Генетически модифицированные растения, сельское хозяйство и общество. Генетически модифицированные растения

Генетически модифицированные растения, сельское хозяйство и общество

Битва с биотехнологическими мифамиАлександр Григорьевич Голиков, д.х.н., исполнительный секретарь Черноморской биотехнологической ассоциацииНезависимая газета 

В Киеве с 30 июня по 2 июля пройдет Генеральная ассамблея Парламентской ассамблеи Организации Черноморского экономического сотрудничества (ПАЧЭС). Заявленная тема – «Законодательное обеспечение перехода к зеленой экономике». Среди тех, которые будут рассмотрены в ходе заседания, – вопрос относительно использования генетически модифицированных организмов (ГМО), законодательная поддержка научно-технического прогресса и соблюдение санитарных норм Всемирной организации здравоохранения в государствах – членах Черноморского экономического содружества.

Складывается интереснейшая ситуация – Парламентская ассамблея огромного региона обсуждает перспективы технологии (генной инженерии) в то самое время, как в головах населения одно ее упоминание вызывает полнейший сумбур.

Диспозиция

В 2010 году общая площадь посевов генетически модифицированных культур в мире достигла 148 млн. га, а динамика роста площадей показывает, что мало какая технология настолько быстро внедрялась в жизнь.

ГМ-культуры выращивались в 2010 году в 29 странах. Основные площади были заняты под биотехнологические сою (53%), кукурузу (30%), хлопчатник (12%) и рапс (5%). При этом в США доля генетически модифицированной сои в общем производстве сои превысила 90%, а кукурузы – более трех четвертей. Создана и готова к коммерческому выпуску и биотехнологическая пшеница, устойчивая к гербициду, успешно прошедшая испытания на пищевую безопасность. Она, однако, сознательно не выпускается на рынок в связи с тем, что это привело бы к резкому и кардинальному переделу мирового рынка пшеницы с совершенно непредсказуемыми социально-экономическими потрясениями.

Использование биотехнологических сельскохозяйственных культур приносит производителям и соответственно их странам ощутимую экономическую выгоду. Так, прямой доход фермеров в 2005 году только на четырех основных культурах (соя, кукуруза, хлопчатник и рапс) вырос на величину около 5 млрд. долл., а с учетом второго урожая сои в Аргентине – до 5,6 млрд. И этот дополнительный доход равнялся 3,5–4% общей стоимости мирового производства этих культур.

ГМ-культуры позволяют значительно интенсифицировать производство. Так, производительность при выращивании ГМ- растений выросла за последние 10 лет в среднем на 31%. Румынский опыт показывает, что выращивание генетически модифицированной сои может привести к росту производительности на 33% по сравнению с традиционной соей и позволяет сократить число обработок полей химическими средствами защиты растений почти в три раза. С начала 2007 года вступил в силу запрет на выращивание биотехнологической сои в Румынии (вызванный исключительно политическими причинами, связанными со вступлением страны в ЕС), и экономические убытки страны после введения запрета оцениваются в 100 млн. долл. ежегодно.

Риски сельского хозяйства

Мало того что сельское хозяйство дает до 40% всей мировой эмиссии парниковых газов (углекислый газ, метан), но и является одним из основных источников химических загрязнений окружающей среды.

Сельское хозяйство является крупнейшим потребителем пресной воды – оно требует не менее половины всей пресной воды, потребляемой в мире, а по прогнозам Продовольственной и Сельскохозяйственной Организации Объединенных Наций, к 2030 году эта доля возрастет до 60%. Для производства ежедневного пищевого рациона в расчете на одного человека расходуется до 5 тыс. л воды (производство 1 кг говядины требует 15 тыс. литров; 1 кг основных зерновых, в среднем около 2 тыс. л воды).

Применение биотехнологических культур способствует использованию безотвальной обработки земли, что позволило США только в одном 2002 году сэкономить до 3,5 млрд. долл. на очистке дренажных и ирригационных систем, сточных вод, питьевой воды. Даже Франция, представляемая многими как активный противник ГМ, начала широкомасштабные испытания ГМ-винограда и инициировала проект DROPS ЕС (2010–2015) по созданию засухоустойчивых растений. Проект был официально открыт 27 августа 2010 года в Монпелье (Франция). Он будет изучать гены, влияющие на толерантность к дефициту воды, путем создания водосберегающих сортов растений. Международный проект объединяет 15 государственных и частных партнеров восьми европейских стран, Австралии, Турции и США.

Сельское хозяйство вообще и пашня в частности являются одним из главных источников парниковых газов, попадающих в атмосферу в результате человеческой деятельности. Использование ГМ-культур позволило за 10 лет снизить объемы потребляемого топлива, глубину обработки почвы и выбросов парниковых газов в атмосферу на 14,8 млрд. кг, а это равноценно тому, что с дорог мира исчезли 6,6 млн. автомобилей.

За первые 15 лет коммерческого выращивания ГМ-культур накопительные сокращение пестицидов (с 1996 по 2009 год) оценивается в 393 млн. кг активного ингредиента. Общее снижение использования пестицидов составило 8,8%, что эквивалентно снижению экологического эффекта пестицидов более чем на 17%. Только за один 2009 год было использовано на 39,1 млн. кг активного ингредиента меньше, чем за предыдущий (что эквивалентно снижению применения пестицидов на 10,2%).

Использование генетически модифицированных растений, устойчивых к насекомым-вредителям, возбудителям заболеваний и гербицидам, вне всякого сомнения, может позволить кардинально улучшить производительность сельского хозяйства при экономии средств и рабочего времени.

Направленные манипуляции

В селекции растений традиционно используют случайную рекомбинацию генов близкородственных или совместимых видов, часто сопровождающуюся непредсказуемыми последствиями и всегда – неизвестностью деталей генетических изменений.

В середине ХХ века появился другой метод – так называемая мутагенная селекция, когда семена или растения обрабатывают мутагенными химикатами или высокой дозой радиации в надежде получить усовершенствованный сорт. Из полученных растений селекционер отбирает экземпляры с нужными признаками. Но это также приводит к не менее непредсказуемым и неисследованным генетическим изменениям.

В 1982 году впервые экспериментально была показана возможность и разработаны методы для переноса конкретных идентифицированных и детально охарактеризованных любых генов, отвечающих за определенные признаки. Причем в дальнейшем возможен точный анализ генетических и внешних изменений трансгенных (ГМ) растений. Эти методы получили название «генетическая инженерия». Однако, по существу, этот термин применим к любой методике селекции.

Чем же ГМ-растения отличаются от растений, выведенных традиционными методами?

По сути, нет никакого принципиального различия в молекулярных процессах, протекающих в генной инженерии и в природных мутациях. Естественная молекулярная эволюция, то есть спонтанное возникновение генетических вариаций, протекает по тем же трем стратегическим сценариям, что используются в генной инженерии:

• небольшие локальные изменения в нуклеотидных последовательностях;
• внутренняя перестройка ДНК-сегментов генома;
• инкорпорирование крайне малых сегментов ДНК «чужого» организма за счет «горизонтального» переноса.

Отличие только одно, и оно заключается в том, что используются молекулярно-биологические методы, позволяющие осуществлять направленные манипуляции с нуклеиновыми кислотами. Это по сравнению с естественной эволюцией или с традиционными методами селекции всего лишь ускоряет процесс, делая его более направленным.

Тем не менее уже 15 лет не утихают, а только становятся ожесточеннее споры вокруг применения генной инженерии в сельском хозяйстве и производстве пищи. Как научному сообществу объяснить правду рядовому потребителю? Ведь часто требуются специальные знания, а оппоненты не утруждают себя приведением действительно обоснованных доказательств.

А всего-навсего достаточно задать себе четыре простых вопроса и ответить на них:

1. Можно ли, используя генную инженерию, сделать продукт более «опасным», чем исходный? Ответ – Да.
2. Можно ли, используя генную инженерию, сделать продукт менее «опасным», чем исходный? Ответ – Да.
3. Генная инженерия – это всегда привнесение «чужих» генов? Ответ – Нет (в последнее время все чаще используются гены организмов того же или близкородственных видов, получая так называемые цисгеники; применяются молекулярные маркеры для контроля процесса селекции, которые в дальнейшем могут быть удалены).
4. Генная инженерия – это привнесение «вообще» генов? Ответ – Нет (широко распространено использование выключения, делеции генов).

К тому же фармацевтический рынок генно-инженерных препаратов в разы (если не в десятки раз) больше сельскохозяйственного, но никаких подобных коллизий с биотехнологическими лекарствами отмечено не было. А коли так, то при чем здесь генная инженерия, почему столько нападок на нее? Ответ только один – ни при чем… Это – явно выраженная борьба за потребителя с целью не допустить конкретную технологию в жизнь.

Кому веры нет?

Во многом проблема конфронтации по поводу сельскохозяйственной и пищевой биотехнологии в обществе сохраняется из-за невозможности последнего воспринять сугубо научную аргументацию. Равно и наука, в силу самой своей природы, не может оперировать фактами и выводами, представлявшими собой законченную, абсолютную истину. То, что мы называем «общественным мнением» по отношению к специальной технологии, является лишь отражением степени доверия людей к той или иной группе, активной в проведении в жизнь своих идей. Стало быть, отношение потребителя к ГМ-продукции определяется преимущественно в рамках механизма «веришь – не веришь». К сожалению (для истины), это «веришь – не веришь» в гораздо большей степени определяется не фактами, а личными впечатлениями и симпатиями.

Так кому или чему верить? С одной стороны, СМИ тиражируют одни и те же (из года в год) «ужасы» генной инженерии, описываемые очень небольшой группой научных работников (многие из которых по своей специальности крайне далеки от проблемы) и общественных активистов. Оспаривать их в принятых научных рамках бесконечно трудно, если вообще возможно – «результаты» просто вбрасываются в СМИ и не публикуются в рецензируемых научных изданиях (за редкими исключениями, когда такое происходит, но каждый раз несостоятельность публикации очень быстро становится очевидной).

С другой стороны, Генеральная Ассамблея ООН единогласно призывает страны продвигать достижения биотехнологии (декабрь 2003 года), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) выпускает официальный отчет (2004) с заключением о том, что все ГМ-культуры, находящиеся на рынке, не являются более опасными для здоровья человека, нежели их исходные традиционные аналоги. Точно так же выступает и Продовольственная и Сельскохозяйственная Организация Объединенных Наций (ФАО). Конвенция о биологическом разнообразии ООН и ее Картахенский протокол биобезопасности начинаются с того, что подчеркивают потенциал биотехнологии во благо человечеству. (Очень странно, но при этом противники биотехнологии постоянно ссылаются на протокол как инструмент, направленный против использования ГМ-организмов!)

Папская академия наук высказывает поддержку использования ГМ-технологии растений и животных, оставаясь жестким противником использования генной инженерии «на человеке» (Ватикан, 15–19 мая 2009).

По заключению Исламского совета по юриспруденции, продукты, полученные из ГМ-растений, являются халяльными (конференция исламских ученых, Малайзия, декабрь 2010).

В соответствии с заключением Иудаистского ортодоксального союза генетическая модификация не влияет на кошерность продукта.

Три российские академии – Российской академия сельскохозяйственных наук, Российская академия медицинских наук и Российская академия наук – на совместном заседании единодушно признали не только безвредность ГМ-продуктов, но и то, что использование современной биотехнологии является единственным путем увеличения производства продуктов питания в условиях роста населения, сокращения пахотных земель, глобального потепления и возрастающего дефицита воды.

Не стоит забывать и о том, что решение о допуске на рынок того или иного продукта в каждой стране принимается специально уполномоченным органом государственной власти. Решение принимается на основе научно обоснованных фактов, и люди, принимающие решение, несут за это ответственность.

Интересно, что за время использования ГМ-растений для производства продовольствия только в Северной Америке было съедено более 3 трлн. порций ГМ-еды (Forbes, 23 февраля 2011), и ни один человек не пострадал (хотя и были множественные попытки обратиться по этом поводу в суд), и ни одна экосистема не была разрушена. Это к вопросу о том, что у нас недостаточно много опыта накоплено для того, чтобы оценить возможные последствия.

Кстати, Европейский союз ежегодно импортирует до 35 млн. тонн сои, большая часть которой – генетически модифицированная. Основное использование ее – корм для животных и птицы. За 15 лет сменилось много поколений животных, питавшихся ГМ-кормами, и никаких эффектов отмечено не было. А что до научных данных, публикуемых в рецензируемом издании, то последнее исследование, опубликованное в журнале «Вопросы питания» в феврале 2011 года («Оценка влияния ГМО растительного происхождения на развитие потомства крыс в трех поколениях», авт. Н.В.Тышко, В.М.Жминченко, В.А.Пашорина, К.Е.Селяскин, В.П.Сапрыкин, Н.Т.Утембаева, В.А.Тутельян. – Том 80, № 1, 2011. С. 14–28), достаточно убедительно показывает отсутствие влияния ГМ-корма на поколения животных.

Синьор помидор

Крайне забавна ситуация с ГМ-овощами! Всего две овощные культуры были когда-либо генетически модифицированы и выпущены в обращение. В подавляющем большинстве стран, включая ЕС и СНГ, генетически модифицированные овощи и фрукты полностью отсутствуют на рынке. Более того, они не имеют разрешения на использование, и процесс их авторизации крайне далек от завершения.

В то же время ведутся научные исследования по получению ГМ-овощей и фруктов главным образом с целью улучшения потребительских свойств и устойчивости к заболеваниям и стрессам. Но эти исследования находятся исключительно в лабораторной, «закрытой» стадии.

Многие потребители совершенно искренне думают, что от генетически модифицированных томатов полки магазинов буквально ломятся. А на самом деле ГМ-томаты не получили разрешения на использование нигде, кроме США, Канады (только для пищи, не для выращивания или в корм животным), Мексики и Японии. И, что особенно интересно, даже в этих странах они исчезли с рынка много лет назад и найти их не представляется вероятным.

В 1994 году ГМ-томаты ворвались на рынок США, став первым ГМ-организмом, официально разрешенным к выращиванию. С этого момента ГМ-томат стал символом генетически измененной пищи на долгие годы. И, что интересно, остается символом для многих, несмотря на то что ГМ-томаты уже несколько лет как не выращиваются более и полностью исчезли с рынка. Заявки на регистрацию томатов, поданные в ЕС, были отозваны заявителями несколько лет тому назад и более не рассматриваются.

Всего существовало шесть зарегистрированных линий ГМ-томатов, пять из которых имели свойство «отложенного созревания» для улучшения технологических свойств при транспортировке, и одна – устойчивость к насекомым (с геном из повсеместно распространенной почвенной бактерии Bacillus thuringiensis). Все остальные «помидоры с генами рыб, скорпионов» и проч. – просто дурные анекдоты… Потому все томаты, которые можно найти в поле или в магазине – будь то свежие или консервированные, не являются генетически модифицированными. Даже те, которые остаются красными и плотными после трех недель хранения в холодильнике, не являются ГМО.

Еще одной (и последней) овощной культурой, оставившей след на рынке, являются кабачки. Всего было зарегистрировано только две линии кабачков, устойчивых к вирусным заболеваниям, и только в двух странах – США и Канаде (только в пищу).

Правильнее и логичнее было бы озаботиться тем, как не дать себя обманывать сказками, имеющими ярко выраженный коммерческий и политический интерес, и особенно тем, как максимально полно использовать потенциал современных технологий.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru08.06.2011

www.vechnayamolodost.ru

Генетически модифицированный организм — WiKi

Генети́чески модифици́рованный органи́зм (ГМО) — организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов.

Всемирная организация здравоохранения даёт более узкое определение, согласно которому генетически модифицированные организмы — это организмы, чей генетический материал (ДНК) был изменен, причём такие изменения были бы невозможны в природе в результате размножения или естественной рекомбинации[1].

Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.

Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов.

В сельском хозяйстве и пищевой промышленности под ГМО подразумеваются только организмы, модифицированные внесением в их геном одного или нескольких трансгенов[2].

Специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов как таковых по сравнению с традиционными продуктами[3].

Цели создания ГМО

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии. Прямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, является естественным развитием работ по селекции животных и растений, расширивших возможности селекционеров в части управляемости процесса создания новых сортов и расширения его возможностей, в частности, передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами[4][5].

Использование как отдельных генов различных видов, так и их комбинаций в создании новых трансгенных сортов и линий является частью стратегии FAO по характеризации, сохранению и использованию генетических ресурсов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности[6].

Исследование 2012 года (основанное в том числе на отчётах компаний-производителей семян) использования трансгенных сои, кукурузы, хлопка и канолы в 1996—2011 годах показало, что устойчивые к гербицидам культуры оказываются более дешёвыми в выращивании и в ряде случаев более урожайными. Культуры содержащие инсектицид давали больший урожай, особенно в развивающихся странах, где использовавшиеся до этого пестициды были малоэффективными. Также устойчивые к насекомым культуры оказывались более дешёвыми в выращивании в развитых странах[7]. По данным метаанализа, проведённого в 2014 году, урожайность ГМО-сельхозкультур за счёт снижения потерь от вредителей на 21,6 % выше, чем у немодифицированных, при этом расход пестицидов ниже на 36,9 %, затраты на пестициды снижаются на 39,2 %, а доходы сельхозпроизводителей повышаются на 68,2 %[8].

Методы создания ГМО

Основные этапы создания ГМО:

1. Получение изолированного гена.
2. Введение гена в вектор для переноса в организм.
3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.
4. Преобразование клеток организма.
5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Методы осуществления каждого из этих этапов составляют в совокупности методы генетической инженерии[en].

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100—120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты — рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки. Популярными методами введения вектора в клетку растений является использование почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens[9] или генной пушки[10]. Для генетической инженерии животных используют трансфекцию, вектора, на основе ретровирусов и другие методы[11].

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детёныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Применение

В исследованиях

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью генно-модифицированных организмов исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак)[12][13], процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и современной медицины[14].

В медицине и фармацевтической промышленности

Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года. В этом году зарегистрирован в качестве лекарства генно-инженерный человеческий[15]инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий[16]. В настоящее время фармацевтическая промышленность выпускает большое количество лекарственных средств на основе рекомбинантных белков человека: такие белки производят генетически модифицированные микроорганизмы, либо генетически модифицированные клеточные линии животных. Генетическая модификация в данном случае заключается в том, что в клетку интродуцируется ген белка человека (например, ген инсулина, ген интерферона, ген бета-фоллитропина). Эта технология позволяет выделять белки не из донорской крови, а из ГМ-организмов, что снижает риск инфицирования препаратов и повышает чистоту выделенных белков. Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы[17], ВИЧ[18]). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифицированного сафлора[19]. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз[20].

Бурно развивается новая отрасль медицины — генотерапия. В её основе лежат принципы сходные с использующимися при создании ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия — один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребёнок, страдающий SCID, лечился с помощью генной терапии[21] Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения[22].

В сельском хозяйстве

Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям[23], обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами.

Проходят испытания генетически модифицированные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом[24].

Однако, некоторые компании устанавливают ограничения на использование продаваемых ими генетически модифицированных семян, запрещая высеивание самостоятельно полученных семян. Для этого используются юридические ограничения типа контрактов, патентов или лицензирования семян[25][26]. Также для подобных ограничений одно время прорабатывались технологии ограничительные технологии[en] (GURT), которые так и не использовались в коммерчески доступных ГМ-линиях[27]. Технологии GURT либо делают стерильным выращенные семена (V-GURT), либо требуют особых химических веществ для проявления внесённого с помощью модификации свойства (T-GURT). При этом стоит отметить, что в сельском хозяйстве широко применяются гибриды F1, которые, как и ГМО-сорта, требуют ежегодной закупки семенного материала. Некоторые продукты содержат ген, приводящий к стерильности пыльцы[28], например, ген барназы, полученный из бактерии Bacillus amyloliquefaciens[29].

С 1996 года, когда началось выращивание ГМ-растений, площади, занятые ГМ-культурами, выросли до 175 млн гектаров в 2013 году[30] (более 11 % от всех мировых посевных площадей). Такие растения выращиваются в 27 странах, особенно широко — в США, Бразилии, Аргентине, Канаде, Индии, Китае[30], при этом, начиная с 2012 года, производство ГМ-сортов развивающимися странами превысило производство в промышленно развитых государствах[31]. Из 18 миллионов фермерских хозяйств, выращивающих ГМ-культуры, более 90 % приходится на малые хозяйства в развивающихся странах[30].

На 2013 год, в 36 странах, регулирующих использование ГМ-культур, было выдано 2833 разрешения на использование таких культур, из них 1321 — для употребления в пищу, и 918 — на корм скоту. Всего на рынок допущено 27 ГМ-культур (336 сортов), основными культурами являются: соя, кукуруза, хлопок, канола, картофель[30]. Из применяемых ГМ-культур подавляющее большинство площадей занимают культуры, устойчивые к гербицидам, насекомым-вредителям или культуры с комбинацией этих свойств[32].

В животноводстве

Методом генного редактирования удалось создать свиней, которые потенциально устойчивы к африканской свиной чуме. Изменение пяти «букв» в коде ДНК гена RELA у выращиваемых на фермах животных, позволило получить вариант гена, который, предположительно защищает их диких сородичей: бородавочников и кустарниковых свиней от этого заболевания[33][34].

Другие направления

Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо[35].

В 2003 году на рынке появилась GloFish — первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.

В 2009 году выходит в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами "синего цвета" (на самом деле они сиреневые)[36].

Безопасность

Появившаяся в начале 1970-х годов технология рекомбинантных ДНК (en:Recombinant DNA) открыла возможность получения организмов, содержащих инородные гены (генетически модифицированных организмов). Это вызвало обеспокоенность общественности и положило начало дискуссии о безопасности подобных манипуляций[37].

В 1974 году в США была создана комиссия из ведущих исследователей в области молекулярной биологии для исследования этого вопроса. В трёх наиболее известных научных журналах (Science, Nature, Proceedings of the National Academy of Sciences) было опубликовано так называемое «письмо Берга», которое призывало учёных временно воздержаться от экспериментов в этой области[38].

В 1975 году прошла Асиломарская конференция, на которой биологами обсуждались возможные риски, связанные с созданием ГМО[39].

В 1976 году Национальным институтом здоровья (США) была разработана система правил, строго регламентировавшая проведение работ с рекомбинантными ДНК. К началу 1980-х годов правила были пересмотрены в сторону смягчения[40].

В начале 1980-х годов в США были получены первые линии ГМО, предназначенные для коммерческого использования. Правительственными организациями, такими как NIH (Национальный институт здоровья, англ. National Institutes of Health) и FDA (Управление по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств, англ. Food and Drug Administration), была проведена всесторонняя проверка этих линий. После того, как была доказана безопасность их применения, эти линии организмов получили допуск на рынок[40].

Первым документом, которым регулировалась деятельность по производству и обращению с гмо-материалами на территории Евросоюза стала Директива 90/219/ЕЕС «Об ограниченном использовании генетически изменённых микроорганизмов»[41].

На вопрос о безопасности продуктов из генетически модифицированных организмов Всемирная организация здравоохранения отвечает о невозможности общих утверждений об опасности или безопасности таких продуктов, но о необходимости отдельной оценки в каждом случае, так как разные генетически модифицированные организмы содержат разные гены. Также ВОЗ считает, что доступные на международном рынке гм-продукты проходят проверки безопасности и употреблялись в пищу популяциями целых стран без отмеченных эффектов, и соответственно вряд ли могут представлять опасность для здоровья[42].

В настоящее время специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов в сравнении с продуктами, полученными из организмов, выведенных традиционными методами[43][44]. Как отмечается в докладе 2010 года Генерального Директората Европейской комиссии по науке и информации[3]:

Главный вывод, вытекающий из усилий более чем 130 научно-исследовательских проектов, охватывающих 25 лет исследований и проведённых с участием более чем 500 независимых исследовательских групп, состоит в том, что биотехнологии и, в частности, ГМО как таковые не более опасны, чем, например, традиционные технологии селекции растений

В 2012 году в журнале Nature была опубликована статья о долгосрочном использовании ГМ-культур, производящих инсектицидные белки, и не требующих дополнительной обработки инсектицидами. Это естественным образом увеличивало популяцию хищных насекомых, и значительно сокращало число вредных насекомых[45].

В 2014 году был выпущен метаанализ 147 исследований, посвящённых воздействию ГМО на сельское хозяйство. Среди прочих достоинств, авторы отмечают, что выращивание ГМ-культур, вместо традиционных, в среднем сокращает использование пестицидов на 37%[46].

Обзор 1783 публикаций на тему ГМО с выводом: никаких особенных рисков они не несут[47].

Регулирование

В некоторых странах создание, производство, применение продукции с использованием ГМО подлежит государственному регулированию. В том числе и в России, где исследовано и одобрено к применению несколько видов трансгенных продуктов.

До 2014 года в России ГМО можно было выращивать только на опытных участках, был разрешён ввоз некоторых сортов (не семян) кукурузы, картофеля, сои, риса и сахарной свёклы (всего 22 линии растений). С 1 июля 2014 г. должно было вступить в силу Постановление Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2013 г. № 839 «О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы»[48][49]. 16 июня 2014 года Правительством РФ принято постановление № 548 о переносе срока вступления в силу постановления № 839 на 3 года, то есть на 1 июля 2017 года[50][51].

В феврале 2015 года в Госдуму внесен законопроект о запрете на выращивание ГМО в России[52], который был принят в первом чтении в апреле 2015[53]. Запрет не касается использования генномодифицированных организмов (ГМО) для проведения экспертиз и научно-исследовательских работ. Согласно законопроекту, правительство сможет запрещать ввоз в Россию генно-модифицированных организмов и продукции по результатам мониторинга их воздействия на человека и окружающую среду[54]. Импортёры генно-модифицированных организмов и продукции будут обязаны пройти регистрационные процедуры. За использование ГМО с нарушением разрешённого вида и условий использования предусматривается административная ответственность: штраф на должностных лиц предлагается установить в размере от 10 тысяч до 50 тысяч рублей; на юридических лиц — от 100 до 500 тысяч рублей.

Список ГМО, одобренных в России для использования, в том числе в качестве пищи населением[55][56][57]:

• Соя (Линии)
  • А2704-12 (Авентис КропСайнс, устойчивость к глюфосинату аммония)
  • А5547-127 (Авентис КропСайнс, устойчивость к глюфосинату аммония)
  • CV127 (BASF, устойчивость к гербициду imidazolinone)
  • GTS 40-3-2 (Монсанто, устойчивость к глифосату)
  • MON89788 (Монсанто, устойчивость к глифосату)
• Картофель
• Кукуруза
  • Линия 3272 (Сингента)
  • Линия Bt11 (Сингента Сидс, устойчивость к зерновому точильщику[en] и глюфосинату аммония)
  • Линия GA 21 (Монсанто, устойчивость к глифосату)
  • Линия MIR 162 (Сингента)
  • Линия MIR 604 (Сингента)
  • Линия MON 810 (Монсанто, устойчивость к стеблевому мотыльку)
  • Линия MON 863 (Монсанто, устойчивость к Диабротике)
  • Линия MON 88017 (Монсанто)
  • Линия NK-603 (Монсанто, устойчивость к глифосату)
  • Линия Т-25 (Авентис КропСайнс, устойчивость к глюфосинату аммония)
• Рис
• Сахарная свёкла
  • Линия H7-1 (Монсанто, устойчивость к глифосату)
  • Линия 77 (Сингента Сидс и Монсанто, устойчивость к глифосату, 2001—2006)

Общественное мнение

Как показывают опросы общественного мнения, общество в целом не слишком осведомлено об основах биотехнологии. Большинство верит утверждениям типа: Обычные томаты не содержат генов, в отличие от трансгенных томатов[59].

По мнению молекулярного биолога Энн Гловер, противники ГМО страдают «формой умственного помешательства». Выражения А. Гловер привели к её отставке с поста главного научного консультанта Европейской Комиссии[60].

В 2016 году более 120 нобелевских лауреатов (большинство из которых медики, биологи и химики) подписали письмо с призывом к Greenpeace, Организации Объединённых Наций и правительствам всего мира прекратить борьбу с генетически модифицированными организмами[61][62][63].

ГМО и религия

См. также

Примечания

1. ↑ ВОЗ | Часто задаваемые вопросы по генетически модифицированным продуктам питания. www.who.int. Проверено 24 марта 2017.
2. ↑ genetically modified organism // Glossary of biotechnology for food and agriculture: a revised and augmented edition of the glossary of biotechnology and genetic engineering. Rome, 2001, FAO, ISSN 1020-0541
3. ↑ 1 2 European Commission Directorate-General for Research and Innovation; Directorate E — Biotechnologies, Agriculture, Food; Unit E2 — Biotechnologies (2010) p.16
4. ↑ What is agricultural biotechnology? // The state of food and agriculture 2003—2004: The state of food and agriculture 2003—2004. Agricultural Biotechnology. FAO Agriculture Series № 35. (2004)
5. ↑ Лещинская И. Б. Генетическая инженерия (рус.) (1996). Проверено 4 сентября 2009. Архивировано 21 января 2012 года.
6. ↑ Preetmoninder Lidder and Andrea Sonnino. Biotechnologies for the management of genetic resources for food and agriculture. FAO Commission on genetic resources for food and agriculture, 2011
7. ↑ Brookes G, Barfoot P. The global income and production effects of genetically modified (GM) crops 1996—2011.GM Crops Food. 2012 Oct-Dec;3(4):265-72.
8. ↑ (2014) «A Meta-Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops». PLoS ONE 9 (11): –111629. DOI:10.1371/journal.pone.0111629. Проверено 2015-12-24.
9. ↑ Trait Introduction Method: Agrobacterium tumefaciens-mediated plant transformation
10. ↑ Microparticle bombardment of plant cells or tissue
11. ↑ Safety of Genetically Engineered Foods: Approaches to Assessing Unintended Health Effects (2004) [1]
12. ↑ Jeffrey Green,Thomas Ried. Genetically Engineered Mice for Cancer Research: Design, Analysis, Pathways, Validation and Pre-clinical Testing. Springer, 2011
13. ↑ Patrick R. Hof,Charles V. Mobbs. Handbook of the neuroscience of aging. p537-542
14. ↑ Cisd2 deficiency drives premature aging and causes mitochondria-mediated defects in mice//Genes & Dev. 2009. 23: 1183—1194 [2]
15. ↑ Инсулин растворимый [человеческий генно-инженерный] (Insulin soluble [human biosynthetic]): инструкция, применение и формула
16. ↑ История развития биотехнологии (рус.)  (недоступная ссылка — история). Проверено 4 сентября 2009. Архивировано 12 июля 2007 года.
17. ↑ Zenaida Gonzalez Kotala. UCF professor develops vaccine to protect against black plague bioterror attack (англ.) (30 July 2008). Проверено 3 октября 2009. Архивировано 21 января 2012 года.
18. ↑ Получение препарата против ВИЧ из растений (рус.) (1 апреля 2009, 12:35). Проверено 4 сентября 2009. Архивировано 21 января 2012 года.
19. ↑ Инсулин из растений проходит испытания на людях (рус.)  (недоступная ссылка — история). Membrana (12 января 2009). Проверено 4 сентября 2009.
20. ↑ Ирина Власова. Американским пациентам сделают козу (рус.)  (недоступная ссылка — история) (11 февраля 2009, 16:22). Проверено 4 сентября 2009. Архивировано 6 апреля 2009 года.
21. ↑ Matt Ridley. Genome: The Autobiography of a Species In 23 Chapters.HarperCollins, 2000, 352 pages
22. ↑ The Mission Impossible of Genetic Redesign For Longevity
23. ↑ Элементы — новости науки: Трансгенный хлопок помог китайским крестьянам победить опасного вредителя
24. ↑ И поросла Россия трансгенными берёзками… | Наука и техника | Наука и технологии России Архивная копия от 19 февраля 2009 на Wayback Machine
25. ↑ Monsanto Seed Saving and Legal Activities
26. ↑ Caleb Garling (San Francisco Chronicle), Monsanto seed suit and software patents // SFGate, February 23, 2013: «company’s genetically modified and pesticide-resistant seeds, which are patent-protected. .. Monsanto uses a similar strategy with its seeds. Farmers license their use; technically, they don’t buy them.»
27. ↑ Are GM plants fertile, or do farmers have to buy new seeds every year? // EuropaBio: "All GM plants commercialized are as fertile as their conventional counterparts."
28. ↑ GM Events with Male sterility
29. ↑ Gene: barnase
30. ↑ 1 2 3 4 ISAAA Brief 46-2013: Executive Summary. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2013 Архивная копия от 22 февраля 2014 на Wayback Machine // ISAAA
31. ↑ Общая площадь посевов генно-модифицированных культур в 1,5 раза превышает территорию США // ИноСМИ, по материалам «Mother Jones», США, 26/02/2013
32. ↑ ISAAA Brief 44-2012: Slides & Tables, slide 4-5
33. ↑ Pigs' genetic code altered in bid to tackle deadly virus
34. ↑ Simon G. Lillico, Chris Proudfoot, Tim J. King, Wenfang Tan, Lei Zhang, Rachel Mardjuki, David E. Paschon, Edward J. Rebar, Fyodor D. Urnov, Alan J. Mileham, David G. McLaren, C. Bruce A. Whitelaw.(2016). Mammalian interspecies substitution of immune modulatory alleles by genome editing. Scientific Reports,; 6: 21645 DOI:10.1038/srep21645
35. ↑ Super-biofuel cooked up by bacterial brewers — tech — 08 December 2008 — New Scientist
36. ↑ MEMBRANA | Мировые новости | В Японии стартуют продажи настоящих синих роз
37. ↑ Б. Глик, Дж. Пастернак. Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology. — М.: Мир, 2002. — С. 517. — 589 с. — ISBN 5-03-003328-9.
38. ↑ Berg P et. al. Science, 185, 1974, 303.
39. ↑ Breg et al., Science, 188, 1975, 991-994.
40. ↑ 1 2 Б. Глик, Дж. Пастернак. Контроль применения биотехнологических методов // Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology. — М.: Мир, 2002. — С. 517-532. — 589 с. — ISBN 5-03-003328-9.
41. ↑ А. П. Гетьман, В. И. Лозо Правовое регулирование развития биотехнологии и использования генетически модифицированных организмов (гмо) в Европейском союзе (рус.) // Проблемы законности № 117. — 2011. — № УДК 349.6.061.1ЭС.
42. ↑ Frequently asked questions on genetically modified foods
43. ↑ https://web.archive.org/web/20120907023039/http://www.ama-assn.org/resources/doc/csaph/a12-csaph3-bioengineeredfoods.pdf
44. ↑ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Tyshko+NV%%205BAuthor%5D+genetically
45. ↑ Yanhui Lu, Kongming Wu, Yuying Jiang, Yuyuan Guo, Nicolas Desneux Widespread adoption of Bt cotton and insecticide decrease promotes biocontrol services (En) // Nature. — 2012/07. — Т. 487, вып. 7407. — С. 362–365. — ISSN 1476-4687. — DOI:10.1038/nature11153.
46. ↑ Wilhelm Klümper, Matin Qaim A Meta-Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops (англ.) // PLOS ONE. — 2014-11-03. — Vol. 9, iss. 11. — P. e111629. — ISSN 1932-6203. — DOI:10.1371/journal.pone.0111629.
47. ↑ https://www.geneticliteracyproject.org/wp-content/uploads/2013/10/Nicolia-20131.pdf
48. ↑ Российское правительство разрешило регистрировать семена генно-модифицированных растений. Ведомости. 9 декабря 2013
49. ↑ Постановление Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2013 г. № 839 «О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы»
50. ↑ О переносе срока введения в действие государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов. government.ru. Проверено 14 июня 2016.
51. ↑ Кабмин отложил введение госрегистрации ГМО в России на 3 года // Коммерсантъ.
52. ↑ В Госдуму внесен законопроект о запрете на выращивание ГМО в России. lenta.ru. Проверено 14 июня 2016.
53. ↑ ГД приняла в I чтении законопроект о запрете разведения ГМО в России. РИА Новости. Проверено 14 июня 2016.
54. ↑ Госдума весной может принять закон о запрете использования ГМО в РФ. РИА Новости. Проверено 14 июня 2016.
55. ↑ В России зарегистрировано около ста ферментных препаратов и пищевых добавок, приготовленных с использованием разрешённых ГМО и ГММ.
56. ↑ http://www.lib.susu.ac.ru/ftd?base=SUSU_METHOD&key=000309465&dtype=F&etype=.pdf стр 141—141 — данные на 2005 год
57. ↑ GM Crop Events approved in Russian Federation, Total: 19 events approved // ISAAA
58. ↑ ГМ-сорта картофеля «Елизавета 2904/1 kgs» и «Луговской 1210 amk» выведены в России.
59. ↑ Как мифы о ГМО укоренились в общественном мнении // Lenta.ru 2013/08/14
60. ↑ «The battle of the scientists» // The Economist, Dec 20th 2014
61. ↑ 107 Nobel laureates sign letter blasting Greenpeace over GMOs
62. ↑ Laureates Letter Supporting Precision Agriculture (GMOs)
63. ↑ Список нобелевских лауреатов, подписавших письмо
64. ↑ 1 2 John E. Peck. Critical Faith-Based Perspectives On Biotech And Genetically Modified Organisms GMOs (англ.)  (недоступная ссылка — история). familyfarmdefenders.org (2006). Архивировано 5 сентября 2008 года.
65. ↑ Позиция католиков разных стран по вопросам ГМО не совпадает Biosafety.ru — Альянс СНГ «За Биобезопасность» Архивировано 12 марта 2012 года.
66. ↑ Genetically modified crops get the Vatican’s blessing — science-in-society — 04 June 2009 — New Scientist
67. ↑ Khaoula Belhaj, Angela Chaparro-Garcia, Sophien Kamoun and Vladimir Nekrasov (2013) Plant genome editing made easy: targeted mutagenesis in model and crop plants using the CRISPR/Cas system Plant Methods , 9:39 doi:10.1186/1746-4811-9-39
68. ↑ Golic, K. G. (2013) RNA-Guided Nucleases: A New Era for Engineering the Genomes of Model and Nonmodel Organisms. Genetics, 195(2), 303—308.
69. ↑ Giedrius Gasiunas, Virginijus Siksnys (2013) RNA-dependent DNA endonuclease Cas9 of the CRISPR system: Holy Grail of genome editing? (недоступная ссылка) Trends in Microbiology, 21(11), 562—567, doi: 10.1016/j.tim.2013.09.001

Литература

Ссылки

ru-wiki.org

Что такое генно-модифицированные растения и организмы? (здоровое и полезное питание)

Споры вокруг генномодифицированных продуктов ведутся уже не одно десятилетие. Однако, по мнению социологов, каждый третий россиянин ничего не знает о достижениях генной инженерии. Между тем, многие ученые считают, что генномодифицированные организмы (ГМО) увеличивают риск возникновения опасных аллергий, пищевых отравлений, мутаций, онкологических заболеваний, а также вызывают развитие невосприимчивости к антибиотикам.Что такое ГМ-растения?Это растения, в которые встраивают чужеродные гены с целью улучшения их полезных свойств, например, развития устойчивости к гербицидам и пестицидам, увеличения сопротивляемости к вредителям, повышения урожайности и т.д. ГМ-растения получают путем внедрения в ДНК растения гена другого организма. Донорами могут быть микроорганизмы, вирусы, другие растения, животные. Например, получен морозоустойчивый помидор, в ДНК которого встроен ген североамериканской морской камбалы. Для создания сорта пшеницы, устойчивой к засухе, использовался ген скорпиона.

Первые посадки трансгенных злаков сделаны в США в 1988 году, а уже в 1993 году продукты с ГМ-компонентами появились в американских магазинах. На российский рынок трансгенная продукция попала в конце 90-х годов.

Основной поток ГМ-культур - это ввозимые из-за рубежа соя, картофель, кукуруза, рапс, пшеница. Они могут попасть к нам на стол как в чистом виде, так и в качестве добавок в другие продукты. Так, главный потребитель генномодифицированного соевого сырья (концентратов, соевой муки) - мясоперерабатывающая промышленность, поэтому буквально в каждой колбасе может оказаться ГМ-соя. Как правило, она скрывается за надписями «белок растительного происхождения» или «аналог белка». Генетически модифицированные культуры используются также в качестве добавок в рыбных, хлебобулочных, кондитерских изделиях и даже в детском питании!

Несмотря на уверения ученых-генетиков в безопасности ГМО, независимые эксперты утверждают, что ГМ-культуры растений выделяют в тысячу раз больше токсинов, чем обычные организмы. В Швеции, где трансгены запрещены, аллергией болеют 7% населения, а в США, где они разрешены - 70,5%.

Многие трансгенные сорта, устойчивые к насекомым, вырабатывают белки, способные блокировать ферменты пищеварительного тракта не только у насекомых, но и у человека, а также влиять на поджелудочную железу. ГМ-сорта кукурузы, табака и томатов, устойчивые к насекомым-вредителям, способны вырабатывать вещества, разлагающиеся на токсичные и мутагенные соединения, представляющие прямую опасность для человека.

При получении ГМО часто используются маркерные гены устойчивости к антибиотикам. Есть вероятность их перехода в микрофлору кишечника, что было показано в соответствующих экспериментах, а это, в свою очередь, может привести к невозможности вылечивать многие заболевания.

Как отличить опасные продукты?

В нашей стране разрешено использование 14 видов ГМО (8 сортов кукурузы, 4 сорта картофеля, 1 сорт риса и 1 сорт сахарной свеклы) для продажи и производства продуктов питания. Пока только в Москве, Нижнем Новгороде и Белгородской области действует закон, запрещающий продажу и производство детского питания с использованием ГМО.

Закон РФ «О защите прав потребителей» от 12 декабря 2007 года предписывает сообщать о наличии трасгенов на упаковке, если продукт содержит более 0,9% ГМО. Однако прямой маркировки «Содержит ГМО» не существует. Наличие ГМО и его процентное содержание должно быть указано в списке ингредиентов продукта.

Если содержание ГМО в продукте не превышает 0,9%, компания-производитель может поставить на свой товар значок «Не содержит ГМО». Эта маркировка - добровольная. Ее можно встретить пока только в Москве. В регионах основным ориентиром для покупателей по-прежнему может служить маркировка «Без Трансгенов» и справочник Гринпис «Как выбрать продукты без трансгенов».

Как обезопасить себя?

■ Не покупайте мясные продукты с растительными добавками. Хотя они дешевле, но с большой вероятностью могут содержать ГМ-ингредиенты.

■ Главный производитель трансгенов - США. Поэтому опасайтесь сои из этой страны, а также консервированных зеленого горошка и кукурузы. Если вы покупаете сою, лучше всего отдать предпочтение российскому производителю.

■ В Китае не ведется ГМ-производство, однако никому не известно, что может прийти транзитом из этой страны.

■ При покупке мясных и соевых продуктов, обращайте пристальное внимание на маркировку.

■ Сегодня генно-модифицированные продукты выращивают в 21 стране мира. Лидер в производстве - США, затем идут Аргентина, Бразилия и Индия. В Европе к ГМИ относятся настороженно, а в России высаживать ГМ растения вовсе запрещено. Правда, этот запрет обходят. Посевы ГМ пшеницы есть на Кубани, в Ставрополье и на Алтае.

Более 50 стран (в том числе страны EC, Япония, Китай и др.) законодательно ввели обязательную маркировку ГМ-продуктов, обеспечивая тем самым права потребителей на осознанный выбор того, что они едят. В Италии принят закон, запрещающий использование ГМИ в детском питании. В Греции трансгенные растения не только не выращиваются, но и не используются в производстве продуктов питания.

Полезно также запомнить названия некоторых фирм, которые, по данным государственного реестра, поставляют ГМ-сырье своим клиентам в России или сами являются производителями:

Central Soya Protein Group, Дания

ООО "БИОСТАР ТРЕЙД", Санкт-Петербург

ЗАО "Универсал", Нижний Новгород

"Монсанто Ко", США

"Протеин Текнолоджиз Интернэшнл Москоу", Москва

ООО "Агенда", Москва ЗАО "АДМ-Пищевые продукты", МоскваОАО "ГАЛА", Москва

ЗАО "Белок", Москва

"Дера Фуд Текнолоджи Н.В.", Москва

"Herbalife International of America", США

"OY FINNSOYPRO LTD", Финляндия

ООО "Салон Спорт-Сервис", Москва

"Интерсоя", Москва.

health.wild-mistress.ru

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ РАСТЕНИЯ И ЭКОЛОГИЯ — Мегаобучалка

Теоретически генетически модифицированные растения (ГМР) не могут не влиять на экологию нашей планеты. Прежде всего, нельзя исключить возможность того, что ГМР или технологии их выращивания будут нежелательно воздействовать на те организмы, на которые никакого влияния не предполагалось вовсе. Главной мишенью для критики экологической безопасности ГМР стали так называемые растения-пестициды, которые в результате генетической трансформации продуцируют токсичные вещества, уничтожающие тех или иных вредителей. Наиболее правомерно оценивать не абсолютный вред таких культур, а относительный - сравнить его с побочными эффектами применения ядохимикатов.

Преимущество белковых токсинов, продуцируемых ГМР, перед синтетическими пестицидами очевидно: большие и нестойкие молекулы белков не накапливаются в природе - быстро распадаются до аминокислот; кроме того, они более специфичны, то есть уничтожают только определенных вредителей (бактерии, грибы, насекомые). Маленькие же молекулы пестицидов чаще поражают ни в чем не повинные организмы и из-за высокой химической стабильности могут проходить по пищевым цепям и накапливаться на их вершине. В общем, растениям-пестицидам по своей ядовитости далеко до ДДТ.

Преимущество ГМР перед ядохимикатами было со всей очевидностью доказано в "конфликте" бабочки-монарха и Вt-кукурузы. Бабочка-монарх (Danaus plexippus) привлекает всех любителей природы своей красотой. Ученые-энтомологи тоже любят ее за уникальное свойство - ежегодно по пути из Канады в Мексику монархи преодолевают около 4000 км. Никакая другая бабочка на такое не способна. Вt-кукуруза содержит ген Вt-токсина (о нем упоминалось ранее), встроенного в ДНК кукурузы для борьбы с кукурузным мотыльком, уничтожающим до 7% урожая кукурузы в мире (40 млн тонн). Агентство по охране окружающей среды США проверяло эту кукурузу и признало ее нетоксичной для всех организмов, кроме мотылька-вредителя.

Но в мае 1999 года в журнале "Nature" появилось короткое сообщение, что смертность личинок бабочки-монарха, питающихся листьями с пыльцой Вt-кукурузы, намного выше нормы. Авторы сделали вывод, что широкое распространение Bt-кукурузы приведет к исчезновению бабочки-монарха. СМИ быстро подхватили сенсацию, последствия были грандиозными: 10%-ное падение акций концерна "Мonsanto" (одного из главных производителей Bt-кукурузы), запрет на Bt-кукурузу в Европе и мораторий на ее дальнейшее выращивание в США. Монарх же стал символом движения за запрет ГМР. Газеты пестрели лозунгами типа: "Даже бабочек тошнит от генетически модифицированной пищи".

Ученые же начали широкомасштабное исследование этого вопроса. В сентябре 2001 года Национальная академия наук США обнародовала результаты двухлетних исследований ряда университетов США и Канады, проведенных под эгидой Министерства сельского хозяйства США. Заключение гласило, что пыльца Вt-кукурузы не опасна для личинок бабочки-монарха. А вот от широко применяемого на кукурузных полях цихалотрин- l-инсектицида численность их действительно сокращается.

Гринпис подал судебный иск, но Верховный суд США постановил, что у полезных насекомых больше шансов выжить на Bt-растениях, нежели когда поля обрабатываются пестицидами. Количество же применяемых инсектицидов в мире только из-за выращивания Вt-хлопка сократилось на 33 тысячи тонн. А всего в 2001 году в США выращивание трансгенных растений, устойчивых к гербицидам и насекомым, позволило уменьшить использование ядохимикатов на 20,7 тысячи тонн. Все это положительно сказывается как на окружающей среде, так и на здоровье фермеров, а также улучшает биоразнообразие на полях.

Еще одной потенциальной угрозой биоразнообразию считают утечку генов из трансгенных растений - горизонтальную (в микроорганизмы) и вертикальную (в растения). Горизонтальный перенос генов (то есть вне системы родитель - потомство) уже упоминался ранее (перенос в патогенные бактерии). Теоретические модели и эксперименты показывают, что перенос ДНК из ГМР в микроорганизмы случается, если вообще имеет место, с очень маленькой вероятностью. Если бы это на самом деле происходило так быстро и просто, как считают оппоненты генной инженерии растений, то за миллионы лет эволюции гены всех организмов совершенно перемешались бы. В действительности же на сегодняшний день известно всего несколько случаев горизонтального переноса из растений в бактерии, и самый последний имел место более 10 млн лет назад.

Вертикальной утечкой генов называется перенос ДНК от родительского растения его потомкам. Этот перенос осуществляется через пыльцу при переопылении культурных растений (любых, не только трансгенных) с близкородственными культурными, сорными или дикорастущими видами. Такая утечка из сельскохозяйственных культур происходит постоянно, а началась она, когда человек занялся селекцией. Этот процесс идет и в обратном направлении, что, как правило, ухудшает свойства культурных растений. Какая же угроза может произойти от вертикальной утечки трансгенов?

Пищевая безопасность человечества под угрозой - с такими заявлениями выступили представители экологических организаций после появления в ноябре 2001 года в одном из самых респектабельных научных журналов мира "Nature" статьи о том, что в мексиканской провинции - колыбели кукурузы в полудиких местных сортах - обнаружены фрагменты трансгенной ДНК, разбросанные по геному немодифицированной кукурузы.

Бурной была реакция и экологических организаций, и научного сообщества. Заметим, никто из ученых не подверг сомнению саму возможность переноса трансгенов в дикую кукурузу, а это так обеспокоило противников ГМР. Напротив, многие высказали удивление, что такой солидный журнал опубликовал статью, в которой, по сути, не содержалось ничего нового, так как возможность переноса трансгенов в близкородственные виды путем переопыления доказана уже давно. Непонятно только, почему по геному были рассеяны фрагменты трансгена, ведь при переопылении происходит встраивание гена целиком, и нет ли здесь какой-нибудь технической ошибки?

В ответ на публикацию в "Nature" Международный центр по изучению кукурузы и пшеницы (CIMMYT), расположенный в Мексике, в течение года проверил более 300 так называемых "фермерских сортов" кукурузы и ни в одном из них трансгенную ДНК не обнаружил. История закончилась тем, что в апреле 2002 года "Nature" опубликовал два письма с критикой результатов работы и ответ на критику самих авторов нашумевшей публикации, признающих, что "некоторые их результаты были ошибочными". Кроме того, редактор в том же номере выступил с беспрецедентным заявлением, что журнал "пришел к заключению, что предъявленных доказательств недостаточно для оправдания публикации", а затем призвал читателей "самим принять решение" в этой истории.

Но даже если перенос и состоялся, существовала ли угроза генетическому разнообразию? Не нужно считать, что геномы диких видов законсервированы и любой приток извне несет им угрозу. Статья об ошибочности такого мнения была опубликована в журнале "Science" в феврале 2000 года, еще до "кукурузной" истории. В ней говорилось: сорта кукурузы, выращиваемые фермерами, сегодня не те, что были пять лет назад, и уж тем более не те, что были сто или пятьсот лет назад. Исследования показали - в результате перекрестного опыления и деятельности человека сорта постоянно изменяются. Кроме того, в настоящее время фермеры часто используют семена из других регионов. Таким образом, генетическое разнообразие на полях является вовсе не статичной, а динамичной системой. Также было установлено, что в силу биологических особенностей перенос трансгенов в геном ближайших родственников и предков кукурузы (теосинте и трипсакум) не представляет опасности.

Кстати, вертикальной утечки генов можно избежать. Технологии, позволяющие предотвратить возможность переноса новых генов при переопылении, в настоящее время активно разрабатываются. Например, если генетически трансформировать хлоропласты, то чужеродных генов в пыльце просто не будет.

Но, может быть, пример с кукурузой - это частный случай, а перенос трансгенов в рис или рапс более опасен для биологического разнообразия? Вот самый мрачный сценарий: трансгенная пыльца опыляет несколько растений, их потомство становится трансгенным, размножившиеся генетически модифицированные растения опыляют еще больше растений, и так, пока все растения не станут трансгенными. Дикие родственники трансгенных культур, получившие с трансгенами устойчивость к вредителям, патогенам, засухе, морозам, со временем вытеснят естественную флору, а вместе с ней и другие организмы, зависящие от нее. Но совсем плохо, если эти родственники - сорняки. Получив устойчивость к ядохимикатам, они станут суперсорняками, для уничтожения которых потребуются огромные дозы гербицидов, что в результате приведет к непредсказуемым последствиям не только для дикой природы, но и для сельского хозяйства. Кроме того, устойчивые ГМР будут способствовать появлению супервредителей и суперболез ней, с которыми просто не справиться. На деле же такой сценарий весьма маловероятен. Для того чтобы новый ген закрепился в популяции, он должен придавать виду некие эволюционные преимущества. Устойчивость к гербицидам или определенным вредителям таковым не является. Но даже если предположить, что какой-либо ген даст это преимущество и вид начнет усиленно размножаться, то и тут ничего катастрофического не произойдет. Последует рост численности животных, питающихся этим растением, а также микроорганизмов и насекомых, паразитирующих на нем, что уравновесит экологический баланс. Так что в естественных условиях доминирование одного вида невозможно по определению. Доминирующий вид способен существовать только при поддержке человека. Тем не менее, уступая общественному мнению, для предотвращения этой гипотетической опасности производители ГМР вводят ограничения на возделывание генетически модифицированных культур в районах, где растут дикие родственники этих растений.

Ученые знают, что в первую очередь биоразнообразию угрожает не замена одного сорта (или даже десяти сортов) на другой, а превращение природных ландшафтов в сельскохозяйственные. Так, нобелевский лауреат Норманн Борлоуг писал, что для получения урожая 1998 года по технологиям 1950 года потребовалось бы дополнительно распахать 1,2 млрд гектаров земли, то есть 33% всех пастбищ или 29% всех лесов в мире, а с учетом меньшей продуктивности этих земель - и того больше. Никакое использование удобрений и ядохимикатов и тем более генетически модифицированных растений не сравнится с ущербом окружающей среде от увеличения площади сельскохозяйственных угодий. Кроме того, в некоторых регионах, например в Юго-Восточной Азии, свободные земли взять просто неоткуда. А все увеличивающееся население Земли надо как-то кормить. Генная инженерия растений, как и другие способы интенсификации сельского хозяйства, даст возможность сохранить нетронутыми огромные площади лесов, степей, лугов. А в идеальном случае позволит даже сократить площадь земель сельскохозяйственного назначения. Вот почему генная инженерия растений способствует сохранению биоразнообразия дикой природы, а не его уничтожению.

Еще один "конек" борцов с ГМР - это забота об органическом земледелии. Оно, как известно, исключает использование трансгенных растений, как, впрочем, и ядохимикатов и минеральных удобрений. Зато оно активно использует Bt-инсектициды. Поэтому трансгенным культурам со встроенным геном Bt-токсина достается от борцов особенно сильно. Дескать, их использование будет способствовать появлению у вредителей устойчивости к натуральному Вt-инсектициду, что создаст проблему для фермеров, практикующих органическое земледелие с его использованием. Другие мыслят глобально - зачем вообще нужны ГМР с их устойчивостью к болезням, вредителям, ведь природа в любом случае ее преодолеет. Человек, ускоряя эволюцию, все равно проигрывает гонку: патогены приобретают устойчивость к антибиотикам, сорняки - к гербицидам, вредители - к инсектицидам. Не бессмысленны ли потуги человечества? Что тут возразить? Процесс приспособления вредителей и патогенов к средствам борьбы с ними пошел с момента возникновения земледелия. Точно так же природа "одолевает" полезные свойства сортов, выведенных путем традиционной селекции. Такова плата за прогресс. Вопрос лишь в том, захотят ли эти борцы за чистоту земледелия вернуться на несколько веков назад, когда 100% земледелия было органическим (а не 3%, как сейчас), а о пестицидах, антибиотиках и прочей вредной "химии" никто и не слыхивал? Маловероятно. Но все же стоит напомнить, что средняя продолжительность жизни тогда составляла не более 30 лет, сельским хозяйством занималось почти все население, а неурожаи и голод в России случались раз в 3 года, в менее суровой по климату Европе - раз в 5-6 лет, приводя нередко к катастрофическим последствиям: более двух третей новорожденных умирало от инфекционых болезней; диагнозы "пневмония" и "туберкулез" были сродни смертному приговору; ничтожное ранение или травма вызывали гангрену и сепсис. Откажутся ли оппоненты "всякой химии" от лечения антибиотиками, если их жизнь окажется под угрозой?

megaobuchalka.ru

МИФ О ТРАНСГЕННОЙ УГРОЗЕ | Наука и жизнь

Площади (в млн га), занимаемые трансгенными культурами во всем мире.

Общая площадь насаждений (в млн га) в 2002 году и доля в ней трансгенных растений.

Демонстрация противников генетически модифицированных растений в Лондоне.

Соя - древнейшее культурное растение семейства бобовых.

Этикетка на продуктах, содержащих трансгенную сою.

Маркировки, обозначающие отсутствие генетически модифицированных компонентов в продукте.

Томатное пюре - первый генетически модифицированный пищевой продукт, появившийся в Европе в продаже (в 1996 году).

‹

›

Писать про генетически модифицированные растения сегодня модно, как раньше было модно бороться с пестицидами и нитратами. Кто-то пишет, что эти растения - порождение биологического оружия, кто-то - что экспериментальные мутации опасны для здоровья человека. Ситуация с отношением общества к генетически модифицированным растениям усугубляется еще и невысокой образованностью населения в области биологии: одно слово "трансгенный" вызывает страх. По этому поводу среди ученых-биотехнологов бытует анекдот: "Люди думают, что трансгенная пища вредна тем, что в ней есть гены, а зато в обычных продуктах никаких генов нет".

Эта статья не агитирует за употребление в пищу трансгенных продуктов или за приобретение трансгенных сортов, если они все же появятся в продаже. Пусть этот вопрос решают производители сельскохозяйственной продукции, взвешивая плюсы и минусы новой технологии. Это - небольшой ликбез, чтобы население представляло себе, что такое трансгенные растения и продукты из них, могут ли они быть опасными или нет, и не шарахалось в сторону от упаковок в супермаркете, на которых стоит пометка "содержит генетически модифицированные компоненты".

Всю историю сельского хозяйства (около 10 000 лет) человек для своей пользы улучшал животных и растения. Вначале селекция была основана на явлении естественной генетической изменчивости, позже люди научились искусственно создавать комбинативную изменчивость (гибридизация), а в последние десятилетия - и мутационную (мутагенез). Принцип селекции всегда оставался неизменным - отбор ценных генотипов. Результат известен - современные виды капусты совершенно непохожи на своих далеких предков, а початки кукурузы сегодня примерно в 10 раз больше тех, что выращивались 5 тысяч лет назад. К сожалению, кпд селекции очень низок - из тысяч и десятков тысяч исходных растений селекционер выводит всего один-два сорта.

Чем же отличается генная инженерия растений (ГИР) от обычной селекции? При селекции перенос генов осуществляется только между близкородственными растениями, генная инженерия же позволяет перенести в растение гены из любого организма. Для чего это делается? Растения с "чужими" генами приобретают устойчивость к гербицидам, вредителям и патогенам, их плоды способны долго храниться при комнатной температуре, имеют повышенную питательную ценность или другой вкус, и, наконец, они способны синтезировать новые вещества - начиная от лекарств и заканчивая пластиком.

Направленной генетической модификации (трансформации) можно подвергать не только растения, а любые живые организмы. Первые трансгенные микроорганизмы были получены в начале 70-х, а первые трансгенные сельскохозяйственные растения и животные появились значительно позже - в середине 80-х. Трансгенные микроорганизмы, к примеру, широко используются в фармацевтической и пищевой промышленности. Такие препараты, как инсулин, интерферон, интерлейкин, в основном получают генно-инженерным способом. Сегодня с применением методов генной инженерии выпускается около 25% всех лекарств в мире. Некоторые генетически модифициро ванные микробы эффективно перерабатывают промышленные отходы. Трансгенные животные чаще всего используются в качестве биореакторов - продуцентов нужных белков, в основном лекарственных препаратов или ферментов для пищевой промышленности. Например, в России выведена порода овец, вырабатывающих вместе с молоком и фермент, необходимый в производстве сыра. В ближайшей перспективе - использование трансгенных животных в качестве моделей для изучения наследственных заболеваний человека, а также в качестве источников органов и тканей для трансплантологии.

Но вернемся к трансгенным растениям. Современные гербициды значительно эффективнее и экологически безопаснее своих предшественников, но они действуют на всю растительность подряд, не разбираясь, где культурные растения, а где сорняки, поэтому ранее в основном использовались до высадки растений или после уборки урожая. С появлением технологии генетической трансформации стало возможным встраивать в растения гены, которые делают их нечувствительными к таким гербицидам. Таким образом, после обработки гербицидом сорняки гибнут, а трансгенные культуры - нет.

Для придания устойчивости к вредителям чаще всего используется ген Bt-токсина, выделенный из бактерии Bacillus thuringiensis. Препараты этой бактерии уже около 50 лет применяются в сельском хозяйстве в качестве безопасного для людей и животных биоинсектицида, но они быстро теряют активность, и поэтому их доля в мировом производстве инсектицидов составляет менее 2%. Токсин бактерии поражает кишечник вредителей, питающихся растениями, причем с очень высокой специфичностью. При встраивании гена растение начинает вырабатывать токсин самостоятельно. А значит, отпадает необходимость обработки культур опасными химическими инсектицида ми.

В 2002 году 75% всех выращиваемых трансгенных растений содержали ген устойчивости к гербицидам, 17% - ген устойчивости к вредителям и почти 8% - по два гена устойчивости. Но сегодня приоритеты в создании растений, обладающих теми или иными признаками, изменились. Если в 90-е годы в основном работали над растениями, обладающими полезными свойствами для их выращивания, - именно они сейчас и возделываются на полях, - то в настоящее время основной упор делается на улучшение потребительских свойств. По прогнозам, такие улучшенные культуры сменят растения, синтезирующие медикаменты, а их, в свою очередь, - растения-продуценты специфических химических соединений.

Генная инженерия растений развивается очень быстрыми темпами. Первое трансгенное, или генетически модифицированное , растение (ГМР) было получено в 1984 году, а через два года в США и во Франции уже проводились полевые испытания. Площади, занятые трансгенными растениями, стремительно возрастают: с 1,7 млн га в 1996 году, когда началось их возделывание в коммерческих масштабах, до 58,7 млн га в 2002 году, что составляло около 4,5% от всех пахотных площадей в мире. Причем 99% этой площади занимают четыре культуры: соя, хлопок, кукуруза и рапс. По этим растениям картина еще более впечатляющая - в среднем 22% их насаждений занимают трансгенные сорта. В 2002 году в США около 75% хлопка и cои, в Аргентине - 99% сои, в Канаде - 65% рапса, в Китае - 51% хлопка были трансгенными.

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ РАСТЕНИЯ. КТО ПРОТИВ И ПОЧЕМУ?

Вместе с ростом площадей, занятых ГМР, также набирало силу и движение протеста против этих растений и транснациональных корпораций, предлагающих их. Как правило, организации, выступающие за запрет трансгенных растений, действуют весьма эмоционально, не прислушиваясь ни к каким разумным доводам, имеют соответствующие громкие названия, в которых на все лады обыгрываются слова "биобезопасность" и "экология". Мир тоже, как и следовало ожидать, в отношении ГИР разделился на две части. За: мировой лидер в этой технологии - США и крупнейшие экспортеры сельскохозяйственной продукции - Канада, Аргентина, Австралия и другие; против: отсталые страны с экстенсивным земледелием и, как ни странно, Европа. Сопротивление Европы - один из главных козырей противников ГИР: дескать, европейцы не глупее американцев, а не хотят ни выращивать, ни даже закупать генетически модифицированную продукцию, значит, дело нечисто. В действительности тому есть экономические и политические причины. Первая, но не главная: в настоящее время 95% всех посевов ГМР - это нетипичные для Европы соя, кукуруза и хлопок. В Европе площади, засеянные этими (нетрансгенными) культурами, составляют всего лишь от 0,5% (соя) до 3% (кукуруза) от мировых площадей. Основная же причина в другом. Сельское хозяйство в Европе доведено до совершенства, что привело к кризису перепроизводства: за превышение квот штрафуют, за сокращение площадей доплачивают. Зачем же европейцам нужны более продуктивные ГМР? Совершенство сельского хозяйства в Европе далось европейским государствам в буквальном смысле дорогой ценой: себестоимость европейской аграрной продукции намного выше мировой, а на дотации фермерам уходит около половины всего бюджета Евросоюза. Страны ЕС проводят единую протекционистскую сельскохозяйственную политику, которая давно стала объектом международной критики, особенно стран - экспортеров продовольствия, то есть как раз тех, что приняли генетически модифицированные (ГМ) культуры.

Запрет же на ввоз ГМР европейцы объясняют соображениями биологической безопасности, но страны-экспортеры, в основном США, заявляют, что это только повод для закрытия своих рынков. Представьте, что выращенные в странах третьего мира с благодатным климатом и дешевой рабочей силой трансгенные томаты, способные при обычной температуре храниться 2-3 месяца, самым дешевым морским путем повезут в Европу. Что тогда делать фермерам Италии и Испании, где выращивают 70% всех томатов, производимых в странах ЕС? Сельскохозяйственное лобби в Европе очень сильно, фермеры прекрасно организованы, и потому последствия нетрудно представить. Вот по этим причинам ГМР не пускают в Европу, а совсем не из-за "сознательности" европейцев или опасности трансгенных продуктов питания. Кстати, в "долгоиграющие" помидоры не пересаживают гены животных, впадающих в спячку, как пишут некоторые журналисты. В них всего лишь встроен собственный "помидорный" ген, блокирующий синтез фермента, ответственного за созревание плодов. Никаких новых "непомидорных" белков при этом не образуется.

Таким образом, анти-ГМР кампания в Европе имеет чисто экономическую подоплеку. И весь шум в печати, акции "зеленых", скорее всего, оплачиваются конкурентами производителей ГМР (возможно, "зеленые" даже не осознают этого). Понятно, почему "зеленые" совсем не протестуют против использования генной инженерии в фармацевтике, предпочитая "генно-инженерный" человеческий инсулин, полученный с помощью ГМ-микроорганизмов, "естественному" свиному.

Между прочим, Европа все последние годы все же закупает трансгенную сою (в качестве кормового белка), так как из-за эпизоотии "коровьего бешенства" от традиционно используемой мясо-костной муки фермерам поневоле пришлось отказаться. Более того, мало кто знает, что совсем недавно - в июле этого года - в странах ЕС закончился четырехлетний мораторий на лицензирование новых сортов трансгенных растений. В преддверии этого события в последние 2-3 года в Европе резко возросла интенсивность исследований в области создания новых ГМР, которые весьма дорогостоящи и невозможны без правительственной поддержки. Так что в ближайшее время в Европе следует ожидать появления новых ГМ-продуктов.

Россия же, как всегда, идет своим путем. С одной стороны, появление ГМР у нас в стране должно только приветствоваться. Колорадский жук съедает треть урожая картошки, потери от других вредителей, болезней и сорняков тоже очень велики, а широко применяемые ядохимикаты вредны для здоровья, дороги да и используются зачастую неэффективно. С другой стороны, закон, позволяющий выращивать трансгенные растения, до сих пор не принят. А вот разрабатывать новые трансгенные сорта и закупать генетически модифицированную продукцию разрешено. В Россию ввозят трансгенную сою и кукурузу для использования в пищу или на корм животным, но... выращивать их нельзя.

Средства массовой информации в разных странах также ведут себя по-разному. В отличие от Европы и нашей страны в США дебаты на страницах газет и журналов в основном ведутся не против трансгенных растений и гм-продуктов как таковых, а против недобросовестной деятельно сти отдельных компаний, пытающихся обойти установленные требования к ГМР. Но в целом и американские и европейские СМИ активно формируют негативное отношение в обществе к трансгенным растениям. Статьи о них часто грешат невежеством в области биологии. Даже такие газеты, как "New York Times" и лондонская "Times" (не говоря уже о менее респектабельных), в период с 1997 по 2000 год в статьях о ГМР в среднем только в 12% сообщений основывались на результатах научных исследований. С другой стороны, СМИ все чаще и чаще в качестве источников информации используют мнения различных экологических общественных организаций. Вот потому-то с легкой руки журналистов общественность узнала о "пище Франкенштейна", "продуктовом Чернобыле", "огородном джинне, который вырывается из бутылки". На полном серьезе печатают сообщения о трансгенных деревьях, подобно пушкинскому анчару выделяющих токсины и уничтожающих вокруг все живое; суперсорняках, не боящихся ни гербицидов, ни жары, ни холода, а в качестве экспертов в таких статьях выступают члены или руководители всевозможных экологических академий, фондов и союзов, а не специалисты-биотехнологи. Воистину, чем неправдоподобнее выдумка, тем быстрее в нее поверят. С надрывом сообщается о создании невозможных ранее форм жизни, например "рыбопомидора" (помидора с одним геном рыбы), - он почему-то особенно полюбился журналистам. Имеют ли подобные "страшилки" под собой научную основу? Попробуем разобраться.

Биотехнологов обвиняют в насилии над природой, так как они в отличие от обычных селекционеров пересаживают гены откуда угодно и куда угодно, что может привести к непредсказуемым последствиям. Некоторые непредсказуемые (вторичные) эффекты встраивания чужого гена в геном растения возможны. Но они в равной степени присущи и обычной селекции. И ГИР, и селекция переносят новый генетический материал, который может вызвать нарушение работы генов, их модификацию, выключение или активацию, что способно привести к выработке каких-то новых белков или изменению уровня существующих. Новые продукты жизнедеятельности клетки, в принципе, могут быть и токсичными, и аллергенными, и канцерогенными.

Примером появления непредсказуемых эффектов в обычной селекции служит история с гибридом кукурузы "Техас". В начале 70-х огромные посевные площади этой культуры в США были опустошены грибковым заболеванием. Выяснилось, что продукт гена, специфичного для данного гибрида, взаимодействовал с токсином гриба, что в результате приводило к развитию заболевания.

Итак, ГМР по возможным последствиям не опаснее обычной селекции. Мало того, иногда селекция приводит к гораздо более существенным нарушениям в геноме растения, чем направленная генетическая модификация. С 30-х годов ХХ века для целей селекции человек использует радиацию и химикалии, вызывая мутагенез. К настоящему времени известно около 2200 сортов различных культур, полученных таким способом. Очевидно, что в отличие от ГИР такое грубое вмешательство затрагивает не один ген и имеет непредсказуемые последствия.

Опаснее ГИР может быть даже обычное скрещивание. К примеру, латинские буквы (Т, N, V, F) на упаковках семян томатов означают устойчивость к различным заболеваниям, полученную путем скрещивания с несъедобным для человека диким томатом. Помидоры, устойчивые к нематоде, содержат встроенный из генома его дикого сородича N сегмент (3,5 млн нуклеотидных пар), что составляет 0,3% от всей ДНК томата (для сравнения: ген устойчивости в трансгенных растениях имеет всего около 7 тысяч пар нуклеотидов). Таким образом, обычное скрещивание помимо нужного гена внедряет в растение несколько десятков лишних неизвестных генов. А гены из несъедобного растения вполне могут кодировать токсины, аллергены и другие вредные для человека вещества. И вот парадокс: томат, в который методами генной инженерии перенесли один-единственный известный и проверенный ген, будут тщательно изучать и регулировать его распространение, а томат, в который обычной селекцией перенесли десятки неизвестных генов, по международным правилам не требует никакого контроля и изучения.

ГИР не может быть "безопаснее", чем биология вообще, но и непредсказуемые эффекты для нее также не более вероятны. Человек в своем отборе часто использует признаки ненормальные и ненужные в природе для своих целей. Поэтому культурные растения способны существовать только с его помощью, а предоставленные самим себе дичают или подавляются сорняками. Так что не стоит обвинять создателей генетически модифицированных растений в насилии над природой. Разве создание нежизнеспособных в дикой природе организмов путем обычной селекции не насилие?

Человек всегда употреблял в пищу растения и мясо животных, но у него не выросли ни листья, ни хвост - в организме все белковые молекулы и ДНК (гены) распадаются до структурных единиц, аминокислот и нуклеотидов, одинаковых у всего живого. Истории о том, что ГМ-продукты являются причиной раковых заболеваний, инфекций, СПИДа и др., всегда основаны на слухах: кто-то съел трансгенный продукт и после этого заболел. О латинской поговорке "Post hoc, nоn est propter hoc" (после этого - не значит из-за этого) и о притче, где некий врач на таких же основаниях сделал вывод: "Ветчина помогает от горячки портным, но не сапожникам" авторы таких изысканий, по-видимому, не слышали. Реальное же положение вещей таково: за почти двадцатилетнюю историю создания ГМР в научной литературе не было опубликовано ни одного достоверного сообщения о каком-либо негативном воздействии генетически модифицированных продуктов на организм человека.

Но, как мы уже говорили выше, принципиальная возможность появления веществ, опасных для человека, при трансгенной модификации растений существует. Поэтому самое главное опасение оппонентов ГМР - биологическая безопасность продуктов питания. В качестве примера токсичности ГМ-пищи обычно приводят работу британского ученого Арпада Пустаи, который занимался изучением токсичности картофеля с геном лектина подснежника, встроенного для придания устойчивости к вредным насекомым. 10 августа 1998 года исследователь, выступая в телевизионной программе, заявил, что у крыс, питавшихся трансгенным картофелем, наблюдались отклонения в росте, а также подавление иммунной системы. Он также поведал телезрителям, что трансгенная пища опасна для здоровья в принципе. Вскоре Пустаи был уволен: по версии руководства - за "распространение заведомо ложной псевдонаучной информации", по версии противников ГИР - под давлением биотехнологических компаний.

В феврале 1999 года группа из 22 ученых выступила с меморандумом в поддержку Пустаи, а в июне Британское Королевское общество опубликовало заключение шести экспертов, проверявших результаты его исследований. В нем говорилось, что из-за недостатков в планировании и выполнении экспериментов просто невозможно определить причину наблюдаемых изменений, а влияние на иммунную систему статистически недостоверно. Но даже если бы результаты подкрепили сделанные заявления, то для обобщений об опасности всех генетически модифицированных продуктов не было никаких оснований.

Научное сообщество вопрошало, когда же Пустаи опубликует свои результаты, ведь выступление в телепрограмме - это одно, а статья в научном журнале - совсем другое: ей предшествуют две-три положительные рецензии специалистов в данной области. В октябре 1999 года на публикацию решился престижный британский медицинский журнал "Lancet". От громких заявлений в cтатье осталось только сообщение о некоторых изменениях в слизистой желудочно-кишечного тракта крыс. В том же номере в статье критиков указывалось, что подобные изменения вполне могли быть вызваны адаптацией к картофельной диете, нетипичной для этих животных, поскольку контроль состояния слизистой у крыс, питавшихся обычным образом, отсутствовал .

Помимо токсичности некоторые эксперты опасаются , что гены устойчивости к антибиотикам, используемые в технологии генетической модификации растений, могут перейти из ГМР в патогенные бактерии, которые приобретут устойчивость к препаратам, и лечение антибиотиками станет неэффективным. Но ведь все эти гены и выделены из генома бактерий, поскольку устойчивость к антибактериальным веществам широко распространена в природе. Устойчивость часто появляется в результате неправильного или избыточного использования антибиотиков. Тем не менее аспектом переноса генов устойчивости от растений в бактерии, живущие в желудочно-кишечном тракте человека, занимались ряд международных организаций, в том числе и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Они пришли к выводу, что такой перенос маловероятен из-за сложности соответствующих этапов. Пока случаи спонтанного переноса генов устойчивости из ГМР в клетки бактерий или млекопитающих неизвестны. В 2000 году эксперты Продовольственной организации ООН и ВОЗ сделали заключение, что гены устойчивости, используемые в настоящее время в ГИР, не представляют угрозы для терапевтического использования антибиотиков. Тем не менее для исключения даже гипотетической возможности переноса генов разработан ряд технологий, позволяющих обойтись без генов устойчивости к антибиотикам, удаляющих эти гены после трансформации или "запрещающих" этим генам "работать" в бактериях.

Возможная аллергенность ГМ-пищи также вызывает обеспокоенность ее противников. Пищевая аллергия - это побочная реакция на пищу, затрагивающая систему иммунитета, ею страдает до 8-10% детей и 1-2% взрослых. Теоретически каждый белок может действовать как аллерген. Наиболее распространенными аллергенами являются молоко, яйца, рыба, соя, арахис, орехи и пшеница. В качестве доказательств аллергенности ГМ-продуктов оппоненты ГИР обычно ссылаются на скандалы, связанные с трансгенной соей и кукурузой.

Соя, широко используемая в кормах для животных, как и остальные бобовые, относительно бедна незаменимой аминокислотой - метионином, поэтому для сбалансированного питания требуется добавлять в нее метионин или содержащий его белок. Попытки повысить содержание метионина путем обычной селекции успеха не имели, поэтому на помощь пришла генная инженерия. Семена бертолетии высокой ("бразильские орехи"), по вкусу напоминающие кедровые орехи, содержат богатый метионином белок. Они широко используются в пищевой промышленности. К сожалению, подобно настоящим орехам, они способны вызывать аллергию. Ген из бертолетии перенесли в геном сои, и оказалось, что некоторые люди проявляют повышенную чувствительность к сое, модифицированной таким образом. Но в этой аллергической реакции не было ничего удивительного, поскольку те же самые люди реагировали и на бразильские орехи. Именно метионинсодержащий белок бразильского ореха является его основным аллергеном. И хотя эта соя предназначалась только для животных, производитель ("Pioneer Hi-Bred"), опасаясь, что она может быть смешана с продовольственной, перестраховался и разработку трансгенной сои прекратил.

Противники ГМ-пищи не преминули поднять по этому поводу шум: дескать, природа не простила насилия над собой и ответила созданием сильного аллергена. Позвольте, но при чем здесь генная инженерия? Этот белок является аллергеном сам по себе, и от добавления его в торт в составе орехов, переноса его гена методами генной инженерии или выделения в чистом виде и добавления в корм животным его аллергенность не изменится.

Скандал же, вызванный Bt-кукурузой, устойчивой к вредителям , случился в сентябре 2000 года. Тогда СМИ США сообщили о том, что трансгенный сорт кукурузы "Starlink", предназначенный для животных, случайно попал в продовольственное зерно и является сильным аллергеном. После этого сразу же посыпались сообщения о якобы наблюдавшихся аллергических реакциях у покупателей продуктов из кукурузы (до публикаций общественность молчала). Проверка ни у кого из жалобщиков аллергии на Вt-белок не обнаружила (кстати, и все ранее проведенные тесты на аллергенность этой кукурузы дали отрицатель ный результат). Но даже если бы жалобы подтвердились - эта кукуруза все равно изначально для людей не предназначалась. Биотехнологи не могут отвечать за недобросовестность компаний, использовавших корм для животных в пищу людям. Разве разработчиков производства технического спирта обвиняют в отравлениях, если его продавали под видом пищевого?

Другой аргумент: участившиеся случаи аллергии к сое вызваны якобы тем, что все большая ее часть становится трансгенной. При этом забывается, что соя задолго до появления ГМР считалась в Японии основным аллергеном (наряду с рисом), так же как арахис в США, а треска в Скандинавии, что связано с широким употреблением этих продуктов в пищу в данных странах. Все более широкое использование сои в качестве добавок в самые различные пищевые продукты увеличивает количество ее потребителей, а с ним растет и число людей, чувствительных к сое. Увеличение потребления арахиса в мире наверняка приведет к увеличению числа аллергиков к нему, но генная инженерия тут ни при чем.

В принципе же, поскольку ГИР меняет белковый состав растений - вводит новые белки, модифицирует существующие или изменяет их количество, то аллергенность растения после генетической трансформации также может измениться. Именно поэтому ГМР тщательнейшим образом и в обязательном порядке проверяют на аллергенность.

Большинство ученых считают, что риск возникновения аллергии намного больше от новых продуктов питания, которые никто не проверяет на аллергенность, нежели от всесторонне изученных ГМ-продуктов. Поедая ГМ-пищу, вы потребляете один-два новых белка, а с новым продуктом вы получаете сотни новых белков. Появление киви в широкой продаже привело к появлению аллергиков на этот фрукт (аналогично сое). И уже потом было установлено, что плоды данного растения содержат несколько аллергенных белков. Если бы киви впервые поступило на рынок сегодня, по существующим правилам его могли бы рассматривать как новый продукт, тестировать на аллергенность, и, возможно, киви так никогда и не попало бы в продажу.

Перед производителями встал вопрос об оценке степени безопасности ГМ-продуктов питания. Вообще-то методы оценки безопасности пищи, которая представляет собой очень сложную смесь множества различных веществ, и ее тестирование на животных сложны и неоднозначны. Количество скармливаемой пищи ограничено эффектом насыщения, а сама она может не подходить тем или иным животным, вызывая ряд вредных эффектов (это, скорее всего, и произошло в опытах Пустаи). Поэтому безопасность большинства ныне существующих продуктов обосновывается не экспериментально, а по так называемой "истории безопасного использования". Сорта же, полученные обычной селекцией, оценивают всего лишь органолептически (на вкус и аромат), очень редко проводятся химические анализы - например, новые сорта картофеля проверяют на содержание соланина.

Сложность оценки риска потребовала нового подхода к оценке безопасности генетически модифицированных продуктов, и в 1993 году Организация экономического сотрудничества и развития (OECD) сформулировала концепцию "эквивалентности по существу" (substantial equivalence). Ее смысл - в определении не абсолютной безопасности генетически модифицированного продукта (на чем настаивают противники ГМ-пищи и что невозможно в принципе), а относительной - за исходный уровень безопасности принимается традиционный аналог ГМ-продукта. Вначале проводится идентификация различий, на которых затем сосредотачивается оценка безопасности.

Все ГМ-культуры, допущенные к использованию, были идентичны аналогам, за исключением одного-двух новых белков, соответствующих встроенным генам. Эти белки анализируют на токсичность и аллергенность, а также оценивают возможные вторичные эффекты. Концепция "эквивалентности по существу" принята во всем мире, в том числе и в странах ЕС. В ней указывается, что в качестве аналогов могут использоваться и ранее принятые ГМ-культуры. Она подвергается сильной критике со стороны экологических общественных организаций, обвиняющих ее в подгонке под требования производителей и заявляющих, что в ней не оцениваются долговременные эффекты употребления ГМ-продуктов. В ответ на это эксперты таких организаций, как ВОЗ, заявляют, что о возможных долговременных эффектах любой пищи известно крайне мало и что идентификация таковых очень сложна, если вообще возможна, на высоком фоне нежелательных эффектов обычной пищи. Действительно, что нам известно о долговременных эффектах употребления картофеля в России, где его едят всего 250 лет, или томатов, которые выращивают у нас не более 200 лет? А уж о бананах и прочих тропических фруктах, которые в широкой продаже у нас не более десятка лет, и упоминать не стоит.

Много споров ведется и по маркировке генетически модифицированных продуктов. В США, где уже в 1999 году 60% всех продуктов в обычном супермаркете содержали генетически модифицированные компоненты, маркировка - дело добровольное, а в странах ЕС она обязательна, если их содержание в продукте превышает 1%. Вообще-то маркировка не имеет отношения к безопасности: если продукт допущен к продаже, то он уже признан безопасным. Настоящая ее цель - дать информацию для выбора между товарами с различными характеристиками. Маркировка генетически модифицированных продуктов, не отличающихся от обычных, - это уже излишне: никому ведь не интересно, картофель каких сортов пошел на изготовление чипсов. Имеет смысл сообщать только о содержании потенциально аллергенных белков (как про молочный и яичный белки на упаковке обычного майонеза).

(Окончание следует.)

www.nkj.ru

ГМО и генетическое улучшение растений / Селекция / АгроПрактик.ру

Однако, если присмотреться, ничего нового в идее получения модифицированных продуктов нет. Сама природа в процессе эволюции создавала новые организмы и снабжала созданные ранее новыми свойствами. Правда, на это уходили тысячелетия. Человек решил ускорить этот процесс и создал науку о выведении новых сортов растений и пород животных – селекцию. Ученые скрещивали организмы с необходимыми свойствами, из полученного потомства отбирали удавшиеся образцы и вновь скрещивали их между собой, добиваясь полной генетической чистоты. Требовались десятилетия, чтобы с помощью такого метода получить морозостойкую пшеницу или породу коров, дающую семикратные надои. Несколько десятков лет по сравнению с тысячелетием – ничто, однако нетерпеливому человечеству и это показалось слишком долгим. Ученые нашли еще более быстрый способ получения организмов с определенным набором генов. Живые клетки подвергали жесткому радиационному воздействию, вызывая случайные мутации, – в надежде, что хоть пара клеток мутирует в нужном направлении. И хотя нежелательных результатов при этом методе селекции было больше, чем при обычном скрещивании, сроки получения желаемого сократились до 10-15 лет. Применение радиационного мутагенеза вызвало среди ученых бурю – но в стакане воды. Споры велись, но за закрытыми дверями, дабы не привлекать внимания общественности. По сравнению с радиационными методами технология пересадки фрагмента ДНК, применяемая генной инженерией, кажется верхом деликатности. По крайней мере, она практически исключает риск получения не желаемых результатов.

Анализ роста урожайности в XX веке показывает, что наряду с минеральными удобрениями, пестицидами и средствами механизации основную роль в этом процессе сыграло генетическое улучшение растений. Так, вклад селекции в повышение урожайности важнейших сельскохозяйственных культур за последние 30 лет оценивают в 40-80 %. Именно благодаря селекции на протяжении последних 50 лет, например в США, была обеспечена ежегодная прибавка урожая в размере 1-2 % по основным полевым культурам.

Методы генетической инженерии позволяют встраивать в растение-реципиент сразу несколько разных генов устойчивости, создавая, таким образом, «пирамиду генов», обеспечивающую комплексную резистентность сорта. Тогда были созданы сорта и гибриды с широкой агроэкологической адаптацией, более медленным старением листьев, устойчивостью к полеганию, толерантностью цветков к опаданию в условиях жары и засухи, горизонтальной устойчивостью к болезням и др. Это были сорта, сочетающие в себе высокую потенциальную продуктивность и способность противостоять действию абиотических и биотических стрессоров.

Но до сих пор тема применения генномодифицированных продуктов остается актуальной во всем мире, а генетическая инженерия стала самым мощным возбудителем спокойствия мировой общественности в начале XXI столетия.

В настоящее время в дискуссиях по проблемам генетической инженерии основной упор делается на критериях, показателях и методах оценки пищевой безопасности генетически модифицированных организмов (ГМО) и получаемых из них продуктов. Экологов, например, сильно волнует, чем станут питаться колорадские жуки, если в мир не останется немодифицированного картофеля. Но производители картофеля не спешат разделить их тревогу: картошка, устойчивая к вредителям, выращивается теперь практически повсеместно.

Медиков настораживает другая сторона вопроса: как скажутся модифицированные продукты на организме человека? Не воспримет ли он клетки той же картошки с внедренным в них фрагментом ДНК капусты как аллергены? И вообще – насколько хорошо усвоится такая пища, даст ли она в полном объеме необходимые организму вещества?

Вряд ли споры вокруг трансгенных продуктов быстроразрешимы. Скорей всего, пока ученые будут тихо — мирно искать золотую середину между “полезно” и “вредно”, модифицированные продукты незаметно, сами собой вольются в наш обиход. В настоящее время они уже делают это.

В таких странах, как США, Канада, Аргентина выращиваются трансгенные кукуруза, свекла, картофель, соя, рис. В Канаде уже несколько лет разрешается использовать генномодифицированные продукты без каких-либо ограничений (и даже без указания, что это продукт, полученный при помощи генной инженерии). В этой стране генетически модифицированный рапс выращивается на 95% всех площадей, используемых под эту культуру. Сегодня эта страна является крупнейшим мировым экспортером рапса. В Аргентине почти вся выращиваемая соя (около 98%) является генномодифицированной. Эта страна на настоящий момент занимает третье место в мире по производству ГМО.

В ряде стран продажу модифицированных продуктов разрешили с условием снабжать их специальной этикеткой, ведь каждый вправе знать, что находится в его тарелке. Так, обязательную маркировку генномодифицированных продуктов на законодательном уровне ввели более 50 стран, в том числе страны Европейского Союза, Япония, Китай и Россия. Однако, вопрос с гм-продуктами в нашей стране так и остается открытым – исследованиями методов генетической инженерии в селекции растений занимаются научно-исследовательские институты, но однозначного решения о пищевой безопасности ГМО до сих пор не принято.

К сожалению, большинство спорных моментов, связанных с использованием и возможными последствиями применения ГМО оказываются на поверку надуманными, во многом это стало излюбленной темой СМИ и масс-медиа. Но такое действительно выдающееся достижение человеческого разума, как генетическая инженерия, не нуждается в вымыслах и преувеличениях, которые и без того усиливают чувство неуверенности людей при использовании продуктов, производимых с помощью ГМ-растений. Генная инженерия — хотя и исключительно важный, но лишь один из многочисленных методов управления генетической изменчивостью организмов, широко используемых в селекционной практике. И если число трансгенных сортов в настоящее время исчисляется десятками, то обычных — десятками тысяч и охватывает свыше 5 тыс. культивируемых видов растений.

Сегодня есть все основания считать, что в обозримом будущем роль генной инженерии в селекционном улучшении сортов и гибридов, повышении величины и качества урожая будет возрастать.

agropraktik.ru

Технология получение ГМО растений

Процедура получения ГМО включает в себя несколько основных этапов:

• Выделение и идентификация отдельных генов (соответствующих фрагментов ДНК или РНК), которые собираются перенести другим организмам. Для этого из организмов, обладающих такими генами, с помощью специальных химических методов выделяют нуклеиновые кислоты. Их разрезают на отдельные фрагменты, используя наборы ферментов-рестриктаз. Наибольшее значение имеют рестриктазы, способные разрезать нуклеиновые кислоты с образованием, так называемых липких (комплементарных) концов. Образующиеся фрагменты имеют короткие однонитчатые концы, состоящие из нескольких нуклеотидов. Если объединить в одной пробирке фрагменты ДНК любого происхождения (н-р, фрагменты плазмид бактерий и фрагменты животной или растительной ДНК), полученные с помощью одной и той же рестриктазы, дающей липкие концы, и добавить фермент – лигазу, то эти фрагменты соединятся между собой. В результате получится химерная (рекомбинантная) ДНК, которая может содержать фрагменты ДНК, выделенные из различных организмов или синтезированную искусственно. Описанная технология позволяет создавать на основе плазмид (или других типов векторов) сложные генетические конструкции, предназначенные для переноса в клетки других организмов.

• Клонирование (размножение) переносимого гена. Чтобы размножить созданные в пробирке немногочисленные химерные молекулы ДНК, векторы со встроенными в них фрагментами необходимо перенести в реципиентные клетки. Плазмидные векторы обычно вводятся в реципиентные клетки методом генетической трансформации. Особенно широкое распространение для клонирования векторных ДНК получила трансформация клеток кишечной палочки (E. сoli), основанная на совместной инкубации «компетентных» клеток бактерий (клетки способные к трансформации) и ДНК. В результате трансформации ДНК «поглощается» бактериальными клетками и автономно размножается в их цитоплазме (внутренняя среда клетки).

На селективной среде ведут отбор трансформированных бактериальных клеток, несущих какой-либо селективный маркер, который уже был на векторе или должен был появиться в процессе образования рекомбинантной молекулы.

Если, например, вектор содержал ген устойчивости к антибиотику ампицилину, то в селективную среду, добавляют этот антибиотик, и все выжившие клетки будут содержать данный вектор. Для того, чтобы выяснить, несут ли трансформированные клетки рекомбинантную ДНК, из клеток выделяют векторную плазмиду и подвергают её электрофорезу. Метод электрофореза основан, на принципе перемещения веществ в электрическом поле от одного полюса к другому со скоростью, зависящей от их размеров. С помощью этой простой техники можно в агарозном геле разделить, идентифицировать и очистить фрагменты векторной ДНК различной молекулярной массы.

• Перенос гена (или трансгенной конструкции) внутрь клетки и встраивание его в ДНК реципиентного организма. Основной способ переноса генов (генных конструкций) из клеток организма–донора в клетки организма–реципиента - это процесс трансформации. Трансформация включает в себя несколько основных этапов и требует соблюдения ряда условий: наличия трансформирующей ДНК; «компетентных» клеток; интеграции донорской (трансформирующей) ДНК в ДНК реципиента и экспрессии (работы) перенесённых генов. Существуют различные методы трансформации: путем гибридизации соматических клеток; инкубации реципиентных клеток с чужеродным генетическим материалом; микроинъекцией генетического материала в ядра клеток животных и др. Их применение, прежде всего, зависит от биологических особенностей организма – реципиента. Например, для трансформации клеток растений используют два основных метода.

1) Метод биологической баллистики. В этом случае, на мельчайшие частицы вольфрама или золота напыляется ДНК, содержащая «целевой» ген. Затем эти частички с ДНК помещают в так называемую генную «пушку». В результате «выстрела» они с огромной скоростью «бомбардируют» клетки растений, проникая в их цитоплазму и ядра. Некоторые из этих клеток встраивают «целевой» ген в свою ДНК. Из каждой такой клетки может быть регенерировано новое трансгенное растение.

2) Трансформация растения с помощью, так называемой, Ti – плазмиды, несущей «целевой» ген, который доставляется в клетки с помощью почвенной бактерии (Agrobacterium tumifaciens). Ti–плазмида - это кольцевая молекула ДНК содержащаяся в клетках Agrobacterium tumifaciens, вызывающей образование опухолей у растений при их заражении этой бактерией. При заражении бактериями растений, небольшой фрагмент Ti–плазмиды встраивается в геном растительных клеток, вызывает нарушение гормонального баланса и переход к неконтролируемому делению и росту, что и приводит к образованию опухоли.

«Целевой» ген, способный изменять то или иное свойство растения, встраивается генно-инженерными методами в Ti–плазмиду, которая, затем переносится в агробактерию. В процессе совместного культивирования агробактерии и культуры клеток растения – хозяина Ti–плазмида попадает в клетки растений, а «целевой» ген с дополнительными фрагментами ДНК встраивается в растительный геном. Каждая такая клетка может быть, затем регенерирована в целое трансгенное растение, которое будет содержать генетическую информацию из двух или нескольких различных организмов. Это метод применяется для трансформации двудольных растений.

Однако этот метод "работает" не на всех растениях: агробактерия, например, не заражает такие важные пищевые растения, как рис, пшеница, кукуруза. Поэтому разработаны и другие способы. Например, можно ферментами растворить толстую клеточную оболочку растительной клетки, мешающую прямому проникновению чужой ДНК, и поместить такие очищенные клетки в раствор, содержащий ДНК и какое-либо химическое вещество, способствующее ее проникновению в клетку (чаще всего применяется полиэтиленгликоль). Иногда в мембране клеток проделывают микроотверстия короткими импульсами высокого напряжения, а через отверстия в клетку могут пройти отрезки ДНК. Иногда применяют даже впрыскивание ДНК в клетку микрошприцем под контролем микроскопах.

• Выявление трансгенных клеток (организмов). Процесс переноса и включения в генетический материал клеток растений чужеродной ДНК происходит с достаточно небольшой частотой, в лучшем случае трансформированной оказывается 1 клетка на 1000. Поэтому необходимо каким-то образом отделить такие клетки от остальных создать для их деления и развития наиболее благоприятные условия. В этом случае вместе с «целевым» геном (например, устойчивости к гербицидам, вирусам и насекомым – вредителям) вводят и второй, так называемый селективный ген. Чаще всего для этого используют гены устойчивости к антибиотикам. Если после введения чужеродной ДНК поместить клетки на питательную среду с антибиотиком, то на ней способны будут расти только трансформированные клетки.

Методы идентификации трансгенов

Увеличение использования ГМО и их компонентов в производстве продуктов питания, сельскохозяйственных кормов и фармацевтических препаратов делает всё более актуальным вопрос разработки эффективных методов идентификации трансгенной ДНК. В настоящее время наиболее разработаны и широко применяются методы обнаружения фрагментов чужеродной ДНК, основанные на использовании различных видов ПЦР (полимеразная цепная реакция).

ПЦР – это метод, который позволяет проверить генетический материал, выделенный из исследуемого образца, на наличие в его составе участка чужеродной или измененной ДНК и используется для получения множества копий непротяженных участков ДНК, специфичных для каждого конкретного белка, а также исследуемого генетически обусловленного признака.

В основе метода ПЦР лежит способность хорошо известных в молекулярной биологии ферментов, ДНК-полимераз, осуществлять направленный синтез второй, т.е. комплементарной (спаренной) цепи ДНК, по имеющейся матрице одноцепочечной ДНК, наращивая небольшую олигонуклеотидную затравку (праймер), комплементарную участку этой матрицы, до размеров в несколько тысяч или даже десятков тысяч звеньев. Повышая температуру, можно добиться остановки реакции и последующей денатурации полученной ДНК, т.е. разделения цепей полученной в ходе реакции двуцепочечной ДНК. Если в реакционной смеси присутствует избыток праймера, то, значительно снизив температуру, чтобы праймер мог вновь связаться с тем же самым комплементарным участком ДНК, и добавив новую порцию фермента, можно вновь установить температуру, необходимую для реакции полимеризации, и, таким образом, проведя реакцию еще раз, увеличить количество ранее полученного продукта. Многократное, или как говорят, циклическое повторение этой процедуры позволяет наработать значительное количество копий участка ДНК, начинающегося с данного праймера. Один цикл ПЦР осуществляется за 1–2 мин, так что в течение нескольких часов можно получить 100 млрд. копий.

Кроме описанного метода ПЦР, для выявления трансгенных фрагментов ДНК используется целый ряд других методов:

• Методы обнаружения ГМО, основанные на исследовании трансгенных белков. Процесс создания ГМ растений основан на введении в клетки организма-реципиента чужеродных генных конструкций, обеспечивающих синтез новых белков. Появляющиеся в растении в результате генетической модификации белки могут служить маркерами генетической модификации. К этой группе методов относят различные иммунологические методики, основанные на использовании антител (особые белки, вырабатываемые иммунной системой организма в ответ на проникновение чужеродных организмов или их фрагментов), специфичных к маркерным белкам, используемым при создании ГМО

• Хроматографические методы. Используются в том случае, когда генетическая модификация приводит к появлению и/или увеличению содержания специфических жирных кислот или триглицеридов. Использование подобного метода диагностики показана для растительного масла, полученного из ГМ-рапса.

• Методы спектроскопии. В ряде случаев генетические модификации могут приводить к изменению структуры растительных волокон при отсутствии видимых изменений в белковом или жирно кислотном составе. Подобный тип изменений наблюдается, например, у трансгенной сои линии 40-3-2 (Roundup Ready Soy).

• Технология ДНК-чипов. ДНК- чипы – это наборы из большого числа олигонуклеотидов на миниатюрных твердых подложках, предназначенные для анализа последовательности ДНК. Метод основан на том, что с помощью фотолитографии на небольшой поверхности размещают огромное число олигонуклеотидов (одноцепочечные фрагменты ДНК). Их число, а следовательно, и количество различных нуклеотидных последовательностей может превышать 1 млн. на 1 см2, их длина варьирует от 9-10 до 1000нуклеотидов. После проведения ПЦР, полученные продукты реакции могут быть автоматически проанализированы методом гибридизации с меченными олигонуклеотидами на ДНК-чипах, что значительно ускоряет процесс идентификации трансгенной ДНК.

biofile.ru

Смотрите также

• 
  Витебск питомник растений
• 
  Питомники растений вологды
• 
  Фото растение годжи
• 
  Фото горох растение
• 
  Растение типа пальмы
• 
  Питомники растений вологды
• 
  Фото растение годжи
• 
  Фото горох растение
• Цепкая часть растения
• 
  Растение типа пальмы
• 
  Сабельник болотный растение