สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรม
สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรม () คือ สิ่งมีชีวิตที่องค์ประกอบทางพันธุกรรมถูกดัดแปลงโดยใช้กลวิธีทางพันธุวิศวกรรม จีเอ็มโอเป็นแหล่งของยาและอาหารดัดแปรพันธุกรรมและมีใช้แพร่หลายในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และในการผลิตสินค้าอื่น คำว่าจีเอ็มโอคล้ายกับศัพท์กฎหมายเฉพาะวงการ "สิ่งมีชีวิตดัดแปรที่ยังมีชีวิต" (living modified organism) ที่นิยามว่า "สิ่งมีชีวิตที่ยังมีชีวิตใด ๆ ที่มีการรวมสารพันธุกรรมใหม่ที่ได้มาโดยการใช้เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่" ในพิธีสารคาร์ตาเฮนาว่าด้วยความปลอดภัยทางชีวภาพ (Cartagena Protocol on Biosafety) ที่กำกับการค้าจีเอ็มโอที่ยังมีชีวิตระหว่างประเทศ
หนูดัดแปรพันธุกรรมตัวแรกกำเนิดในปี 2524 พืชต้นแรกผลิตในปี 2526 และมนุษย์ดัดแปรพันธุกรรมคนแรก (ดีเอ็นเอไมโทคอนเดรียดัดแปร) เกิดเมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม 2540
หลักการทั่วไปของการผลิตสิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรมคือการเติมองค์ประกอบทางพันธุกรรมเข้าไปในจีโนมของสิ่งมีชีวิตเพื่อสร้างลักษณะใหม่ขึ้นมา การศึกษาทางด้านพันธุวิศวกรรมทำให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์หลายประการด้วยกันรวมไปถึงการค้นพบดีเอ็นเอและการสร้างแบคทีเรียตัวแรกที่ถูกสร้างดีเอ็นเอลูกผสมใน พ.ศ. 2516 เป็นแบคทีเรียอีโคไลที่แสดงยีนแซลมอนเนลลาออกมา ซึ่งทำให้เกิดการถกเถียงกันในแวดวงนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นได้จากพันธุวิศวกรรม ซึ่งนำไปสู่การถกประเด็นอย่างละเอียดในการประชุมอสิโลมาร์ที่เมืองแปซิฟิกโกรฟ รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา คำแนะนำที่สรุปได้จากการประชุมเสนอว่าให้รัฐบาลทำการเฝ้าสังเกตการวิจัยการสร้างดีเอ็นเอลูกผสมจนกว่าเทคโนโลยีดังกล่าวจะได้ถูกรับรองว่าปลอดภัย จากนั้นเฮอร์เบิร์ต บอยเออร์ได้ทำการก่อตั้งบริษัทแห่งแรกที่ใช้เทคโนโลยีการการสร้างดีเอ็นเอลูกผสมคือบริษัทจีเน็นเทค และใน พ.ศ. 2521 ทางบริษัทจึงประกาศถึงการสร้างแบคทีเรียสายพันธุ์อีโคไลที่สามารถผลิตอินซูลินที่เกิดจากโปรตีนในร่างกายมนุษย์ได้
ในปี พ.ศ. 2529 บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพขนาดเล็กชื่อว่า Advanced Genetic Sciences แห่งเมืองออกแลนด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ได้ทำการทดลองภาคปฏิบัติเพื่อตรวจสอบว่าแบคทีเรียที่ได้รับการดัดแปลงทางพันธุกรรมแล้วจะสามารถป้องกันพืชจากความเสียหายที่เกิดจากแบคทีเรียไอซ์ไมนัสได้หรือไม่ ซึ่งการทดลองนี้ถูกชะลอไปหลายต่อหลายครั้งจากคู่แข่งในวงการเดียวกัน ในปีเดียวกัน การทดลองภาคปฏิบัติโดยบริษัท Monsanto เพื่อทดสอบว่าจุลินทรีย์ดัดแปรพันธุกรรมสามารถป้องกันแมลงได้หรือไม่
ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์จีเอ็มโอนั้นมีความหลากหลายอย่างมาก ซึ่งรวมไปถึงสัตว์ทีได้รับการดัดแปรพันธุกรรมโดยวิธีสร้างดีเอ็นเอลูกผสมเช่น หนู, ปลา พืชดัดแปรพันธุกรรม หรือจุลินทรีย์หลายชนิดเช่นแบคทีเรีย และเชื้อรา สาเหตุของการผลิตและการใช้ผลิตภัณฑ์จีเอ็มโอนั้นมีหลายประการด้วยกัน โดยมีประการสำคัญคือการใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ในการวิจัยเพื่อตอบคำถามเชิงพิ้นฐานหรือเชิงประยุกต์ของชีววิทยาและวิชาแพทยศาสตร์ ซึ่งนำไปสู่การผลิตเอนไซม์ทางเภสัชกรรมและอุตสาหกรรม และการนำไปใช้โดยตรง (ซึ่งมักตกเป็นที่วิพากษ์วิจารณ์) เพื่อการพัฒนาสุขภาพของมนุษย์ (เช่น การบำบัดยีน) หรือผลผลิตทางเกษตรกรรม (เช่น ข้าวสีทอง) นิยามของคำว่า "สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรม" ไม่จำเป็นที่จะต้องรวมไปถึงการบรรจุยีนเป้าหมายจากสายพันธุ์หนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่งเสมอไป ยกตัวอย่างเช่น ยีนจากแมงกะพรุน ประกอบไปด้วยโปรตีนเรืองแสงสีเขียว (Green Fluorescent Protein) ซึ่งสามารถนำไปเชื่อมต่อกับยีนอื่นโดยตรงได้และทำให้ยีนนี้สามารถแสดงลักษณะร่วมกันกับยีนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพื่อระบุถึงตำแหน่งของโปรตีนที่ถูกสร้างขึ้นโดยยีนที่มีโปรตีนเรืองแสงสีเขียว เชื่อมอยู่ในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม วิธีการเหล่านี้รวมถึงวิธีการอื่น ๆ ล้วนเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ และสำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักชีววิทยาในหลาย ๆ สาขาการวิจัย รวมไปถึงผู้ที่ศึกษากลไกของมนุษย์และโรคอื่น ๆ หรือกระบวนการพื้นฐานเชิงชีววิทยาในเซลล์ยูคาริโอตและโพรคาริโอต
สัตว์ดัดแปรพันธุกรรมถูกใช้เป็นแบบทดลองในการทดสอบฟีโนไทป์กับยีนซึ่งไม่ทราบหน้าที่การทำงานหรือเพื่อสร้างสัตว์ที่สามารถรองรับสารประกอบหรือความเครียดได้ในระดับหนึ่งเพื่อใช้สำหรับทดลองในการวิจัยเครื่องสำอางและการแพทย์เชิงชีวภาพ ส่วนการนำไปใช้อื่น ๆ รวมไปถึงการผลิตฮอร์โมนของมนุษย์เช่น อินซูลิน เป็นต้น
สัตว์ที่ถูกใช้เป็นแบบพันธุกรรมในการวิจัยทางพันธุศาสตร์มักจะเป็นแมลงวันผลไม้ที่ได้รับการดัดแปรพันธุกรรม ซึ่งพวกมันถูกใช้เพื่อการศึกษาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่อยู่ในการพัฒนา สาเหตุที่แมลงวันถูกใช้ในการทดลองมากกว่าสัตว์อื่นก็เนื่องมาจากเหตุผลทางจริยธรรม, สามารถเพาะพันธุ์ได้ง่าย ทั้งยังเป็นเพราะว่าจีโนมของแมลงวันนั้นค่อนข้างที่จะเรียบง่ายกว่าสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง
พืชดัดแปรพันธุกรรมถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ในหลาย ๆ วัตถุประสงค์ ได้แก่ความต้านทานต่อแมลง, ยากำจัดวัชพืชและสภาพสิ่งแวดล้อมที่เลวร้าย เพื่อเพิ่มระยะเวลาที่พืชสดใหม่ เพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ ฯลฯ ตั้งแต่การเพาะปลูกพืชดัดแปรพันธุกรรมเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2539 พืชดัดแปรพันธุกรรมที่ทนทานต่อยากำจัดวัชพืชกลูโซฟิเนทและไกลโฟเซท และพันธุ์ที่สามารถผลิตพิษบีที ซึ่งเป็นสารกำจัดแมลง มียอดขายสูงและครองตลาด ไม่นานมานี้ พืชดัดแปรพันธุกรรมสายพันธุ์ใหม่มีทีท่าที่จะให้ผลกำไรกับลูกค้า และวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมนั้นพร้อมแล้วที่จะเข้าสู่ตลาด
ในเมื่อพืชดัดแปรพันธุกรรมเติบโตขึ้นมาในทุ่งเปิด จึงจะพบปัญหาเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงเชิงสภาพแวดล้อม ดังนั้น ประเทศส่วนใหญ่จึงต้องให้นักศึกษาตรวจความปลอดภัยเชิงชีวภาพก่อนที่จะได้รับการอนุมัติพืชดัดแปรพันธุกรรมสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งมักตามมาด้วยการตรวจดูเพื่อค้นหาผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม
โดยเฉพาะในทวีปยุโรป ที่การอยู่ร่วมกันของพืชดัดแปรพันธุกรรมและพืชธรรมดานั้นทำให้เกิดข้อกังวลมากมาย เนื่องจากมีตัวบทกฎหมายเฉพาะตัวสำหรับพืชดัดแปรพันธุกรรม และความต้องการสูงของลูกค้าที่มีอิสระในการเลือกอาหารที่มีผลิตภัณฑ์ดัดแปรพันธุกรรมหรือไม่ การชั่งตวงวัดนั้นมีความจำเป็นในการแยกแยะพืชดัดแปรพันธุกรรมและพืชอินทรีย์ทั่วไปและอาหารที่ได้มา
การกำกับพันธุวิศวกรรมเกี่ยวข้องกับแนวทางที่รัฐบาลใช้ประเมินและจัดการความเสี่ยงที่สัมพันธ์กับการใช้เทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมและการพัฒนาและการออกสิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรม รวมถึงพืชดัดแปรพันธุกรรมและปลาดัดแปรพันธุกรรม มีข้อแตกต่างในการกำกับจีเอ็มโอในแต่ละประเทศ การกำกับต่างกันมากในแต่ละประเทศขึ้นอยู่กับการใช้ผลิตภัณฑ์พันธุวิศวกรรมตามเจตนา ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปทางการที่รับผิดชอบด้านความปลอดภัยของอาหารจะไม่ทบทวนพืชที่มิได้เจตนาให้เป็นอาหาร สหภาพยุโรปแยกระหว่างการอนุมัติให้เพาะปลูกในสหภาพยุโรปและการอนุมัติสำหรับนำเข้าและแปรรูป แม้สหภาพยุโรปอนุมัติให้เพาะปลูกจีเอ็มโอไม่กี่ชนิด แต่มีจีเอ็มโอหลายชนิดที่ได้รับอนุมัติให้นำเข้าและแปรรูป การเพาะปลูกจีเอ็มโอจุดชนวนการถกเถียงเกี่ยวกับการอยู่ร่วมกันของพืชจีเอ็มและมิใช่จีเอ็ม แรงจูงใจสำหรับการเพาะปลูกพืชจีเอ็มแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการกำกับการอยู่ร่วมกัน