeitung lediglich eine beschleunigte Züchtungstechnologie ist.
Für die Kritiker ist jeder Versuch, künstlich hergestellte Pflanzen als natürlich einzustufen, eine gefährliche Fiktion. Wenn sie die behördlichen Anforderungen nicht erfüllen müssen, geht es wieder los mit der genetischen Veränderung in der Landwirtschaft, sagt Jim Thomas, Leiter einer gemeinnützigen Organisation namens ETC Group, die sich für Umweltfragen einsetzt. Das ist der Preis. Sie konstruieren eine Definition eines GVO, sodass die Genbearbeitung außerhalb davon liegt.

Der Genetiker Dan Voytas von der University of Minnesota entwickelt mithilfe von Gentechnik neue Pflanzen. Der Geist ist aus der Flasche, sagt er.
Schon jetzt erreichen die Bemühungen, Regierungen und Lebensmittelgruppen zu überzeugen, ein planetarisches Ausmaß. Neuseeland entschied, dass es sich bei den neuen Pflanzen doch um GVO handelt, ebenso wie der eigene Bio-Rat des USDA. Die Niederlande und Schweden glauben nicht, dass sie es sind. China hat es nicht gesagt. Die Europäische Union muss sich noch entscheiden. Milliarden an weltweiten Getreideexporten könnten am Ende auf dem Spiel stehen.
Gegner sagen, dass sie bereit sind, für Regeln, Vorschriften und Labels zu kämpfen. Unsere Position hat sich nie geändert. Dies ist nur eine Form der Gentechnik, also sollten die gleichen Dinge passieren – es sollten Sicherheitsbewertungen erforderlich sein, sagt Michael Hansen, ein angestellter Wissenschaftler bei der Consumers Union, einer angeschlossenen Lobbygruppe Verbraucherberichte Zeitschrift. Ich kann nicht sehen, dass dies in absehbarer Zeit gelöst wird.

Designer-Pflanzen wachsen unter künstlichem Licht im Gewächshaus von Calyxt, einem Gen-Editing-Startup in Minneapolis.
Aber McHenry hat das Argument bereits akzeptiert. Er zeigte auf seine Reihen von Getreidebehältern und hakte ab, ob die Bohnen darin GVO waren oder nicht. Die eine voller Calyxt-Bohnen nannte er gentechnikfrei. Für mich ist ein GVO das [Hinzufügen] eines äußeren Organismus in eine Pflanze. So wie ich es verstehe, wird keine fremde DNA in den Samen gegeben, sagte McHenry. Es ist, als hätten wir einen Schalter gefunden, der das Leben der Menschen einfacher macht. Wenn es so einfach ist, macht es für mich Sinn.
Pharmaunternehmen sehen in der Gen-Editing-Technologie eine vielseitige molekulare Schere, die ein radikal neues Mittel zur Heilung genetischer Krankheiten wie Muskeldystrophie bieten könnte (siehe Kann CRISPR Ben Dupree retten? ). Was nicht so allgemein anerkannt wird, ist, wie nah die Technologie an der großflächigen Umsetzung in der Landwirtschaft und in unserer Ernährung ist. Bis Ende 2018, sagt Calyxt, wird es Bohnen zerkleinern und Öl verkaufen und möglicherweise das erste Unternehmen sein, das mit einer gentechnisch veränderten Ernte auf den Markt kommt. Mindestens eine weitere Nutzpflanze steht kurz vor der Kommerzialisierung von DuPont, das Gen-Editing verwendete, um eine stärkehaltigere Maispflanze zu schaffen.
Natürlich wird von keinem Produkt erwartet, dass es Ackerland so erobert, wie es herbizidresistente GVO taten. Vielmehr handelt es sich bei diesen ersten Beispielen um Nischenprodukte mit prosaischer Zielsetzung. Wachsmais von DuPont wird in Klebestiften und als Emulgator in Salatdressings enden. Calyxts Öl brät Donuts und Chips. Trotzdem zeigt der Bohnenberg auf McHenrys Farm, wie schnell diese Ernte eintreffen konnte. McHenry, der einige schnelle Berechnungen anstellte, schätzte, dass wir auf 600 Millionen von ihnen saßen. Inzwischen war auch Stoddard, der Verkäufer, in den geschosshohen Kornspeicher geklettert. Die Genbearbeitung ist die Zukunft, und der erste Ort, an dem sie in großem Umfang wächst, ist hier in South Dakota, sagte er ehrfürchtig und ließ Bohnen durch seine Hände treiben.
Einen Schalter umlegen
Die Bohnen auf McHenrys Farm sind alle Nachkommen einer einzelnen Sojabohnenzelle, die 2012 von Dan Voytas, dem Mitbegründer von Calyxt und Professor für Genetik an der University of Minnesota, modifiziert wurde. Voytas erzählte mir, dass er ein wissenschaftliches Interesse an Pflanzen von seinem Vater, einem staatlichen Forstverwalter, geerbt habe. Es war „Okay, mein Sohn, welcher Baum ist das? Lateinischer Name, bitte, erinnert er sich.
Ich traf Voytas im Gewächshaus des Startups außerhalb von Minneapolis, wo er mir Roboter zum Mischen von Flüssigkeiten und eine große Genkanone zeigte, die die DNA in eine Pflanzenzelle schießt. Grüne Blobs, die auf klarem Gelee in Petrischalen wuchsen, waren Rapspflanzen, die sich aus einer einzelnen Zelle regenerierten, nachdem sie neue genetische Anweisungen erhalten hatten. Das Unternehmen beschäftigt 35 Mitarbeiter, zwei Drittel davon sind Wissenschaftler. Wir haben eine lange Liste von Ideen, sagt Voytas. Aber Sie können ein großartiges Öl und eine kranke Pflanze bekommen. Vieles davon ist experimentell.
Das Startup verwendet eine Gen-Editing-Technologie namens TALEN, die Voytas mitentwickelt und patentiert hat. In den späten 1990er Jahren war er Teil einer kleinen Gruppe von Biologen, die versuchten, die erste Runde gentechnisch veränderter Pflanzen zu überstehen, indem sie nicht ganze Gene hinzufügten, sondern stattdessen schneidende Enzyme, sogenannte Nukleasen, einsetzten, um die DNA-Kette – das Leben – präzise zu durchtrennen Anweisungen, die in jeder lebenden Zelle zu finden sind. Um die Bohnen von Calyxt herzustellen, nutzte Voytas seine Technologie, um zwei Gene zu deaktivieren.
Heute beherrscht eine andere Gen-Editing-Technologie, CRISPR, die Schlagzeilen, weil sie einfach anzuwenden und kostengünstig ist. Da TALEN jedoch zwei Jahre früher als CRISPR entwickelt wurde, hat sich die Technik weiter in Richtung kommerzieller Nutzpflanzen entwickelt. Darüber hinaus wurden andere Pflanzenbiotech-Unternehmen durch einen anhaltenden Patentstreit um CRISPR gebremst, wodurch unklar blieb, wer von ihnen diese Technik anwenden könnte.

Getreidespeicher in Clark, South Dakota.
Inzwischen, so Calyxt, habe man mit TALEN bereits 19 Pflanzen entwickelt und setze auf die Geneditierung, um als eines der ersten kleinen Unternehmen eine erfolgreiche gentechnisch veränderte Nutzpflanze einzuführen. Es heißt, das USDA habe bereits bestätigt, dass sechs seiner Pflanzen nicht reguliert werden, darunter im September eine Alfalfa-Pflanze, die so modifiziert wurde, dass sie weniger Lignin enthält, was die Verdauung für Kühe und Pferde erleichtert. Das Unternehmen, das im Juli an die Börse ging, hat bisher nur 47 Millionen US-Dollar ausgegeben.
Bisher hatte jeder erfolgreiche GVO auf dem Markt zum Ziel, den Ertrag von jedem Hektar Ackerland zu steigern. Die Vermarktung gesünderer Lebensmittel aus GVO war eine größere Herausforderung. Aber wenn gentechnisch veränderte Pflanzen das Stigma von GVO vermeiden können, könnte sich das ändern. Das würde nach Ansicht von Calyxt wertvolle neue Einsatzmöglichkeiten der Gentechnik eröffnen. Zusätzlich zu seinem Sojaöl behauptet Calyxt, Weizenpflanzen so verändert zu haben, dass sie zu Weißmehl mit dreimal so viel Ballaststoffen wie üblich gemahlen werden können. Ein Brothersteller könnte sogar behaupten, dass Hamburgerbrötchen Krebs vorbeugen.
Im Jahr 2017 räumte das USDA ein, dass Pflanzen mit sogar tiefgreifenden genetischen Veränderungen der Regulierung vollständig entgehen können.
Einige der radikaleren Veränderungen, die die Genbearbeitung mit sich bringen kann, wurden an dem Tag deutlich, als ich Voytas in seinem Universitätslabor besuchte. Er traf sich mit seinen Studenten, die ihre Pläne auf einem Whiteboard skizzierten. (Inzwischen verwenden alle Studenten CRISPR.) Eine Frau aus Äthiopien wollte eine lokale Getreidepflanze, Teff, so verändern, dass sie aufrecht steht, anstatt herunterzuhängen und Samen zu verlieren. Ein anderer Student untersuchte, wie man DNA in die Stammzellen injizieren kann, die in den Wurzeln und Trieben wachsender Pflanzen gefunden werden. Wir sind fast an dem Punkt angelangt, an dem wir, wenn Sie fragen: „Was ist die beste Ölpflanze?“, das Genom für die Herstellung dieser Pflanze erstellen könnten, sagt Voytas.
Einige erhebliche Hindernisse bleiben bestehen. Pharmaunternehmen, die an der Gentherapie arbeiten, haben gelernt, dass es einfacher ist, DNA-Stränge zu entwerfen und herzustellen, als sie in die Zellen einer Person zu bringen. Das gilt auch für viele Pflanzen, bei denen die Lieferung der Gen-Editing-Inhaltsstoffe noch schwierig ist. Zu verstehen, welche Gene bearbeitet werden sollten, ist eine weitere Hürde. Wissenschaftler wissen viel darüber, wie Öle synthetisiert werden und warum Früchte braun werden. Aber die Liste wertvoller Pflanzenmerkmale, deren genetische Ursachen sowohl gut verstanden als auch leicht zu verändern sind, fällt danach schnell ab. Im Moment ist es eine Wundertüte voller Merkmale, sagt Rebecca Bart, Pflanzenwissenschaftlerin am Danforth Center in St. Louis. Wir müssen immer noch ziemlich viel in die Entdeckung investieren, bevor Sie sie mit Gen-Editierung manipulieren können. In dieser Reihenfolge muss es gehen.
Darüber hinaus ist Gen-Editierung für gut bekannte Merkmale nicht die einzige Möglichkeit, solche Pflanzen zu erschaffen – nur die neueste. Beispielsweise werden die Sojabohnen von Calyxt der Konkurrenz von Bohnen mit ähnlichem Ölgehalt ausgesetzt sein, die bereits auf dem Markt sind, darunter eine namens Vistive Gold, die von Monsanto verkauft wird und mit altmodischer GVO-Technologie hergestellt wurde. Voytas räumt ein, dass seine Bohnen nicht ganz neu sind, sagt aber, dass sie ein nützlicher Test für das schnelle Markteinführungs-Geschäftsmodell von Calyxt und eine Möglichkeit sein werden, den Investoren zu beweisen, dass das Unternehmen Geld verdienen kann. Calyxt ist das erste Unternehmen, das Pflanzengene bearbeitet, und muss zeigen, dass es Produkte kommerzialisieren kann, sagt er. Der Vorteil liegt darin, kurzfristig Einnahmen zu erzielen.
Einige Unternehmer glauben, dass die Genbearbeitung nur dann einen großen Einfluss haben wird, wenn sie die Menge an Nahrungsmitteln, die ein Hektar produzieren kann, verändern kann. Bei Immobilien heißt es „Standort, Standort, Standort“. Nun, in der Landwirtschaft heißt es „Ertrag, Ertrag, Ertrag“, sagt Oliver Peoples, CEO von Yield10, einem Anlagenbauunternehmen in Cambridge, Massachusetts.

Rapspflanzen regenerieren sich nach einer Gen-Editierungsrunde aus einzelnen Zellen.
Daher arbeitet Calyxt auch an Pflanzen, die die Menge an Nahrungsmitteln erhöhen könnten, die Landwirte ernten können, wie z. B. eine Weizenpflanze, die gegen Echten Mehltau resistent ist. Bis heute wurde noch nie GVO-Weizen kommerzialisiert, zum Teil, weil das Genom von Weizen, wie bei vielen Pflanzen, zusätzliche DNA ansammelt wie ein Schrank, der nie ausgeräumt wird. Tatsächlich ist Weizen hexaploid – seine Zellen beherbergen sechs meist identische Kopien jedes Chromosoms. Das hat die Gentechnik massiv kompliziert gemacht, aber Voytas sagt, dass es mit der Genbearbeitung ziemlich einfach ist. In einer einzigen Reaktion können die TALEN-Tools alle sechs Kopien jedes Weizengens, das sie entfernen möchten, suchen und schneiden.
GVO oder nicht?
Außerhalb der Penn Station, in Manhattan, erklärt eine 10 Stockwerke hohe Werbung für Ketel One, eine Wodkamarke, dass sie zu 100 % aus gentechnikfreiem Getreide hergestellt wird. In jedem Supermarkt ist es einfach, eine Fülle ähnlicher Behauptungen zu finden, selbst für Produkte wie Salz, die kein Pflanzenmaterial enthalten. Etwa 40 Prozent der US-Erwachsenen glauben, dass aus GVO hergestellte Lebensmittel weniger gesund zu essen sind.
Solche Überzeugungen sind das Ergebnis widersprüchlicher Botschaften von Wissenschaftlern, Landwirtschaftslobbys und gemeinnützigen Organisationen wie Greenpeace, die Zweifel an der Sicherheit von GV-Organismen schüren. Das Ergebnis für die erste Generation von GVO war eine globale Split-Decision. Während GVO Millionen Morgen Ackerland in den USA, Brasilien, Argentinien und Indien bedecken, haben die Regierungen den Anbau solcher Pflanzen in weiten Teilen der übrigen Welt, einschließlich Frankreich, Deutschland, China und Russland, verboten.
Nun stellt sich die Frage, ob gentechnisch veränderte Pflanzen das GMO-Label umgehen können. Im Großen und Ganzen argumentieren Unternehmen, dass diese Anlagen nicht reguliert werden sollten, weil sie könnten sind durch konventionelle Züchtung entstanden. Der Beweis? In vielen Fällen wäre es unmöglich, eine gentechnisch veränderte Pflanze von einer natürlichen zu unterscheiden.

Die Bearbeitung eines Gens macht Weizen resistent gegen Mehltau.
GVO-Kritiker befürchten jetzt eine Flutwelle von Frankenfood, wenn solche Pflanzen durch die Vorschriften schlüpfen, was in den USA bereits vorkommt. Der Grund, warum gentechnisch veränderte Pflanzen von den USDA-Regeln ausgenommen werden können, ist, dass die Behörde eine veraltete, 30 Jahre alte Definition von verwendet ein GVO, der nur ausgelöst wird, wenn eine Pflanze mit Pflanzenbakterien verändert wurde, wie es frühe Produkte waren. Die Agentur räumte im Januar 2017 ein, dass Pflanzen mit sogar tiefgreifenden genetischen Veränderungen je nach Art ihrer Herstellung der Regulierung vollständig entgehen können. Seitdem wurden vier weitere gentechnisch veränderte Pflanzen vorgeschlagen, darunter eine vom USDA selbst entwickelte salz- und dürretolerante Sojabohne, die Alfalfa-Pflanze von Calyxt, eine von Yield10 geschaffene Art von Leindottergras und eine Hirseart mit Verzögerung Blütezeit. Sie versuchen, einen quadratischen Stift in ein rundes Loch alter Gesetze zu stecken, die nicht dazu gedacht sind, diese neuen Technologien zu behandeln, sagt Gregory Jaffe, der Biotechnologie am Center for Science in the Public Interest in Washington, D.C.
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Die Frage GVO oder nicht wird eine globale sein. Die Lebensmittelaufsichtsbehörden müssen entscheiden, ob auf der Verpackung von Geschäften das Vorhandensein von gentechnisch veränderten Pflanzen offengelegt werden muss. Einige Bio-Verbände haben bereits gesagt, dass solche Pflanzen dieses Label nicht tragen können, weil sie argumentierten, dass es sich tatsächlich um GVO handelt. Der Europäische Gerichtshof wird sich unterdessen mit dem Thema in Europa befassen, wo Wissenschaftler argumentiert haben, dass die Genbearbeitung einfach eine fortgeschrittene Form der Züchtung ist. Die Gegner zählen darauf, dass Europa die Pflanzen als GVO einstuft, eine Entscheidung, die die Verbreitung der Technologie vereiteln würde.
Es wäre traurig, wenn die Gegner gewinnen würden, sagte Voytas zu mir. Wir waren in seinem Büro und Studenten gingen an seinem Fenster vorbei und warteten auf eine Gelegenheit, ihre Gen-Editierungspläne mit ihm zu besprechen. Sogar Studenten, bemerkte er, seien jetzt in der Lage, Pflanzen zu bearbeiten. In gewissem Sinne, sagte er, glaube ich, dass der Geist aus der Flasche ist.
