Modifikasi genetik adalah proses mengubah susunan genetik suatu organisme. Ini telah dilakukan secara tidak langsung selama ribuan tahun dengan mengendalikan, atau selektif, pemuliaan tanaman dan hewan. Bioteknologi modern telah membuatnya lebih mudah dan lebih cepat untuk menargetkan gen tertentu untuk perubahan organisme yang lebih tepat melalui rekayasa genetika.
Istilah "dimodifikasi" dan "direkayasa" sering digunakan secara bergantian dalam konteks pelabelan yang dimodifikasi secara genetik, atau "GMO," makanan. Di bidang bioteknologi, GMO adalah singkatan dari organisme yang dimodifikasi secara genetis, sedangkan dalam industri makanan, istilah ini merujuk secara eksklusif pada makanan yang telah direkayasa secara sengaja dan tidak secara selektif membiakkan organisme. Perbedaan ini menyebabkan kebingungan di kalangan konsumen, sehingga Administrasi Makanan dan Obat-obatan Amerika Serikat (FDA) lebih memilih istilah rekayasa genetika (GE) untuk makanan.
Sejarah singkat modifikasi genetika
Modifikasi genetika tanggal kembali ke zaman kuno, ketika manusia mempengaruhi genetika dengan secara selektif membiakkan organisme, menurut sebuah artikel oleh Gabriel Rangel, seorang ilmuwan kesehatan masyarakat di Universitas Harvard. Ketika diulang selama beberapa generasi, proses ini menyebabkan perubahan dramatis pada spesies.
Anjing kemungkinan merupakan hewan pertama yang sengaja dimodifikasi secara genetis, dengan awal upaya itu sejak 32.000 tahun yang lalu, menurut Rangel. Serigala liar bergabung dengan nenek moyang pemburu-pengumpul kami di Asia Timur, tempat anjing peliharaan didomestikasi dan dibesarkan untuk meningkatkan kepatuhan. Selama ribuan tahun, orang-orang memelihara anjing dengan kepribadian dan sifat fisik yang diinginkan berbeda, akhirnya mengarah ke berbagai macam anjing yang kita lihat hari ini.
Tanaman rekayasa genetika yang paling awal diketahui adalah gandum. Tanaman berharga ini diperkirakan berasal dari Timur Tengah dan Afrika utara di daerah yang dikenal sebagai Bulan Sabit Subur, menurut sebuah artikel tahun 2015 yang diterbitkan dalam Journal of Traditional and Complementary Medicine. Petani kuno secara selektif membiakkan rumput gandum mulai sekitar 9000 SM. untuk membuat varietas peliharaan dengan biji-bijian yang lebih besar dan biji yang lebih keras. Pada 8000 SM, budidaya gandum domestik telah menyebar ke seluruh Eropa dan Asia. Pemuliaan selektif yang terus menerus menghasilkan ribuan varietas yang ditanam hari ini.
Jagung juga telah mengalami beberapa perubahan genetik paling dramatis selama beberapa ribu tahun terakhir. Tanaman pokok berasal dari tanaman yang dikenal sebagai teosinte, rumput liar dengan telinga kecil yang hanya mengandung beberapa biji. Seiring waktu, para petani secara selektif membiakkan rumput teosinte untuk membuat jagung dengan telinga besar penuh dengan biji-bijian.
Di luar tanaman itu, sebagian besar produk yang kita makan hari ini - termasuk pisang, apel, dan tomat - telah mengalami beberapa generasi pemuliaan selektif, menurut Rangel.
Teknologi yang secara khusus memotong dan mentransfer sepotong DNA rekombinan (rDNA) dari satu organisme ke organisme lain dikembangkan pada tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen, masing-masing peneliti di University of California, San Francisco, dan Stanford University. Pasangan ini mentransfer sepotong DNA dari satu strain bakteri ke yang lain, memungkinkan resistensi antibiotik pada bakteri yang dimodifikasi. Tahun berikutnya, dua ahli biologi molekuler Amerika, Beatrice Mintz dan Rudolf Jaenisch, memperkenalkan bahan genetik asing ke dalam embrio tikus dalam percobaan pertama untuk memodifikasi hewan secara genetik menggunakan teknik rekayasa genetika.
Para peneliti juga memodifikasi bakteri untuk digunakan sebagai obat. Pada tahun 1982, insulin manusia disintesis dari rekayasa genetika E. coli bakteri, menjadi obat manusia rekayasa genetika pertama yang disetujui oleh FDA, menurut Rangel.
Makanan yang dimodifikasi secara genetik
Ada empat metode utama memodifikasi tanaman secara genetik, menurut The Ohio State University:
- Pemuliaan selektif: Dua galur tanaman diperkenalkan dan dikembangbiakkan untuk menghasilkan keturunan dengan ciri-ciri spesifik. Antara 10.000 dan 300.000 gen dapat terpengaruh. Ini adalah metode modifikasi genetik tertua, dan biasanya tidak termasuk dalam kategori makanan transgenik.
- Mutagenesis: Benih tanaman sengaja dipaparkan ke bahan kimia atau radiasi untuk mematikan organisme. Keturunan dengan sifat yang diinginkan disimpan dan dibiakkan lebih lanjut. Mutagenesis juga biasanya tidak termasuk dalam kategori makanan transgenik.
- Gangguan RNA: Gen individu yang tidak diinginkan pada tanaman tidak aktif untuk menghilangkan sifat-sifat yang tidak diinginkan.
- Transgenik: Gen diambil dari satu spesies dan ditanam di spesies lain untuk memperkenalkan sifat yang diinginkan.
Dua metode terakhir yang terdaftar dianggap sebagai jenis rekayasa genetika. Saat ini, tanaman tertentu telah mengalami rekayasa genetika untuk meningkatkan hasil panen, ketahanan terhadap kerusakan serangga dan kekebalan terhadap penyakit tanaman, serta untuk memperkenalkan peningkatan nilai gizi, menurut FDA. Di pasar, ini disebut tanaman transgenik, atau transgenik.
"Tanaman transgenik memberikan banyak janji dalam memecahkan masalah pertanian," kata Nitya Jacob, ilmuwan tanaman di Oxford College of Emory University di Georgia.
Tanaman rekayasa genetika pertama yang disetujui untuk penanaman di AS adalah tomat Flavr Savr pada tahun 1994. (Agar dapat ditanam di AS, makanan yang dimodifikasi secara genetik harus diterima oleh Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) dan FDA). tomat baru memiliki umur simpan yang lebih lama berkat penonaktifan gen yang menyebabkan tomat mulai menjadi licin segera setelah dipetik. Tomat juga dijanjikan memiliki rasa yang lebih baik, menurut Divisi Pertanian dan Sumber Daya Alam Universitas California.
Saat ini, kapas, jagung, dan kedelai adalah tanaman paling umum yang ditanam di AS. Hampir 93 persen kedelai dan 88 persen tanaman jagung dimodifikasi secara genetik, menurut FDA. Banyak tanaman transgenik, seperti kapas yang dimodifikasi, telah direkayasa agar tahan terhadap serangga, secara signifikan mengurangi kebutuhan pestisida yang dapat mencemari air tanah dan lingkungan sekitarnya, menurut Departemen Pertanian AS (USDA).
Dalam beberapa tahun terakhir, penanaman meluas tanaman transgenik menjadi semakin kontroversial.
"Satu kekhawatiran adalah dampak GMO terhadap lingkungan," kata Jacob. "Misalnya, serbuk sari dari tanaman transgenik dapat melayang ke ladang tanaman non-transgenik serta ke populasi gulma, yang dapat menyebabkan non-transgenik memperoleh karakteristik transgenik karena penyerbukan silang."
Sejumlah perusahaan bioteknologi besar telah memonopoli industri tanaman transgenik, kata Jacob, sehingga menyulitkan individu, petani skala kecil untuk mencari nafkah. Namun, sementara beberapa petani mungkin diusir dari bisnis, mereka yang bekerja dengan perusahaan biotek dapat menuai manfaat ekonomi dari peningkatan hasil panen dan pengurangan biaya pestisida, kata USDA.
Pemberian label makanan transgenik penting bagi sebagian besar orang di AS, menurut jajak pendapat yang dilakukan oleh Consumer Reports, The New York Times dan The Mellman Group. Orang-orang yang mendukung pelabelan transgenik percaya bahwa konsumen harus dapat memutuskan apakah mereka ingin membeli makanan yang dimodifikasi secara genetik.
Namun, kata Jacob, tidak ada bukti ilmiah yang jelas bahwa GMO berbahaya bagi kesehatan manusia.
Hewan dan manusia yang dimodifikasi secara genetis
Saat ini, ternak sering dibiakkan secara selektif untuk meningkatkan tingkat pertumbuhan dan massa otot dan mendorong resistensi penyakit. Sebagai contoh, garis-garis tertentu dari ayam yang dipelihara untuk daging telah dibiakkan untuk tumbuh 300 persen lebih cepat hari ini daripada yang mereka lakukan pada 1960-an, menurut sebuah artikel 2010 yang diterbitkan dalam Journal of Anatomy. Saat ini, tidak ada produk hewani di pasaran di A.S., termasuk ayam atau daging sapi, yang direkayasa secara genetik, dan, oleh karena itu, tidak ada yang diklasifikasikan sebagai produk makanan transgenik atau RG.
Selama beberapa dekade terakhir, para peneliti telah memodifikasi hewan lab secara genetik untuk menentukan cara bioteknologi suatu hari dapat membantu dalam mengobati penyakit manusia dan memperbaiki kerusakan jaringan pada manusia, menurut National Human Genome Research Institute. Salah satu bentuk terbaru dari teknologi ini disebut CRISPR (diucapkan "crisper").
Teknologi ini didasarkan pada kemampuan sistem kekebalan bakteri untuk menggunakan daerah CRISPR dan enzim Cas9 untuk menonaktifkan DNA asing yang masuk ke dalam sel bakteri. Teknik yang sama memungkinkan para ilmuwan untuk menargetkan gen tertentu atau kelompok gen untuk modifikasi, kata Gretchen Edwalds-Gilbert, profesor biologi di Scripps College di California.
Para peneliti menggunakan teknologi CRISPR untuk mencari obat kanker dan untuk menemukan dan mengedit satu potong DNA yang dapat menyebabkan penyakit di masa depan pada individu. Terapi sel induk juga dapat memanfaatkan rekayasa genetika, dalam regenerasi jaringan yang rusak, seperti akibat stroke atau serangan jantung, kata Edwalds-Gilbert.
Dalam sebuah studi yang sangat kontroversial, setidaknya satu peneliti mengklaim telah menguji teknologi CRISPR pada embrio manusia dengan tujuan menghilangkan potensi penyakit tertentu. Ilmuwan itu telah menghadapi pengawasan ketat dan ditempatkan di bawah tahanan rumah di negara asal mereka selama beberapa waktu.
Dilema moral
Teknologi ini mungkin tersedia, tetapi haruskah para ilmuwan mengejar studi modifikasi genetik pada manusia? Itu tergantung, kata Rivka Weinberg, seorang profesor filsafat di Scripps College.
"Ketika datang ke sesuatu seperti teknologi, Anda harus memikirkan maksud dan penggunaannya yang berbeda," kata Weinberg.
Mayoritas uji coba medis untuk perawatan yang memanfaatkan rekayasa genetika dilakukan pada pasien yang menyetujui. Namun, rekayasa genetika pada janin adalah cerita lain.
"Eksperimen pada subyek manusia tanpa persetujuan mereka secara inheren bermasalah," kata Weinberg. "Tidak hanya risiko, risiko tidak dipetakan. Kita bahkan tidak tahu apa yang kita riskan."
Jika teknologi generasi berikutnya tersedia dan terbukti aman, keberatan untuk mengujinya pada manusia akan minimal, kata Weinberg. Tapi bukan itu masalahnya.
"Masalah besar dengan semua teknologi eksperimental ini adalah bahwa mereka eksperimental," kata Weinberg. "Salah satu alasan utama mengapa orang begitu ngeri oleh ilmuwan Cina yang menggunakan teknologi CRISPR pada embrio adalah karena ini adalah tahap awal eksperimen. Ini bukan rekayasa genetika. Anda hanya bereksperimen dengan mereka."
Sebagian besar pendukung rekayasa genetika menyadari bahwa teknologi tersebut belum siap untuk diuji pada manusia, dan menyatakan bahwa proses tersebut akan digunakan untuk kebaikan. Tujuan modifikasi genetik, kata Jacob, "selalu untuk mengatasi masalah yang saat ini dihadapi masyarakat manusia."
Bacaan lebih lanjut:
