НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Генная модификация

Генная модификация

Генетики и селекционеры обсуждают сложнейшие проблемы селекции растений и животных, применения генетических технологий в медицине, безопасности генетически модифицированных продуктов.

1. Генная инженерия

Генная инженерия - это раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала. Основа прикладной генной инженерии - теория гена. Созданный генетический материал способен размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена.

Генная инженерия возникла в 1972 году, в Станфордском университете, в США. Тогда лаборатория П. Берга получила первую рекомбинатную (гибридную) ДНК или (рекДНК). Она соединяла в себе фрагменты ДНК фага лямбда, кишечной палочки и обезьяньего вируса SV40.

Строение рекомбинантной ДНК. Гибридная ДНК имеет вид кольца. Она содержит ген (или гены) и вектор. Вектор - это фрагмент ДНК, обеспечивающий размножение гибридной ДНК и синтез конечных продуктов деятельности генетической системы - белков. Большая часть векторов получена на основе фага лямбда, из плазмид, вирусов SV40, полиомы, дрожжей и др. бактерий.

Синтез белков происходит в клетке-хозяине. Наиболее часто в качестве клетки-хозяина используют кишечную палочку, однако применяют и др. бактерии, дрожжи, животные или растительные клетки. Система вектор-хозяин не может быть произвольной: вектор подгоняется к клетке-хозяину. Выбор вектора зависит от видовой специфичности и целей исследования.

Ключевое значение в конструировании гибридной ДНК несут два фермента. Первый - рестриктаза - рассекает молекулу ДНК на фрагменты по строго определенным местам. И второй - ДНК-лигазы - сшивают фрагменты ДНК в единое целое. Только после выделения таких ферментов создание искусственных генетических структур стало технически выполнимой задачей.

Этапы генного синтеза . Гены, подлежащие клонированию, могут быть получены в составе фрагментов путем механического или рестриктазного дробления тотальной ДНК. Но структурные гены, как правило, приходится либо синтезировать химико-биологическим путем, либо получать в виде ДНК-копии информационных РНК, соответствующих избранному гену. Структурные гены содержат только кодированную запись конечного продукта (белка, РНК), и полностью лишены регуляторных участков. И поэтому эти гены не способны функционировать в клетке-хозяине.

При получении рекДНК образуется чаще всего несколько структур, из которых только одна является нужной. Поэтому обязательный этап составляет селекция и молекулярное клонирование рекДНК, введенной путем трансформации в клетку-хозяина.

Существует 3 пути селекции рекДНК: генетический, иммунохимический и гибризационный с мечеными ДНК и РНК.

В результате интенсивного развития методов генной инженерии получены клоны множества генов: рибосомальной, транспортной и 5S РНК, гистонов, глобина мыши, кролика, человека, коллагена, овальбумина, инсулина человека и др. пептидных гормонов, интерферона человека и прочее. Это позволило создавать штаммы бактерий, производящих многие биологически активные вещества, используемые в медицине, сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.

На основе генной инженерии возникла отрасль фармацевтической промышленности, названная "индустрией ДНК". Это одна из современных ветвей биотехнологии .

Нет сомнений, что поиски генетиков сулят человеку избавление от многих недугов . Уже сейчас генная инженерия начинает активно применяться в онкологии, создаются препараты, прицельно направленные против конкретной опухоли. Ученым удалось идентифицировать гены, предрасполагающие к развитию сахарного диабета, - значит, появились новые перспективы в лечении и этого тяжкого недуга. Для лечебного применения допущен инсулин человека (хумулин), полученный посредством рекДНК. Кроме того, на основе многочисленных мутантов по отдельным генам, получаемых при их изучении, созданы высокоэффективные тест-системы для выявления генетической активности факторов среды, в том числе для выявления канцерогенных соединений.

За короткий срок генная инженерия оказала огромное влияние на развитие молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться по пути познания строения и функционирования генетического аппарата. Генная инженерия имеет большие перспективы в лечении наследственных болезней, которых на сегодняшний день зарегистрировано около 2000. Генная инженерия призвана помогать исправлять ошибки природы.

С другой стороны, генетические технологии породили совершенно новые проблемы, связанные с возможностью клонирования живых существ, в том числе и человека. Мировое научное сообщество признает, что технически клонирование идентичной человеческой особи становится возможным. Но вопрос о том, нужны ли человечеству подобные попытки, остается открытым. Доказано, что в 99 процентах случаев есть риск врожденных уродств - а значит, такие опыты над человеком недопустимы.

Однако, новые генетические технологии на основе трансгенеза и клонирования играют важнейшую роль в создании высокопродуктивных сортов растений и пород животных. При этом на первый план выходят проблемы, как генетической безопасности, так и морально-правовые .

В России все исследования по клонированию проводятся только на животных. Яростные дискуссии ведутся во всем мире - в том числе и в России - вокруг другого порождения современной науки: генетически модифицированных продуктов .

2. Безопасна ли генная модификация?

Создатели генетически измененных продуктов утверждают, что они совершенно безопасны. Сторонники их широкого использования уверены, что многолетние исследования доказали безвредность такой продукции. Противники убеждены в обратном.

До сих пор не доказано, что эти продукты безопасны для человека. Многие виды генетически модифицированных продуктов запрещаются к использованию на последних стадиях эксперимента как сильные аллергены.

Правы ли скептики, утверждающие, что трансгенные продукты опасны? А может, они станут нашей пищей в 21 веке?

Около 30 лет назад были произведены первые опыты по генетической модификации растений. Например, можно взять один ген от одного животного или растения и вживить его в другое животное или растение. Таким способом, например, можно получить картофель, устойчивый к пестицидам .

Генетически модифицированные продукты не только созданы, но их активно употребляют в пищу.

В традиционной селекции происходит скрещивание внутри одного вида. Даже помидор был улучшен селекцией. Но, при селекции происходит обмен между особями одного вида. А генная инженерия позволяет составить новую ДНК и манипулировать ею. Например, если ген светлячка вставить в ДНК табака, то цветок табака начинает светиться, если нуждается в поливе. Селекционными методами этого не возможно добиться!

Протестующие больше всего обращают внимание на негативные процессы этой методики. Но ведь, никто не спорит с тем, что генетически модифицированные продукты нуждается в тестировании!

Защитники индустрии биотехнологий утверждают, что все процессы, касающиеся генно-модифицированных продуктов, находятся под жестким контролем.

Проводится анализ обыкновенного и трансгенного растения. Ученые должны доказать инспекторам, что пищевые продукты не отличаются по качеству.

Проверка продукта проходит следующие этапы:

1. Сравнение структуры и химического состава обыкновенного и траснсгенного растения.

2. Требуются доказательства того, что употребление нового продукта в пищу не вредит здоровью человека.

Трансгенная соя (обладает устойчивостью к гербицидам) входит в продукты, которые мы употребляем в пищу последние годы.

Токсичен ли новый белок? Несколько лет проводили тестирование белка на токсичность. Кормили мышей дозами в 1000 раз, превышающие дозы, которые потребляет человек. Ученые утверждают, что ничего вредного для организма человека не было выявлено.

Как новые белки перевариваются? Белки, созданные искусственно погружают в раствор, который имеет среду сходную по составу с кишечником. Чем быстрее переваривается продукт, тем лучше.

Эксперименты показали, что новый белок не является аллергеном. Есть и другие способы проверить созданный белок. Если он не проходит проверку, то его уничтожают. Однако, белок трансгенной сои успешно выдержал испытания! Было проведено 1800 анализов, которые показали, что с соевыми бобами все в порядке.

Система тестов работает. Нужно только следовать методике, считают ученые.

Но скептики полагают, что наука знает еще слишком мало, чтобы утверждать, что “все под контролем”. Живые организмы настолько сложны, что предвидеть их поведение практически невозможно.

Однако, традиционные методы селекции не всегда безопасны . Напротив, в генной инженерии точно известны пути внедрения гена. Опять же, скептики уверены, в том, что генная инженерия, использующая новые методы, рискует нанести непоправимый вред природе. Их противники, говорят, что и селекция опасна, т.к. она имеет дело не с одним, а с несколькими генами! А потому результат селекции еще более непредсказуем!

Страшнее всего, то, что лет 30 тому назад экспериментировали с генами, не понимая, что делают!

Сопротивление генно-модифицированной продукции в Европе сильнее, чем где-либо еще в мире. Последнее время внедрение трансгенных продуктов очень затруднено: в Англии таковых продуктов было внедрено около 2000, а теперь осталось меньше 100!

3. Примеры генной модификации

Общественные организации в Европе призывают уничтожать трансгенные растения. Странные растения получают, вживляя в них гены животных. Экологи против этих технологий, общественность высокомерно и презрительно относится к генетически модифицированным продуктам.

3.1 Увеличение початка кукурузы

В Мексике - бедные почвы, а потому очень плохие урожаи кукурузы. Ученым поставлена задача, по увеличению размера початка кукурузы . В результате проведенных исследований, вживили в кукурузу ген, который нейтрализует соли алюминия и растворяет фосфаты, это позволило растению полноценно развиваться на предлагаемых почвах.

Урожай обещал быть в 2 раза больше, но правительство под давлением экологических организаций запретило заниматься этими исследованиями. Экологи игнорируют результаты эксперимента. Противники генной инженерии считают, что такие опыты наносят вред экологии, опасны для здоровья и в конечном итоге приводят к экологической катастрофе. Ведь, никто не даст гарантии, что эти методики не приведут к появлению новых насекомых и сорняков!

3.2 Защита хлопчатника

Университет Аризоны. Ученые работают над увеличением урожайности хлопка. Растение страдает от нашествия розового коробчатого червя. Если популяция вредителя большая, то урожаи хлопка стремительно падают!

Требуется внедрить в хлопчатник такой ген, который будет убивать коробчатого червя. Последние 40 лет для уничтожения насекомых применяли опрыскивание растений химикатами. Страдали и люди, и животные. Попробовали вживить в хлопок ген бактерии. В листьях растения появился белок, который ядовит для червя. Таким образом, необходимость защиты растения химикатами отпадает!

В результате получили сотни гектаров ядовитых растений, которые сами защищаются от вредных насекомых. Опять же, пройдет время, и вредители привыкнут, выработают иммунитет!

Но не только жуки - вредители внушают опасения! Экологи боятся, что появятся особо устойчивые сорняки, и, значит, не будет спасения от сорняков устойчивых к химикатам. Ведь пчелы могут разнести пыльцу на несколько километров, и эти растения заполнят всю округу. Однако, есть данные, что на расстоянии 15 м опыление уже не происходит. Но если даже пыльца модифицированного растения преодолеет расстояние, то она должна скрестится со своим видом. Сверхживучесть сохранить не так просто…

3.3 Рис с витамином “А”

Азия. 100 млн. детей не получают витамин “А”, который необходим для полноценного зрения. Дело в том, что основная пища беднейших слоев населения – рис. Дети слепнут от недостатка витамина “А”!

Благородная задача - вырастить рис сразу с витамином “А” и засеять им поля в отсталых странах. Как это возможно? Нарцисс – ядовитое растение. Из него необходимо взять 2 гена и внедрить в рис, который в таком случае будет содержать витамин “А”!

4. Ужасы генной модификации

Ген человеческой печени добавляют в рис! Ученые начали добавлять человеческие гены в рис в попытке поднять генно-модифицированные продукты на новый уровень.

Исследователи ввели в рис ген, полученный из печени человека, производящий энзим, способствующий распаду вредных химических элементов в организме человека. Они надеются, что энзим – CYP2B6 – сделает то же самое с гербицидами и загрязняющими веществами, будучи смешанным с рисом.

Однако противники генно-модифицированных продуктов говорят, что использование человеческих генов отпугнет потребителей, которым претит идея каннибализма и того, что ученые берут на себя функции бога. Сью Майер из британской организации GeneWatch говорит: "Я не думаю, что кто-то захочет купить этот рис". "Люди уже выразили свое отвращение по поводу использования человеческих генов и беспокойство в связи с ощущением, что индустрия биотехнологий не прислушивается к ним. Это еще больше пошатнет их уверенность".

Обычно при генной модификации зерновых культур используются гены, полученные из бактерий. Они устойчивы только к одному виду гербицидов, что означает, что фермеры могут обрабатывать свои поля как угодно часто для борьбы с вредителями, но только одним видом химикатов. Цель добавления в рис человеческого гена – создать растение, устойчивое к нескольким видам гербицидов.

Исследователи в Национальном институте агробиологических наук в Цукубе в Японии обнаружили, что новый вид риса может быть устойчивым к 14 различным видам гербицидов. Профессор Ричард Мейлан, проводивший подобные исследования в Институте Пердью в Индиане говорит, что такой рис можно выращивать на почве, пропитанной промышленными загрязнениями. Он применял в своих исследованиях гены кроликов, но говорит, что не видит причин, по которым нельзя использовать человеческие гены. Он говорит, что разговоры о "пище Франкенштейна" – это чепуха, и добавляет: "Я не думаю, что этические соображения имеют какое-то отношение к использованию человеческих генов в генной инженерии при выращивании продуктов".

Производство риса во всем мире падает, и идет гонка в поисках путей повышения сборов риса, а также новых разновидностей риса, устойчивых к вирусам, с низким содержанием аллергенов и белка.

Однако в Институте Науки в обществе противников генной модификации говорят, что энзим CYP2B6 может ударить по человеку, приведя к созданию новых вирусов или разновидностей рака.

Они добавляют: "Сторонники генной модификации и страны, являющиеся основными производителями риса, исследуют и продвигают генно-модифицированный рис, совершенно не задумываясь о безопасности и долговременной перспективе" .

Заключение

Скептики не уверены, что генные технологии решат социальные проблемы. Мечты о равном распределении продуктов питания по всему миру – утопия.

Сопротивление генно-модифицированной продукции в Европе сильнее, чем где-либо еще в мире. Создатели генетически измененных продуктов утверждают, что они совершенно безопасны. В свою очередь, противники генной модификации считают ее "ящиком Пандоры" с непредсказуемыми последствиями.

Очевидно, что в ближайшие десятилетия генетика еще преподнесет человечеству немало сюрпризов, породит множество сенсаций - мнимых и реальных, вокруг нее будут бушевать споры и даже скандалы. Общество легко слышит тех людей, которые боятся всего нового, но опасность от мобильных телефонов не меньше!

Главное, чтобы вся эта суета не слишком мешала серьезной работе ученых на одном из самых интересных и перспективных научных направлений.

Терминологический словарь

Генная инженерия - практика целенаправленного изменения генетических программ половых клеток с целью придания исходным формам организмов новых свойств или создания принципиально новых форм организмов. Основной метод генной инженерии состоит в извлечении из клеток организма гена или группы генов, соединение их с определенными молекулами нуклеиновых кислот и внедрение полученных гибридных молекул в клетки другого организма.

Биологическая защита - в генной инженерии - создание и использование безопасной для человека и объектов окружающей среды комбинации биологического материала, свойства которого исключают нежелательное выживание генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающей среде и/или передачу им генетической информации

Биотехнология Biotechnology - в широком смысле - пограничная между биологией и техникой научная дисциплина и сфера практики, изучающая пути и методы изменения окружающей человека природной среды в соответствии с его потребностями.

Биотехнология - в узком смысле - совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. В состав биотехнологии входят генная, клеточная и экологическая инженерии

Выпуск генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду - действие или бездействие, в результате которых произошло внесение генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду.

Генно-инженерная деятельность - деятельность, осуществляемая с использованием методов генной инженерии и генно-инженерно-модифицированных организмов.

Генно-инженерно-модифицированный организм - организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование: - способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала; - отличное от природных организмов; - полученное с применением методов генной инженерии; и - содержащее генноинженерный материал.

Генодиагностика - в генной инженерии - совокупность методов по выявлению изменений в структуре генома.

Замкнутая система - в генной инженерии - система осуществления генно-инженерной деятельности, при которой генетические модификации вносятся в организм или генно-инженерно-модифицированные организмы, обрабатываются, культивируются, хранятся, используются, подвергаются транспортировке, уничтожению или захоронению в условиях существования физических, химических и биологических барьеров или их комбинаций, предотвращающих контакт генно-инженерно-модифицированных организмов с населением и окружающей средой.

Открытая система - в генной инженерии - система осуществления генно-инженерной деятельности, предполагающая контакт генно-инженерно-модифицированных организмов с населением и окружающей средой при их намеренном выпуске в окружающую среду, применении в медицинских целях, при экспорте и импорте, при передаче технологий.

Трансгенные организмы - животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с использованием методов генной инженерии.

Физическая защита - в генной инженерии - создание и использование специальных технических средств и приемов, предотвращающих выпуск генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду и/или передачу им генетической информации.

Литература

1.Маниатис Т., Методы генетической инженерии, М., 1984;

2.Генная инженерия Источник #"#">#"#">Рубрикон

Генно-инженерно-модифицированный организм - организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование: - способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала; - отличное от природных организмов; - полученное с применением методов генной инженерии; и - содержащее генно-инженерный материал.

Фаги, то же, что бактериофаги. …фаг (от греч. Phagos –пожиратель) часть сложных слов, соответствующая по значению словам ”поедающий’, ‘поглощающий” (например, бактериофаг).

Биотехнология- совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. В состав биотехнологии входят генная, клеточная и экологическая инженерии.

Генетики вывели соевые бобы, предотвращающие потерю волос. В Японии выведен генетически измененный сорт соевых бобов, которые стимулируют рост волос и предотвращают их потерю от химиотерапии. Если подтвердится безопасность нового продукта, то, чтобы спастись от облысения, нужно будет просто периодически есть эти бобы, сообщил в среду глава исследовательской группы Университета Киото профессор Массаки Иосикава. Чудодейственное свойство зерновой культуре придал генетически внедренный компонент (новокинин), обладающий противогипертоническим эффектом. Он был получен из аминокислотного состава яичного белка. По словам ученых, этот компонент способствует росту волос тем, что расширяет сосуды и нормализует циркуляцию крови. Эффективность бобов подтверждена в ходе экспериментов над мышами, которых побрили, а затем кормили модифицированными бобами из расчета одна тысячная миллиграмма противогипертонического вещества на грамм массы тела. Как сообщается, восстановление шерстяного покрова шло ускоренными темпами, а после увеличения дозы мыши переставали терять шерсть даже в результате химиотерапии. Специалисты говорят, что их бобы также можно использовать в качестве обычного лекарства от высокого давления. 13 Апреля 2005

ГМО - три страшных буквы, которыми нас так часто пугают в СМИ. Мы наслышаны о том, что генетически модифицированные организмы могут сделать из нас едва ли не мутантов, но о самих ГМО по-прежнему знаем крайне мало.

1. ГМО повсюду

ГМО - это генетически модифицированный организм. Несмотря на то, что сегодня эти три буквы выступают как одна из главных страшилок, практически все овощи и фрукты, которые мы сегодня едим, являются в большей или меньшей степени ГМО.

Так, пшеница - это результат многократного межвидового скрещивания разных диких злаков между собой и с уже окультуренными видами.

Банан - гибрид двух несъедобных видов, многие сорта культурных растений - тетра- и более -плоидные гибриды. Кукуруза и вовсе была выведена из злака теосинте, который сегодня отстоит от кукурузы очень далеко и относится даже не к другому роду, а к другому виду. Без всякой генной инженерии наши предки изменяли генетику растений до неузнаваемости.

2. Генная пушка

Процесс пересадки генов происходит при помощи так называемой генной пушки - устройства, доставляющего частицы тяжелых металлов, покрытых ДНК плазмидами в клетку растения, которое хотят трансформировать. Этот процесс ещё называют биобаллистикой и биолистикой.

Первая генная пушка была сделана из автоматического забивателя гвоздей.

Каплю порошка вольфрама с генетическим материалом наносили на пулю и выстреливали в чашку Петри, перед которой помещали пластину с вырезом, останавливающим пулю. Пуля задерживалась металлической пластиной, а частицы вольфрама с генетическим материалом попадали на чашку Петри. Клетки в центре полностью разрушались частицами металла, но по периферии оставались целыми и в них происходила трансформация.

Сегодня при биолистике используют частицы золота и серебра, так как золото не является токсичным для клеток, в сравнении с вольфрамом.

3. ГМО-фантастика

При помощи ГМО-технологии уже выведены множество сортов, которые раньше можно было представить только в фантастических фильмах. Так, в США вывели сорт клубники с геном рыбы, обитающей в полярных морях. Таким образом, ученые добились ее устойчивости к морозам.

ГМО успешно используется для защиты видов от вредителей и болезней. Внедрив в картофель геном подснежника его сделали устойчивым к вредителям, в Бразилии выращивают фасоль, усточивую к мозаичным вирусам, в Китае - рис, растущий в жару и засуху. И этот список можно продолжать.

4. Страшная сказка

Подавляющее большинство ученого сообщества не видят в ГМО той опасности, о которой любят говорить СМИ. Противники ГМО уверяют, что борются за здоровье человека и сохранение биосферы, но по факту борьба с ГМО является скрытым лоббированием интересов производителей ядохимикатов и фермеров, которые получают деньги за снижение продуктивности их полей. В общем и целом, борьба с ГМО - это часть политической и информационной борьбы.

5. Проверки

ГМО-продукты проходят тщательную проверку перед выходом на рынок. В прошлом году в журнале Critical reviews in biotechnology был опубликован обзор почти 1800 научных работ, посвященных изучению безопасности ГМО за последние десять лет.

Только в трех исследованиях возникли подозрения о негативном влиянии трех конкретных ГМ-сортов, но эти подозрения не оправдались, еще в двух случаях была установлена потенциальная аллергенность ГМ-сортов.

Единственный подтвержденный случай касался гена бразильского ореха, встраиваемого в ГМ-сорт сои. Разработчики отказались от продвижения сорта на рынок.

6 ГМО и крысы

В 2012 году в журнале Food and Chemical Toxicology была опубликована статья французского исследователя Сералини, который утверждал, что ГМ-кукуруза вызывает рак и увеличение смертности крыс.

Эта работа вызвала оживленную дискуссию в научной среде из-за того, что исследования были выполнены крайне небрежно и содержали грубые ошибки, заметные с первого взгляда.

Однако фотографии крыс с крупными опухолями произвели огромное впечатление на общественность. Даже после того как статья была отозвана из журнала, ее продолжают цитировать противники ГМО.

7. Без ГМО

Распространенные сегодня этикетки на продуктах «без ГМО», встречающиеся на большинстве продуктов от воды до мяса, никакого отношения к генной инженерии не имеют. Это просто маркетинговый ход и подмена понятий.

8. ГМО превратят нас в мутантов?

Противники ГМО любят утверждать, что трансгены способны встроиться в хромосомы человека и животных. На самом деле, каждый из нас в течение жизни съедает несколько десятков килограммов чужеродной ДНК из обычных продуктов, но от этого не покрывается шерстью, не становится зеленым и не начинает фотосинтезировать.

9. ГМО влияют на бактерии кишечника?

Ещё одна страшилка о ГМО - это то, что ГМО могут встроиться в ДНК кишечных бактерий и сделать их устойчивыми к антибиотикам. По факту, даже в лабораторных условиях крайне сложно добиться того, чтобы гены из хромосом растений встроились в ДНК микроорганизмов. В естественных условиях этого никто не наблюдал.

Но гены для создания ГМО - это обычные гены одних организмов, перенесенные в другие. Хотя в состав трансгенных вставок обычно входят маркерные гены устойчивости к устаревшим антибиотикам, ничего страшного в этом нет. Микробы постоянно вырабатывают механизмы устойчивости к антибиотикам, и в этом смысле одна таблетка тетрациклина заменяет тонны трансгенных помидоров.

10. ГМО как бизнес

Конечно, интересы ГМО-производителей тоже лоббируются. Сегодня идет настоящая борьба межлу ГМО-шниками и производителями так называемых органических продуктов. Они обходятся дороже в производстве, чем ГМО и рыночными методами конкурировать с ГМ-сортами они не могут, поэтому ГМО демонизируют в СМИ.

Что такое ГМО? Генетически модифицированный организм (ГМО ) - живой организм, генетическая составляющая которого при помощи методов генной инженерии была искусственно изменена. Как правило, подобные изменения используются в научных или сельскохозяйственных целях. Генетическая модификация (ГМ ) отличается от природного, характерного для искусственного и естественного мутагенеза целенаправленным вмешательством в живого организма.

Основным видом получения в настоящее время является внедрение трансгенов.

Из истории.

Появление ГМО было обусловлено открытием и созданием первых рекомбинантных бактерий в 1973. Это привело к противоречиям в научном сообществе, к появлению потенциальных рисков исходящих от генной инженерии, которые в 1975 году на Конференции Asilomar были подробно обсуждены. Одна из главных рекомендаций от этой встречи была то, что должен быть установлен правительственный надзор над рекомбинантным исследованием ДНК , чтобы можно было считать эту технологию безопасной. Герберт Бойер тогда основал первую компанию по использованию рекомбинантной технологии ДНК (Genentech) и в 1978 году компания объявила о создании продукта, который вырабатывает человеческий инсулин.

В 1986 году полевые тесты над генетически спроектированными бактериями, которые бы смогли защитить растения от заморозков разработанные маленькой компании биотехнологий под названием “Продвинутые генетические науки Окленда” (штат Калифорния) неоднократно отсрочивались противниками биотехнологии.

В конце 1980-х и в начале 1990-х, руководство по оценке безопасности генетически спроектированных растений и продуктов появилось из организаций FAO и WHO.

В конце 1980-х в Канаде и США началось небольшое экспериментальное производство генетически модифицированных (ГМ ) растений. Первые одобрения для крупномасштабного, коммерческого культивирования были даны в середине 1990-х. С этого времени ежегодно увеличивается количество фермеров во всем мире использующих .

Проблемы, решаемые появлением ГМО.

Появление ГМО рассматривается учеными как один из видов по селекции растений и животных. Другие же ученые считают, что генная инженерия - тупиковая ветвь классической селекции, потому, что ГМО не является продуктом искусственного отбора, а именно планомерного и долговременного выращивания нового сорта (вида) живого организма путем природного размножения, и фактически представляет собой искусственно созданный в лабораторных условиях новый организм .

В большинстве случаев использование ГМО значительно повышает урожайность. Существует мнение, что при нынешних темпах роста населения земли только ГМО может справиться с угрозой голода, потому что таким способом можно существенно увеличить урожайность и качество продуктов. Другие ученые – противники ГМО, считают, что существующие развитые технологии по выведению новых сортов растений и животных, обработке земли способны прокормить стремительно увеличивающееся население планеты.

Способы получения ГМО.
Последовательность создания ГМ-образцов:
1. Выращивание необходимого гена.
2. Введение этого гена в ДНК организма-донора.
3. Перенос ДНК с геном в проектируемый организм .
4. Приживание клеток в организме.
5. Отсев модифицированных организмов, которые не прошли успешную модификацию.

Сейчас процесс производства генов хорошо налажен и в большинстве случаев автоматизирован. Разработаны специальные лаборатории, в которых при помощи аппаратов управляемых компьютерами контролируется процессы синтеза необходимых нуклеотидных последовательностей. Такие аппараты воспроизводят отрезки ДНК по длине до 100-120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).

Чтобы вставить полученный ген в вектор (организм-донор), используется ферменты - лигазы и рестриктазы. При помощи рестриктаз вектор и ген можно разрезать на отдельные кусочки. При помощи лигаз подобные кусочки можно “сращивать”, объединять в совершенно другой комбинации, создавая тем самым совершенно новый ген или внедряя его в донорский организм .

Техника внедрения генов в бактерии была принята на вооружение генной инженерии после того, как некий Фредерик Гриффит открыл бактериальную трансформацию. В основе этого явления положен обычный половой процесс, который сопровождается у бактерий обменом небольшого количества фрагментов между плазмидами и нехромосомной ДНК . Плазмидная технология легла в основу внедрения искусственных генов в клетки бактерий.

Для внедрения полученного гена в геном клеток животных и растений пользуются процессом трансфекции. После модификации одноклеточных или клеток многоклеточных организмов, начинается этап клонирования, то есть процесс отбора организмов и их потомков, которые успешно прошли генетическую модификацию. Если требуется получить многоклеточные организмы, то измененные клетки в результате генетической модификации используют у растений в качестве вегетативного размножения, у животных их вводят в бластоцисты суррогатной матери. В итоге рождается потомство с измененным генофоном или же нет, снова отбирают те, которым присущи ожидаемые характеристики и снова скрещивают между собой до появления стойкого потомства.

Применение ГМО.

Применение ГМО в науке.

Сейчас генетически модифицированные организмы достаточно широко используются в прикладных и фундаментальных научных исследованиях. С их помощью исследуются закономерности возникновения и развития заболеваний, таких как рак, болезнь Альцгеймера, процессы регенерации и старения, исследуются процессы, проходящие в нервной системе, решаются другие проблемы актуальные в медицине и биологии.

Применение ГМО в медицине.

С 1982 года в прикладной медицине используются генетически модифицированные организмы. В этом году был зарегистрирован в качестве лекарства инсулин человека, полученный при помощи -бактерий.

В настоящее время ведутся исследования по получению с помощью ГМ- растенийлекарств и вакцин против таких болезней как чума и ВИЧ. Проходит испытания проинсулин, полученный из ГМ-сафлора. Прошло успешно испытания и получило одобрение к использованию лекарство от тромбозов, полученное из молока генетически модифицированных коз. Получило очень бурное развитие такое направление медицины как генотерапия. В основе этого направления медицины лежит модификация генома соматических клеток человека. Сейчас генотерапия выступает основным методом борьбы ряда заболеваний. Так, например, еще в 1999 году каждый 4-й ребенок, заболевший (severe combined immune deficiency) успешно лечился при помощи генной терапии. Так же генотерапию планируется использовать в качестве одного из способов борьбы с процессами старения.

Применение ГМО в сельском хозяйстве.

В сельском хозяйстве генная инженерия используется в качестве создания новых сортов растений, переносящих засуху, низкие температуры, устойчивых к вредителям, обладающих лучшими вкусовыми и ростовыми качествами. Полученные новые породы среди животных отличаются повышенной продуктивностью и ускоренным ростом. На данный момент уже созданы новые сорта растений отличающихся наибольшею калорийностью и содержанием необходимого количества микроэлементов для организма человека. Проходят испытания новых пород генетически модифицированных деревьев, у которых повышенное содержание целлюлозы и быстрый рост.

Другие направления применения ГМО.

Уже разрабатываются растения, которые можно было бы использовать в качестве биологически чистого топлива.

В начале 2003 года на рынке появился первый генетически модифицированный организм – GloFish, созданный в эстетических целях. Благодаря только генной инженерии аквариумная рыбка Данио рерио пользующаяся огромной популярностью приобрела несколько полос флуоресцентных ярких цветов на своем брюшке.

В 2009 году появляется в продаже новый сорт роз “Applause” с синими лепестками. С появлением этих роз сбылась мечта многих селекционеров безуспешно пытающихся вывести розы с синими лепестками.

В журнале «Наука и жизнь» не раз публиковались статьи о достижениях генной инженерии. Судя по откликам, поступившим в редакцию, особый интерес читателей вызывают вопросы получения и использования генетически модифицированных организмов. В декабре 2007 года мы провели Интернет-интервью, причём в несколько необычном формате: на вопросы отвечали сразу три специалиста, которые имеют разные точки зрения на обсуждаемую проблему. В интервью приняли участие: доктор биологических наук Владимир Васильевич Кузнецов, директор Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН, председатель комитета «Биобезопасность пищевых продуктов и методы её контроля» Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии; кандидат биологических наук Александр Сергеевич Баранов, старший научный сотрудник Института биологии развития им. Н. К. Кольцова, президент Общенациональной ассоциации генетической безопасности (OАГБ); кандидат биологических наук Вадим Георгиевич Лебедев, старший научный сотрудник филиала Института биоорганической химии РАН им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова (Пущино). Предлагаем вниманию читателей материал, подготовленный на основе Интернет-интервью.

В. Кузнецов: Прежде всего в качестве небольшого вступления я хотел бы сказать, что развитие генно-инженерных технологий - одно из важнейших достижений молекулярной биологии и молекулярной генетики. Эти технологии нашли постоянную «прописку» в фундаментальной науке, где трансгенные организмы активно используются при решении широчайшего спектра общебиологических проблем. Технологии с использованием реком-бинантных ДНК могут в перспективе сыграть важную роль при генотерапии наследственных заболеваний, создании лекарственных препаратов нового поколения, производстве фармакологических и косметических средств и получении технического сырья. Особая роль отводится генетически модифицированным (ГМ) микроорганизмам и изолированным клеткам или органам, например, лекарственных растений, которые культивируются в замкнутых биотехнологических системах и являются суперпродуцентами веществ, обладающих ценными потребительскими свойствами. Как правило, в этом случае речь идёт о произведённых генетически модифицированными организмами (ГМО) химически чистых соединениях, использование которых, по сравнению с продуктами питания, полученными из ГМО или содержащими компоненты ГМО, не сопряжено с биологическими рисками, а их производство является экологически чистым.

В области конструирования новых сельскохозяйственных сортов растений доминируют несколько гигантских биотехнологических компаний, которые производят преимущественно сорта, устойчивые к гербицидам и насекомым. По официальным данным, за период с 1996 по 2003 год общая площадь выращиваемых трансгенных культур увеличилась с 1,7 до 67,7 млн га, а общая рыночная стоимость продукции в 2003 году составила более 4,5 млрд долл. В настоящее время наибольшие площади заняты под трансгенными культурами сои (41,4 млн га, 61%), кукурузы (15,5 млн га, 23%), хлопка (7,2 млн га, 11%) и рапса (3,6 млн га, 5%). Из них растения с генами устойчивости к гербицидам выращиваются на 73% площадей, продуцирующие инсектицидные белки, прежде всего Bt-токсины, - на 18%. Примерно 95% территорий, занятых ГМ-сортами сельскохозяйственных культур, расположены в пяти странах: США, Канаде, Бразилии, Аргентине и Китае.

Чтобы создать генетически модифицированное растение, в его клетки переносят сконструированные в лаборатории гены. Делают это чаще всего одним из двух способов: либо с помощью агробак-терий, либо баллистическим методом. В природе почвенная бактерия Agrobacterium tumefaciens внедряет в клетки растений плазмиду (кольцевую ДНК) с геном, вызывающим у растений опухоль - корончатый галл. Для генно-инженерных целей в агробактерию вводят плазмиды с геном целевого признака, и она перенесёт этот ген в клетки растений. В баллистическом методе растительные клетки бомбардируют микрочастицами золота или вольфрама с нанесённой на них ДНК. Клетки растения с модифицированной ДНК размножают, стимулируют образование проростков и выращивают из них целое растение.

Генетически модифицированные (трансгенные) организмы можно определить как организмы, генетический материал которых (ДНК) изменён способом, недостижимым естественным путём в ходе внутривидовых скрещиваний. Для получения ГМО используется технология рекомбинантных молекул. Генная инженерия позволяет переносить отдельные гены из любого живого организма в любой другой живой организм в составе кольцевых молекул ДНК (плазмид). Встраивание в геном организма - хозяина новых конструкций имеет целью получить новый признак, недостижимый для данного организма путём селекции или требующий многолетней работы селекционеров. Применение биотехнологий позволяет значительно ускорить процесс получения нового сорта, существенно снизить его себестоимость и получить хорошо прогнозируемый эффект по признаку, определяемому встроенной конструкцией. Но вместе с данным признаком организм приобретает целый набор новых качеств. Это обусловлено как плейотропным эффектом - явлением, при котором один ген отвечает за несколько признаков, так и свойствами самой встроенной конструкции, в том числе её нестабильностью и регуляторным воздействием на соседние гены. Это и создаёт объективную базу для существования потенциальных рисков при использовании генетически модифицированных растений и полученных из них продуктов.

Какие продукты могут содержать ГМО, кроме колбасы и других изделий с добавлением сои? Где берут трансгенные компоненты (ту же сою) отечественные производители? Разве ввоз ГМ-ингредиентов разрешён?

В. Кузнецов. Трансгенная соя (или белок трансгенной сои) присутствует в очень многих пищевых продуктах. Почему это происходит? Потому что трансгенная соя много дешевле мяса, заменителем которого она служит. Помимо сои или соевого белка официально разрешены к хозяйственному использованию следующие трансгенные культуры (по состоянию на 2004 год): рапс аргентинский и рапс польский (получение масла), цикорий, хлопчатник, кукуруза, дыня, папайя, картофель, рис, кабачки, сахарная свёкла, табак, томаты. Из технических культур также разрешён генетически модифицированный лён, из декоративных - гвоздика.

Всё ГМ-сырьё является импортным, поскольку коммерческое выращивание трансгенных растений в открытом грунте в России не разрешено. Границы РФ абсолютно прозрачны для ГМ-продуктов. В настоящее время нет ни одного документа, который требовал бы от поставщика обязательной сертификации ГМО (ГМ-сырья) при выпуске его на таможенную территорию; ни в одном документе не содержится регламентации ввоза и оборота трансгенного сырья.

В. Лебедев. По состоянию на 30 ноября 2007 года в России разрешены к использованию 12 трансгенных растений: 6 сортов кукурузы, 4 сорта картофеля и по 1 сорту сахарной свёклы и риса. Таким образом, все продукты, содержащие вышеперечисленные ингредиенты, могут содержать и ГМО. По данным Роспотребнадзора, компоненты ГМО содержатся менее чем в 1% оборота всех пищевых продуктов.

К сожалению, не всегда мы точно знаем состав покупаемых продуктов. Можете ли вы посоветовать, как уменьшить риск для здоровья при потреблении продуктов, содержащих ГМО?

В. Кузнецов. Ситуация не столь трагична, как может показаться на первый взгляд. Далеко не каждый ГМ-продукт опасен для человека. Скорее наоборот, подавляющее большинство допущенных к продаже ГМ-продуктов безопасны, но при этом сохраняются некоторые потенциальные негативные риски. С учётом того, что визуально невозможно отличить нормальный (традиционный) продукт от генетически модифицированного, ориентироваться нужно лишь на маркировку. В соответствии с недавно принятым федеральным законом подлежат маркировке все продукты, содержащие не менее 0,9% ГМ-компонентов. Подлежат маркировке, но зачастую не маркируются. Так, недавний мониторинг московского и подмосковного пищевых рынков показал, что из 400 наименований пищевых продуктов 111 были генетически модифицированными, причём лишь незначительная часть ГМ-продуктов была маркирована производителем.

А. Баранов. К сожалению, дать чёткий ответ на этот вопрос довольно трудно, так как нигде в мире не определён пороговый уровень допустимой концентрации ГМ-компонента в продукте питания, превышение которого может иметь необратимые отрицательные последствия для здоровья человека. Во многих странах, так же как и в России, установлены законодательные нормы, предписывающие маркировать продукцию, произведённую с использованием трансгенных компонентов растительного или животного происхождения. В России законодательно предписывалось маркировать продукцию независимо от количественного содержания ГМ-ингредиента (ГМИ). Такая качественная норма существовала до ноября 2007 года. Теперь же усилиями сторонников широкого внедрения и использования ГМО в России введена новая норма, позволяющая не маркировать продовольственную продукцию, если в ней содержится менее 0,9% ГМИ. Хотелось бы подчеркнуть, что введённый пороговый уровень 0,9% не имеет к здоровью человека никакого отношения и является послаблением для производителя, скрыто разрешающим использование ГМИ. Есть и ещё один нюанс. В Европе 0,9%-ный порог был введён не от хорошей жизни, а из-за того, что там выращиваются трансгенные растения на полях и генетическое загрязнение реально существует. Откуда этому загрязнению взяться у нас, если законодательно запрещено выращивание такой сельхозпродукции? Только через импорт сырья и готовой продукции. Вот и получается, что мы, как бы сделав два шага вперёд и опередив все страны по строгости своего отношения к ГМО в продуктах питания, с введением количественной нормы сделали шаг назад, тем самым поддержав импортёров и подтолкнув производителей к использованию трансгенного сырья в нашей пищевой промышленности. Так что я затрудняюсь советовать, как уменьшить риск для здоровья при потреблении продуктов, содержащих ГМО, поскольку не определены медико-биологические нормы. Смотрите на этикетки и не покупайте продукты, в которых содержатся ГМ-компоненты. Но это в том случае, если наши производители начнут маркировать такую продукцию, в чём я очень сомневаюсь, поскольку все предыдущие годы, несмотря на существование закона, они этого не делали.

В. Лебедев. Продукция, содержащая более 0,9% компонентов из ГМ-источников, должна маркироваться (такая же норма действует в странах Европейского союза). Однако это правило введено не по причине большей опасности продуктов с ГМ-компонентами, а только в информационных целях. Продукты, содержащие ГМО, разрешённые к использованию, не более опасны для здоровья, чем обычные продукты. Именно на этом принципе основана оценка их безопасности. ГМО, не разрешённые в нашей стране, вообще не должны поступать в продажу аналогично продуктам с превышением ПДК по пестицидам, нитратам и т.п. - за этим обязаны следить соответствующие органы.

Правда ли, что ГМ-растения очень агрессивны и могут «забить» другие растения, даже сорняки? Насколько реальна опасность их неконтролируемого распространения на Земле и уничтожения многих других видов растений?

В. Кузнецов. Скорее неправда, чем правда. Несмотря на то что ГМ-растения относят к инвазиям (это означает, что они имеют некоторую склонность «к агрессии» по отношению к другим видам), угроза давления со стороны трансгенных сортов растений на другие виды не очень велика. Особую обеспокоенность у экологов вызывают так называемые суперсорняки. Под суперсорняками понимают сорные растения, которые вследствие близкородственного переопыления с культурными сортами растений (или с другими сорными растениями) приобретают гены устойчивости к широко применяемым гербицидам, то есть к тем самым химикатам, которые используются для борьбы с сорняками. В печати иногда появляются сообщения о появлении суперсорняков в странах, выращивающих трансгенные сельскохозяйственные культуры, однако статьи на эту тему в рецензируемых научных журналах встречать до сих пор не удавалось.

А. Баранов. Если рассматривать трансгенные растения в плане их роли в экологических системах, то они агрессивны и способствуют нарушению целостности агроэкосистем. Это связано с тем, что большинство трансгенных растений (около 85%) созданы как устойчивые к пестицидам, а остальные - как устойчивые к инсектицидам. По мнению многих учёных, использование ГМ-растений может привести к следующим последствиям: - гибели почвообразующих микроорганизмов и беспозвоночных животных в результате оставления на полях фрагментов трансгенных растений, несущих токсины; - потере разнообразия генофонда диких сородичей культурных растений в генетических центрах их происхождения вследствие переопыления их с родственными трансгенными растениями. Так, в Мексике, центре происхождения по меньшей мере 59 сортов маиса, в 2001 году в аборигенном, диком виде кукурузы обнаружен фрагмент искусственной генетической вставки - вирусный промотор 35S, используемый при создании ГМ-растений. Загрязнение дикой формы, как выяснилось, произошло в результате транспортировки в страну трансгенной кукурузы из США (по данным статьи: Quist D., Chapela I. Transgenic DNA Introgressed into Traditional Maize Landraces in Oaxaca, Mexico // Nature 414, 6863, November 29, 2001); - неконтролируемому переносу генетических конструкций, особенно определяющих различные типы устойчивости к пестицидам, вредителям и болезням растений вследствие переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами, в связи с чем происходит снижение биоразнообразия дикорастущих предковых форм культурных растений и формирование новых форм суперсорняков. Примером такого «перепрофилирования» может служить ситуация в Канаде, где, переопылившись с дикими близкородственными видами, распространился ГМ-рапс. Будучи устойчивым к действию гербицидов, он превратился в суперсорняк (по данным статьи: Beckie H.J., Hall L.M., Warwick S.I. Impact of herbicideHresistant crops as weeds in Canada, proceedings Brighton Crop Protection Council - Weeds, 2001, р. 135H142).

Существуют и риски отсроченного изменения свойств, которые проявляются через несколько поколений и связаны с адаптацией нового гена в геноме растения. Так, у кукурузы, созданной устойчивой к засухе, после нескольких лет культивирования неожиданно проявился новый признак - растрескивание стебля, что привело к гибели всего урожая на полях.

В США сорняки, устойчивые к пестициду «Раундап», создали ряд серьёзных проблем для фермеров, выращивающих сою и хлопчатник. Чтобы бороться с сорняками на полях, фермеры вынуждены из года в год делать всё большие закупки этого химического реагента и использовать его всё в больших дозах, тем самым увеличивая химическую нагрузку на агроэкосистему, или в ряде случаев перейти на применение более токсичных пестицидов. Надо не забывать, что при этом варианте развития событий происходит накопление токсических веществ в зерне и плодах, что впоследствии приводит к значительным проблемам для здоровья человека.

Становится очевидным, что растения, созданные как устойчивые к насекомым-вредителям, не оправдали возлагаемые на них надежды. Через несколько лет массового использования данных сортов трансгенных растений их культивирование оказалось неэффективным и бессмысленным, поскольку у насекомых-фитофагов и других вредителей появляются формы, устойчивые к трансгенным токсинам. Так, по данным американских, российских и китайских учёных, уже через несколько поколений появляются устойчивые формы колорадского жука, других насекомых-фитофагов.

Ещё одна проблема связана с заменой в экологической нише основного вредителя, против которого введён целевой токсин, на нецелевого. Колорадский жук, уничтоженный в результате выращивания ГМ-картофеля, заменяется совкой, а в некоторых агроценозах - тлёй. Данные недавнего исследования Корнельского университета (США) подтверждают факт финансовых потерь фермеров, выращивающих Bt-хлопчатник в Китае из-за нашествия именно вторичных вредителей.

Особое место в этом негативе занимает гибель нецелевых насекомых-опылителей и медосборов. В Азербайджане и США в некоторых районах в результате высевания трансгенной кукурузы и картофеля произошла массовая гибель пчёл. Сорта с внедрённым геном устойчивости к вредителям могут оказаться опасными не только для самих вредителей, но и для других живых существ (см. Аграрная Россия: Научно-производственный журнал. - М.: Фолиум. - 2005, № 1). К примеру, божьи коровки, которые питались тлями, жившими на ГМ-картофеле, становились бесплодными.

Другая проблема - сокращение биологического разнообразия на полях выращивания трансгенных культур. Так, в экспериментах, проведённых в Англии, показано, что биологическое разнообразие на таких полях падает в три раза. Причём резкое его снижение характерно как для почвенных организмов, так и для насекомых, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих.

В. Лебедев. Правда ли, что ГМ-растения очень агрессивны? Нет, это неправда. ГМ-растения обладают одним-двумя новыми признаками, представляющими ценность для человека при условии их возделывания в качестве монокультуры (например, устойчивостью к гербицидам), но не повышающими их жизнеспособность в условиях дикой природы. Они, как и любые культурные растения, предназначенные для интенсивного земледелия, не способны конкурировать с другими видами без помощи человека и уж тем более уничтожать их каким-либо способом.

Насколько предсказуемы результаты экспериментов с генными структурами? Есть ли реальная опасность получения методами «научного тыка» некоего растительного либо животного монстра, способного уничтожить всё живое на этой планете? Хорошо ли генетики осознают отдалённые последствия массового употребления людьми и животными генетически модифицированных продуктов? Ощущают ли они моральное право воздействовать на наследственный механизм и геном человека? Есть ли в научной деятельности какие-либо табу, то есть границы, которые нарушать никак нельзя?

В. Кузнецов. Думаю, что в настоящее время отсутствует «реальная опасность получения методами «научного тыка» некоего растительного либо животного монстра, способного уничтожить всё живое на этой планете». В то же самое время невозможно, к сожалению, предсказать отдалённые последствия массового и долговременного употребления населением многих стран ГМ-продуктов питания. Причин несколько: несовершенство генно-инженерных технологий получения ГМ-растений, которые не позволяют предсказать возможные негативные изменения метаболизма растений в процессе трансформации, то есть самого переноса «чужеродного» гена; недостаточно надежные методы исследования биобезопасноти ГМ-продуктов и, наконец, несоблюдение производителями и продавцами ГМО и ГМ-продуктов питания требований законодательства в области биобезопасности. Так, для примера следует назвать кукурузу сорта MON863. Эта культура выращивается на коммерческой основе в США и Канаде с 2003 года. Её одобрили для импорта и использования в качестве продуктов питания в таких странах, как Япония, Корея, Тайвань, Филиппины и Мексика. После длительных дебатов кукуруза MON863 получила одобрение Европейской комиссии для использования в качестве корма животных (в 2005 году) и продукта питания людей (в 2006 году). В России же трансгенная кукуруза MON863 была одобрена к использованию ещё в 2003 году. Причём во всех этих странах, в том числе и в странах Евросоюза, должны были исследовать (и, наверное, исследовали) безопасность указанного сорта и полученных из него продуктов. Однако французские учёные лишь в 2007 году показали, что продукты, полученные из данного сорта кукурузы, токсичны для печени и почек животных, а следовательно, с большой вероятностью и для человека.

Другой пример непредсказуемости развития событий в процессе коммерческой эксплуатации ГМ-растений касается кукурузы сорта Star Link®, скандал вокруг которой разгорелся в 2000-2001 годах. Сорт, трансформированный белком-токсином Bacillus thuringiensis СгуЭС (этот токсин белковой природы, уничтожающий европейского кукурузного червя, представляет собой человеческий аллерген - он не переваривается, не разрушается при высокой температуре и приводит к развитию аллергической реакции вплоть до анафилактического шока), в 1998 году был разрешён к использованию американским Агентством по охране окружающей среды с ограничениями как кормовая культура. Однако в результате неконтролируемого переопыления с пищевыми сортами кукурузы урожай от гибридных растений был использован для получения пищевых продуктов. В 2000 году фирма «Авентис» предоставила материалы, подтверждающие возможность использования сорта StarLink® в пищевых целях. Данные экспериментов по оценке токсичности и аллергенности модифицированного продукта (проведённые всего на десяти крысах) якобы свидетельствовали о его безопасности. В пользу своей точки зрения «Авентис» указывала на 30-летний опыт применения белка Cry9C в США в качестве инсектецида и отсутствие в научной литературе данных о токсичном и аллергенном действии белка Cry9C. Тем не менее в результате дополнительных исследований были получены результаты, свидетельствующие об аллергенности указанного сорта. Пример с сортом кукурузы StarLink® не единственное подтверждение реальности таких рисков. В Мексике и Гватемале дикорастущие виды кукурузы содержат трансгенные вставки за счёт переопыления с возделываемыми культурными сортами.

В. Лебедев. Трансгенные сорта не получают методом «научного тыка», вставляя гены откуда попало куда попало и тут же засевая этим поля. Это весьма длительный и трудоёмкий процесс, основные этапы которого следующие: поиск и клонирование нужных генов, встраивание генов в микроорганизмы и наработка белка с его последующим изучением, встраивание генов в модельные растения (табак, арабидопсис) и их изучение, перенос гена в сельскохозяйственные культуры и проведение многочисленных лабораторных, тепличных и полевых испытаний, причём в случае неудовлетворительных результатов этот процесс может быть прерван на любом этапе. На выведение одного трансгенного сорта уходит несколько лет и тратится от десятков до сотен миллионов долларов, большая часть которых идёт на всевозможные проверки безопасности ГМ-растения для человека и окружающей среды.

К сожалению, мне недостаёт воображения писателя-фантаста представить себе способ, с помощью которого один живой организм смог бы уничтожить все остальные, и поэтому я не могу сказать, возможно ли такой способ реализовать с помощью методов генной инженерии.

Мне неизвестны научно обоснованные негативные последствия употребления в пищу ГМ-продуктов, прошедших все необходимые проверки.

Если под воздействием на наследственность человека понимается возможность переноса в его геном ДНК из ГМО, то эта ДНК ничем не отличается от любой другой ДНК, содержащейся в нашей пище, которая за сотни тысяч лет существования человека так и не перешла в наш геном.

Запретов на проведение каких-либо экспериментов нет. Ряд видов генно-инженерной деятельности подлежит лицензированию, существуют правила, регламентирующие проведение испытаний, хранение, утилизацию трансгенного материала и т.д.

Как-то читал в «Науке и жизни» статью о генетически модифицированных растениях. Утверждается, что опасности для потребителя никакой, так как всё едино в желудке переварится. В принципе согласен, но почему такой «вой» поднимается по этому поводу в прессе, да и учёные, я так понимаю, не все с этим согласны? По сути, различные сорта растений выводятся давно путём скрещивания, и ничего - едят и политики и журналисты. Что, велика разница? В чём может заключаться опасность использования генетически модифицированных продуктов?

В. Кузнецов. В настоящее время в данной области чётко сформировались две наиболее популярные точки зрения: сторонники и лоббисты ГМО утверждают, что все генетически модифицированные растения и полученные из них продукты абсолютно безопасны, а их оппоненты придерживаются противоположной точки зрения, в соответствии с которой все ГМ-продукты опасны. Обе позиции не верны, поскольку неправильно говорить об опасности или безопасности ГМ-растений и полученных из них продуктов вообще (обо всех сразу). В каждом конкретном случае необходимо доказать, как требует того принцип принятия мер предосторожности, безопасность вполне конкретного ГМ-растения или полученного из него продукта, после чего они могут беспрепятственно использоваться в коммерческих целях. При отсутствии доказательств безопасности данный конкретный ГМ-организм или полученный из него продукт рассматриваются как потенциально опасные. Именно по этой причине требуется маркировка ГМ-продуктов питания. Маркировка предупреждает потребителя о том, что пока не получены окончательные доказательства безопасности данного конкретного продукта и, следовательно, на данный конкретный момент времени производитель и продавец не дают гарантий полной безопасности продаваемого товара. Необходимость доказательств безопасности ГМ-продуктов следует из несовершенства методов получения трансгенных организмов и неполноты наших фундаментальных знаний о «работе» генома высших организмов. Тем более постепенно накапливаются экспериментальные данные, свидетельствующие о негативном влиянии некоторых ГМ-продуктов на здоровье животных.

В. Лебедев. Разница между сортами, полученными путём скрещивания и методами генной инженерии, заключается в том, что в первом случае непредсказуемым образом переносятся тысячи генов, а во втором - целенаправленно один-два. Имеется ещё одно отличие - вместе с геном ценного признака по технологическим причинам переносят маркерные гены устойчивости к антибиотикам, выделенные из бактерий. Существует мнение, что такие гены могут перейти в бактерии кишечника человека и его нечем будет лечить. Однако ГМ-растения, разрешённые к использованию, содержат гены устойчивости, которые, во-первых, уже широко распространены в почвенных и кишечных бактериях; во-вторых, придают устойчивость к антибиотикам, не использующимся в клинической практике. Другие возможные опасности - токсичность, аллергенность и изменение питательной ценности ГМ-продуктов. Но все ГМ-растения, предназначенные для употребления в пищу, проходят очень жёсткую проверку, которая может продолжаться годами, - их почти буквально разбирают по молекулам, так как никому не хочется потом отвечать по судебным искам. Такая проверка и не снилась обычным продуктам, которые по своей природе содержат токсины, что же касается аллергенности, то несколько процентов населения страдают аллергией к обычным пшенице, сое, арахису и орехам. По этим причинам на третьем десятке лет существования трансгенных растений одобрение на выращивание получило всего около 150 сортов (причём не все из них пищевые), хотя различных полевых испытаний проведено уже несколько десятков тысяч.

Таким образом, научные причины для «воя» отсутствуют. Но остаются ещё экономические: сокращение спроса на пестициды из-за распространения устойчивых к вредителям ГМ-культур, защита своих сельхозпроизводителей от ввоза более дешёвой трансгенной продукции - и политические: приобрести популярность на борьбе с чем-либо (трансгенными растениями, атомными электростанциями и т.д.) гораздо проще, чем на созидательной деятельности.

В некоторых научных публикациях утверждается, что генетически модифицированные продукты в организме человека расщепляются в обычные аминокислоты и прочие соединения. И поэтому они безопасны. А в других статьях пишут, что кормили ГМ-продуктами мышей, и через два-три поколения мыши стали вырождаться. Как это всё совместить?

В. Кузнецов. Любой трансген, то есть ген, используемый для переноса, абсолютно безопасен. Кодируемый этим трансгеном белок может быть также безопасным для человека и животных, а может обладать выраженной аллергенностью или токсичностью. Причём эти негативные эффекты могут быть реализованы ещё до того, как белок разрушится ферментами в желудочно-кишечном тракте человека.

Однако основные риски использования ГМ-продуктов питания кроются не столько в трансгенном белке, сколько в непрогнозируемом изменении клеточного метаболизма растения в процессе его трансформации, то есть встраивания трансгена в растительный геном. Растения в норме синтезируют десятки тысяч различных веществ, а с учётом того, что в отличие от всех других живых организмов растения имеют так называемый вторичный метаболизм, - сотни тысяч. И невозможно предугадать, какие именно характеристики могут измениться в результате произошедшего трансформационного события. В частности, в ответ на нарушение метаболизма при введении чужеродных генов в растениях могут накапливаться полиамины - органические азотсодержащие основания высокой биологической активности. Они образуются как нормальные продукты обмена веществ растений в микроколичествах. Однако при нарушении обмена веществ в неблагоприятных условиях окружающей среды (засуха, засоление почвы, действие техногенных факторов) возникает опасность накопления этих веществ в клетках до токсических концентраций. Особенно опасна аккумуляция путресци-на и кадаверина, которые впервые были открыты ещё в 1885 году как продукты разложения белка гнилостными бактериями и названы «трупными» ядами. Они вызывают отравление, образование язв на коже и слизистых оболочках, способствуют ускоренному развитию раковых опухолей. Полиамины в токсичных количествах могут попадать в организм человека как с некачественными продуктами животного происхождения, так и с растительной пищей. Одной из особенностей ядовитых растений (белладонна и др.) и грибов (мухоморы, бледная поганка) является высокое содержание в них путресцина и кадаверина. Исследования последних лет показали, что при активации экспрессии генов, отвечающих за образование полиаминов, в обычных употребляемых в пищу растениях или их плодах (в частности, в томатах) накапливаются избыточные количества этих соединений.

В. Лебедев. Мне неизвестны научные публикации, в которых бы сообщалось о вредном воздействии ГМ-растений или продуктов из них. Хочу подчеркнуть, именно научные, то есть выходу которых предшествуют положительные заключения рецензентов. Что же касается вырождения мышей, то, вероятно, имеются в виду эксперименты с крысами доктора биологических наук И. Ермаковой. Эти результаты в научной печати не публиковались, о них сообщалось только на конференциях и в СМИ. Однако, учитывая большой общественный резонанс, вызванный её работами не только в России, но и в мире, редакция самого авторитетного научного журнала в области биотехнологии «Nature Biotechnology» предложила И. Ермаковой ответить на ряд вопросов, а затем попросила экспертов прокомментировать её ответы («Nature Biotechnology», 2007, № 9, с. 981-987). Эксперты пришли к заключению, что из-за ошибок в проведении экспериментов результаты и сделанные из них выводы о вреде ГМ-сои являются некорректными с научной точки зрения.

Почему у нас только один институт - Институт питания РАМН - имеет право на выдачу решения о безопасности тех или иных продуктов, в том числе содержащих ГМО? Насколько объективны их заключения? Насколько современны и совершенны применяемые методики определения безопасности продуктов? Можно ли организовать в стране проведение нескольких независимых экспертиз?

В. Кузнецов. Институт питания Российской академии медицинских наук - именно та организация в стране, которая отвечает за безопасность пищевых продуктов. Решением Главного государственного санитарного врача РФ проведение экспертизы ГМ-продуктов было поручено указанному учреждению, а проведение медико-генетической экспертизы - центру «Биоинженерия» Российской академии наук. Обе организации имеют достаточно современную материальную базу для проведения подобных исследований. По поступающей из разных источников информации биологическая безопасность ГМ-продуктов питания проводится, прежде всего, камерально, то есть на основании представленных производителем или импортёром документов.

А. Баранов. Насколько мне известно, заключения, которые дал Институт питания РАМН в своих научных отчётах по проверке генетически модифицированных сортов таких растений, как свёкла и картофель, не вполне объективны и корректны. Во всяком случае, рассмотрев эти же научные данные, Комиссия по ГМО Государственной экологической экспертизы России сделала противоположные выводы, признав эти сорта небезопасными и не разрешив их коммерческое выращивание на территории Российской Федерации. Методические рекомендации и методы по проверке на биобезопасность ГМО разработаны, но, может быть, не вполне совершенны, поскольку наука всё время развивается и не стоит на месте. Более того, в результате генетических трансформаций могут образовываться новые белки, которые не детектируются при проверке и которые могут оказаться небезопасными для здоровья человека. Привнесение пищевых рисков может быть связано ещё и с тем, что не всегда уполномоченные институты исполняют все методические требования, предъявляемые к проверке на безопасность. Например, все 16 линий ГМ-растений, разрешённые на сегодня к использованию на территории России, прошли проверку только на одном поколении и лишь в одном случае - на двух, хотя методические указания, утверждённые Главным государственным санитарным врачом России, предписывают это делать на пяти поколениях. Проведение независимой проверки на безопасность организовать у нас в стране вполне реально. Во многих странах Запада за безопасностью продовольственного рынка следят общественные структуры, которым государство делегируют эту функцию. Получается как бы «народный контроль», который ведут ассоциации или общественные объединения под контролем государства.

В. Лебедев. Институт питания - ведущее научное учреждение в этой области. Помимо него экспертизу пищевых продуктов проводят также Институт вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова и Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана. Методики определения безопасности продуктов с ГМО разработаны на основе совершенствующихся в течение десятилетий методов оценки безопасности пестицидов, средств бытовой химии, лекарственных препаратов и т.д. Проведение независимых экспертиз конечно же возможно, но следует учитывать, что всесторонняя оценка пищевой безопасности одного ГМ-растения - мероприятие довольно затратное, продолжается год-полтора и требует наличия квалифицированного персонала из разных областей науки, соответствующего оборудования и т.д. Именно несоответствие методики экспериментов И. Ермаковой общепринятым международным протоколам по исследованиям на животных и явилось одной из причин, по которым эксперты не признали её результаты достоверными.

Переход к массовому использованию ГМО в сельском хозяйстве сулит огромные экономические выгоды, которые, естественно, вызывают позитивные социальные и политические эффекты. Поэтому «прорывные» программы (по типу «электрификации всей страны») весьма соблазнительны для правительств. 1. Каковы риски внедрения программ массового перехода к использованию ГМО в сельском хозяйстве? Отделите, пожалуйста, предполагаемые риски от доказанных. 2. Как вы оцениваете перспективы развития традиционных (селекционных) технологий, то есть согласны ли вы с тем, что это уже исчерпавшая себя «тупиковая ветвь эволюции»?

В. Кузнецов. Могут ли «прорывные» программы (по типу «электрификации всей страны») масштабного использования ГМО решить основные проблемы конкретного государства или общества в целом? Именно так ставился вопрос на пороге XXI века. В 2002 году одна из популярнейших российских газет поведала миру о том, что ГМ-продукты спасут человечество от голода; что ГМ-растения позволят решить энергетическую проблему на планете; что одна-две сотки земли дадут ГМ-вакцины для всей России и, наконец, что ГМ-растения позволят сохранить среду обитания.

Сейчас становится всё более очевидным, что активное использование ГМ-растений не является непременным условием процветания того или иного государства, прежде всего процветания экономического. Например, Аргентина, которая всё сельскохозяйственное производство сориентировала на ГМ-сорта растений, не может победить голод, тогда как страны Евросоюза практически не выращивают ГМ-растения, но обеспечивают высокий уровень жизни населения.

Можно выделить следующие основные агротехнические риски при выращивании ГМ-сортов:

Риски непредсказуемых изменений нецелевых свойств и признаков модифицированных сортов, связанные с плейотропным действием введённого гена. Например, у сортов, устойчивых к насекомым-вредителям, может снизиться устойчивость к патогенам при хранении и устойчивость к критическим температурам при вегетации;

Снижение сортового разнообразия сельскохозяйственных культур вследствие массового применения монокультур ГМО;

Риски отсроченного изменения свойств через несколько поколений, связанные с адаптацией нового гена и с проявлением как новых плейотропных свойств, так и изменением уже декларированных;

Неэффективность трансгенной устойчивости к вредителям через несколько лет массового использования данного сорта;

Сверхзависимость фермеров от монополизма производителей генетически модифицированных семян и химикатов;

Невозможность предотвратить генетическое загрязнение посевов нормальных (не трансгенных) сельскохозяйственных культур на прилегающих полях при выращивании генетически модифицированных растений.

Не согласен абсолютно, что традиционные (селекционные) технологии - уже исчерпавшая себя «тупиковая ветвь эволюции». Потенциал дикорастущих видов как доноров полезных для человека свойств (генов) далеко не исчерпан.

А. Баранов. Что касается колоссальных экономических выгод - это миф, придуманный производителями и держателями патентов на генетические вставки созданных ГМ-растений. Исследования и зарубежных и отечественных учёных (см. например, статью ведущего научного сотрудника Института системного анализа РАН кандидата экономических наук Р. А. Перелёта «Замечания по экономическим аспектам использования ГМО» в книге «ГМО - скрытая угроза России. Материалы к Докладу Президенту». - М., 2004, ОАГБ, ЦЭПР: 112-118) говорят о том, что традиционные культуры обычной селекции превосходят по продуктивности генетически модифицированные аналоги.

О рисках. Я уже частично ответил на этот вопрос выше. Добавлю лишь, что к наиболее значимым и доказанным на настоящий момент аграрно-экологическим рискам использования ГМ-культур можно отнести:

Снижение разнообразия традиционных (аборигенных) сортов растений и пород животных. Распространение ГМО ведёт к вытеснению других сортов и пород, а значит, к снижению сортового (породного) биоразнообразия. Это разнообразие является основой устойчивого сельского хозяйства;

Сокращение видового разнообразия. Производство ГМО приводит к сокращению видового разнообразия растений, животных, грибов и микроорганизмов, обитающих на полях, где они выращиваются, и вокруг них. Быстрорастущие виды трансгенных организмов могут вытеснить обычные виды из естественных экосистем;

Неконтролируемый перенос генов, особенно генов, определяющих устойчивость к пестицидам, вредителям и болезням, вследствие переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами. Как следствие - снижение биоразнообразия дикорастущих предковых форм культурных растений и формирование суперсорняков;

Распространение использования гербицидов широкого спектра (например, глифосината или глифосата), которое приведёт к обеднению видового состава полезной энтомо- и орнитофауны (насекомые и птицы) и разрушению агробиоценозов;

Истощение и нарушение естественного плодородия почв. ГМ-культуры с генами, ускоряющими рост и развитие растений, в значительно большей степени, чем обычные, истощают почву и нарушают её структуру. В результате подавления токсинами ГМ-растений жизнедеятельности почвенных беспозвоночных, почвенной микрофлоры и микрофауны происходит нарушение естественного плодородия почв.

О перспективах развития традиционных (селекционных) технологий. Традиционная селекция остаётся по-прежнему в арсенале генетики для получения сортов и пород сельскохозяйственных организмов. В последней «Декларации о генетическом разнообразии» Всемирной организации по продовольствию и сельскому хозяйству ООН (ФАО) как раз и делается основной акцент на сохранение и преумножение национальных пород и сортов, поскольку они являются плодом тысячелетних трудов наших предков и служат основой продовольственного суверенитета и безопасности государств. Так что рано списывать селекционеров со счетов! Я думаю, что они ещё не сказали своего последнего слова. Удачи им и процветания.

В. Лебедев. Одним из рисков массового выращивания ГМ-культур называют появление устойчивых вредителей и возбудителей заболеваний, способных преодолеть механизмы защиты, переданные с помощью генной инженерии, а также появление сорняков, устойчивых к гербицидам, используемым на ГМ-растениях. В этом нет ничего нового - противостояние болезни и селекционера продолжается всю историю селекции. Устойчивость сортов, выведенных обычным путём, также со временем ослабевает, благодаря чему постоянно и выводят новые сорта. То же касается и устойчивости к гербицидам - в результате мутаций такие сорняки появлялись на полях задолго до создания трансгенных растений. Именно из этих сорняков были выделены некоторые гены устойчивости к гербицидам, перенесённые затем в культурные растения. Меры борьбы с этим явлением также давно известны: чередование сортов с различными механизмами устойчивости, чередование гербицидов, получение трансгенных растений с двумя различными генами устойчивости: вероятность появления у одной особи двух мутаций, ведущих к приобретению устойчивости, практически нулевая.

Другой риск - это перенос трансгенов в окружающую среду. Однако далеко не каждое ГМ-растение и не в каждом месте способно скрещиваться с дикими видами. Существуют как естественные (самоопыление, отсутствие родственных видов), так и искусственные (индуцирование стерильности пыльцы, пространственная изоляция) препятствия. Селекционеры уже много лет выводят сорта с устойчивостью к болезням, вредителям и абиотическим стрессам (засухе, холодам и др.). Эти сорта также способны скрещиваться и передавать гены устойчивости. Однако до сих пор неизвестно о каких-либо случаях появления сорняков с повышенной выживаемостью или способностью к распространению.

Наконец, существует вероятность воздействия ГМ-растений на так называемые немишенные виды. Это относится к растениям с инсектицидной активностью, то есть синтезирующим белки, губительно действующие при поедании на вредителей. Однако такие трансгенные растения проходят проверку на безопасность для различных организмов (почвенных, водных, насекомых-опылителей и т.д.), и к выращиванию допускаются только те, которые её выдержали.

Традиционную селекцию не следует списывать со счетов по ряду причин. Во-первых, генная инженерия растений в ряде случаев лишь поставляет исходный материал для дальнейшей селекционной работы, хотя её кпд (генной инженерии) значительно выше, чем у других методов - гибридизации, мутагенеза и др. Во-вторых, с помощью методов генной инженерии пока нельзя переносить полигенные признаки, то есть признаки, кодируемые многими генами: продуктивность, размер, форму и вкус плодов и т.д. В-третьих, трансгенную технологию экономически нецелесообразно (по крайней мере в настоящее время) использовать для улучшения относительно малораспространённых сельскохозяйственных культур.

Поскольку вопрос безопасности употребления генетически модифицированных продуктов остаётся пока без уверенного положительного ответа, не считаете ли вы, что с генетически модифицированным продовольствием следует притормозить? Технические культуры - это пожалуйста! А вот ставить на человечестве сомнительные опыты с продовольственными модификатами - это по меньшей мере авантюрно, по большому же счету - преступно!

В. Кузнецов. Как показывают результаты опросов общественного мнения, значительная часть населения России думает точно так же. Однако сегодня ситуация такова, что более 100 млн га в мире используются для выращивания генетически модифицированных культур (5-7% от общих посевных площадей). Продовольственные рынки многих стран буквально «оккупированы» ГМ-продуктами. Биотехнологические корпорации затратили немало денег на получение и рекламу трансгенных сортов растений. Они горят желанием эти деньги возвратить, а кроме того, получить сверхприбыли. Нельзя не принимать во внимание и тот факт, что площади, отводимые под трансгенные культуры, продолжают увеличиваться (примерно на 10 млн га в год). Это означает, что выращивание ГМ-сортов сельскохозяйственных культур экономически выгодно. В таких условиях запреты на продажу ГМ-продуктов не сделают пищевой рынок более цивилизованным. Необходимо создать законодательную базу, которая, с одной стороны, обеспечит безопасность потребителя пищевой продукции, а с другой - создаст нормальные условия для развития бизнеса. Для этого необходимы независимая экспертиза безопасности ГМ-продуктов, их обязательное маркирование, жёсткий контроль соблюдения действующего законодательства в данной области, постоянный мониторинг пищевого рынка на наличие ГМ-продуктов, в том числе и не разрешённых для реализации. В настоящее время Евросоюз разработал мощную законодательную базу, регулирующую потоки ГМ-организмов и полученных из них продуктов. Правительство Москвы запретило использовать бюджетные средства на приобретение ГМ-продуктов для детских дошкольных заведений и школ. Одновременно введена добровольная маркировка всех продуктов, которые не являются генетически модифицированными, а также созданы 15 лабораторий для контроля ситуации на пищевом рынке.

А. Баранов. Вопрос о безвредности ГМ-продуктов для здоровья человека во всем мире пока остаётся открытым, а функцию млекопитающих по какой-то необъяснимой причине отнесены Роспотребнадзором к разряду специальных и считаются необязательными. По данным НИИ питания РАМН, в процессе государственных испытаний изучалось влияние на репродуктивную функцию млекопитающих только одного ГМ-продукта (соя линии 40.3.2), а опыт был поставлен только на двух поколениях подопытных крыс вместо пяти, рекомендуемых в Методических указаниях по медико-биологической оценке пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников, утверждённых Главным государственным санитарным врачом РФ Геннадием Онищенко 24 апреля 2000 года. По заявлениям специалистов НИИ питания РАМН, в отношении зарегистрированных в этом году в России линий ГМ-кукурузы исследования влияния на репродуктивную функцию млекопитающих вообще не проводились.

В то же время ряд независимых опытов, проведённых в России, даёт повод говорить о рисках, связанных с употреблением ГМ-продуктов в пищу. Последние исследования отечественных учёных доктора биологических наук И. Ермаковой (Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН) на крысах, а также М. Коноваловой (Саратовский аграрный университет МСХ) на мышах при добавлении в корм ГМ-сои и ГМ-кукурузы выявили у подопытных животных возрастание агрессивности, потерю материнского инстинкта, поедание приплода, повышенную смертность среди новорождённых в первом поколении, отсутствие второго и третьего поколений и т.д.

Самым последним международным свидетельством существования пищевых ГМ-рисков стали исследования группы учёных из Комитета по независимой информации и исследованиям в области генной инженерии (Париж), Института биологии университета Каена, университета Руана, проводивших независимую проверку представленных данных по безопасности ГМ-кукурузы MON863 американской компании «Монсанто». Исследования выявили ряд негативных изменений в здоровье подопытных млекопитающих, которых кормили кукурузой этой генетической линии, в том числе нарушение функции почек, повышение содержания сахара и жиров в крови. Европейская Комиссия по безопасности пищевых продуктов (EFSA) немедленно приняла решение провести срочные консультации с членами ЕС для выяснения, являются ли дополнительные научные данные, полученные французскими учёными, поводом для пересмотра ранее принятых решений в отношении кукурузы MON863. В России же кукуруза MON863 была одобрена к использованию ещё в 2003 году и используется до сих пор.

Таким образом, к настоящему времени как в России, так и за рубежом существует достаточно научных свидетельств, позволяющих с определённостью говорить о серьёзных рисках использования ГМ-продуктов, семян, сырья и кормов для природной среды и здоровья человека.

В. Лебедев. Я так не считаю. На сегодняшний день отсутствуют не только экспериментальные доказательства вредных последствий от употребления ГМО в пищу, но и научно обоснованные гипотезы о возможности таких последствий. Уверенный ответ получить невозможно, так как отсутствие чего-либо (в данном случае опасности ГМ-продуктов) доказать нельзя в принципе: тысяча (или миллион) экспериментов, подтверждающих безопасность, вовсе не гарантируют, что тысяча первый (или миллион первый) покажет обратное. «Опыты» на человечестве с ГМ-продуктами не более преступны, чем «опыты» с телевизорами, компьютерами, мобильными телефонами и прочими достижениями цивилизации.

Скажите, пожалуйста, зачем выводят новые породы деревьев, да ещё генетическим модифицированием? Чем плохи существующие породы? Правда ли, что введённый искусственно ген через два-три поколения «вырождается»? То есть, например, купили семенной материал какого-нибудь ГМ-растения, а на следующий год снова надо покупать, так как введённый ген по наследству не передаётся? И если это так, то почему говорят об угрозе биоразнообразию - ведь эти ГМ-культуры снова станут «обычными» растениями?

В. Кузнецов. Всю свою историю человек пытается улучшить потребительские свойства древесных растений, точно так же, как и сельскохозяйственных культур. В случае деревьев селекционеры пытаются увеличить скорость роста и тем самым сократить период, необходимый для получения товарной древесины, повысить качество древесины, улучшить декоративные свойства древесных насаждений и т.д. В настоящее время эти проблемы пытаются решить с использованием методов генетической инженерии. В данной области достигнуты значительные успехи. Однако, прежде чем начать коммерческое использование трансгенных деревьев, необходимо доказать их безопасность, в первую очередь для окружающей среды. Речь идёт об исключении возможного генетического загрязнения близкородственных видов и возможного негативного воздействия генетически модифицированных деревьев на структуру и стабильность фитоценозов, отсутствии аллергенного эффекта, например пыльцы, на человека, негативного воздействия на почвенную биоту и т.п. Реализация потенциальных негативных эффектов трансгенных деревьев на уровне биоценозов может привести к снижению биоразнообразия. Обязательства государств по сохранению биоразнообразия при решении различных проблем с помощью биотехнологий регулируются Международной конвенцией по биоразнообразию, которая вступила в силу 29 декабря 1993 года.

«Вырождается» ли трансген через два-три поколения? Как правило, нет. По меньшей мере у коммерческих сортов. Передаётся ли трансген по наследству? Да, передаётся. В данном случае правильнее говорить не о потере (удалении) трансгена, а об его «замолкании» (в науке используется термин «сайленсинг»), то есть о прекращении его экспрессии («работы»). Создаётся ситуация, при которой в организме присутствует встроенный ген, а информация с него не считывается. Этого гена как бы нет. Правда, «замолкание» трансгена является исключением, а не правилом. Однако и в случае реализации данного эффекта трансгенное растение не «превращается в обычное»; оно так и остаётся генетически модифицированным.

В. Лебедев. Улучшение существующего происходит во всех сферах человеческой деятельности - постоянно появляются новые модели компьютеров, бытовой техники, автомобилей и многого другого. К настоящему времени выведено около 25 тысяч сортов роз, но тем не менее ежегодно появляются сотни новых. Деревья не являются исключением. Одним из направлений селекции лесных пород является повышение их продуктивности. Так, деревья, выращиваемые на плантациях, в полтора-два раза более продуктивны, чем растущие в лесу. Такое улучшение достигнуто обычной селекцией. Другое направление - снижение содержания лигнина в древесине. В процессе производства бумаги лигнин удаляют из древесной массы с использованием большого количества химикатов, и уменьшение его содержания позволит упростить технологию и благоприятно скажется на экологии. Тема эта весьма актуальна - вспомните дебаты по закрытию целлюлозно-бумажных комбинатов, загрязняющих окружающую среду. В данном случае традиционная селекция бессильна, поэтому и применяются методы генной инженерии.

Говорить о «вырождении» гена не совсем верно. Введённые гены встраиваются в разные участки генома и, в силу ряда природных механизмов часть из них может прекратить работу (а часть никогда и не начинает). Поэтому при выведении трансгенного сорта обязательно проводят отбор на стабильность экспрессии и наследования встроенного гена. Необходимость покупки семян связана не с замолканием генов, а с особой технологией «гена-терминатора», когда семена от трансгенной культуры становятся стерильными или не всходят. Эта технология была запатентована семеноводческой компанией «Delta & Pine Land» и Министерством сельского хозяйства США и предназначалась для предотвращения попадания трансгенов в окружающую среду при скрещивания ГМ-культур с дикорастущими родственными видами. С другой стороны, её можно использовать и для защиты авторских прав. Противники ГМ-растений сделали акцент именно на последнем, обвиняя биотехнологические фирмы в намерении стать монополистами, заставляя фермеров ежегодно покупать у них семена. При этом почему-то не учитывается, что: во-первых, ещё в 1999 году компания «Монсанто » выступила с публичным заявлением об отказе от использования этой технологии в коммерческих целях (и она до сих пор не используется); во-вторых, в сельском хозяйстве уже несколько десятилетий широко используются гибриды F1, семена которых ежегодно приходится закупать заново; в-третьих, производители других товаров, к примеру программного обеспечения, также стараются предотвратить несанкционированное копирование их продукции.

Трансгенные растения в любом случае не несут угрозы биоразнообразию, так как встроенные гены не дают им конкурентных преимуществ по сравнению с дикорастущими растениями и они не могут их вытеснить.

Ваше отношение к вакцинам на основе ГМ-растений? Что, на ваш взгляд, опаснее - вакцины, полученные «обычным путём» или введением соответствующего белка в растения?

В. Кузнецов. Получение «съедобных» вакцин, то есть вакцин, производимых ГМ-расте-ниями, является очень заманчивым направлением инновационных технологий. Идея сама по себе хороша, но в настоящее время она находится практически на уровне лабораторных исследований. В мире получено много трансгенных растений, употребление которых в пищу может быть полезно при лечении очень тяжёлых заболеваний. Так, например, член-корреспондент РАН Р. К. Саляев (Иркутск) совместно с учёными НПО «Вектор» (п. Кольцово Новосибирской обл.) получили трансгенные растения томатов, плоды которых потенциально могут лечить от СПИДа и гепатита. Однако до коммерческого использования эти разработки пока не доведены. Учитывая тот факт, что получение съедобных вакцин в настоящее время находится лишь на самом начальном этапе своего развития, не представляется возможным сравнивать риски их использования с рисками использования традиционных вакцин.

В. Лебедев. Основной недостаток вакцин, синтезируемых в растениях и предназначенных для употребления в пищу (так называемые съедобные вакцины), - значительная зависимость их содержания от условий выращивания и хранения растений. При прохождении через желудочно-кишечный тракт вакцина инактивируется, поэтому для достижения результата требуется в 100 - 1000 раз больше антигена, чем при внутривенном введении. В случае недостаточного содержания антигена иммунный ответ может не выработаться и такая вакцинация окажется бесполезной - человек заболеет. Преимущества съедобных вакцин - тепловая стабильность (не нужны холодильники для хранения), простой способ введения (не нужен обученный персонал) и более низкая стоимость. Они наиболее перспективны для стран с отсутствием развитой медицинской инфраструктуры, где эти достоинства перевешивают недостатки.

Очень много говорят о генетически модифицированных растениях. А вот о ГМ-животных что-то особой информации не припомню. Ведутся ли работы в этом направлении? Если да - то каковы успехи, если нет - то в чём причина: нет нужды, это сложнее, чем с растениями, социально-этические запреты или что-то другое?

В. Кузнецов. Исследования проводятся, в том числе и в нашей стране. Имеются определённые достижения в этой области. Получено достаточно много ГМ-животных. В отличие от растений создавать трасгенных животных сложнее. В настоящее время мясо генетически модифицированных животных использовать в пищу запрещено. Надеюсь, что мои коллеги по интервью более подробно ответят на ваш очень интересный вопрос.

А. Баранов. Да, такие работы ведутся как у нас в стране, так и в ближнем и дальнем зарубежье. Судя по публикациям, многое декларируется, но не всё получается, видимо, именно поэтому в прессе мало публикаций.

Так, под руководством академика РАСХН Л. К. Эрнста получены свиньи с интегрированным в геном рилизинг-фактором гормона роста. По утверждению создателей, продукция, получаемая от этих экспериментальных животных, менее жирная, высококачественная и безопасная, что подтверждается исследованиями Института питания РАМН. Надо подчеркнуть, что все трансгенные организмы, будь то растения или животные, должны пройти длительные испытания на их биологическую безопасность и только после этого их могут разрешить к культивированию. В настоящее же время, скажу ещё раз, на территории Российской Федерации запрещено коммерческое выращивание и использование в промышленных масштабах трансгенных растений и животных.

В. Лебедев. Работы по получению трансгенных животных ведутся и достаточно давно - первые попытки относятся ко второй половине 70-х годов прошлого века. Создание таких животных довольно трудоёмко. Известно два основных способа их получения. Первый - инъекция чужеродной ДНК в зиготу (оплодотворённую яйцеклетку) с её последующей пересадкой в организм самки. Второй - инъекция трансформированных эмбриональных стволовых клеток в эмбрион. Направления использования трансгенных животных весьма разнообразны. Одним из них является создание животных с улучшенными хозяйственными признаками: повышенной продуктивностью (например, усиление роста шерсти у овец), с изменёнными свойствами молока, с устойчивостью к болезням или повышенной плодовитостью. Другое - использование в качестве биофабрик по наработке различных медицинских препаратов (инсулина, интерферона, фактора свертываемости крови и гормонов), которые выделяются с молоком. Ведутся работы по созданию трансгенных свиней, чьи органы не отторгаются иммунной системой человека и могли бы использоваться для трансплантации. Трансгенные лабораторные животные широко используются в исследовательских целях - на них моделируют различные заболевания человека, отрабатывают методы лечения, изучают функции различных генов и др.

Как вы относитесь к применению в терапевтических целях рекомбинантных человеческих гормонов, таких как терипаратид, соматотропин и прочие? Какое побочное влияние они могут оказывать на человеческий организм, и не опасно ли это для состояния генома пациента?

В. Кузнецов. Одной из наиболее перспективных областей применения технологии рекомбинантных ДНК является именно медицина, в частности генодиагностика и генотерапия различных заболеваний, создание лекарственных препаратов нового поколения и т.д. Особых успехов генная инженерия достигла в производстве инсулина, гормона роста и других биологически активных веществ белковой природы, используя в качестве «биологических фабрик» клетки микроорганизмов или даже клетки человека. В настоящее время в мире примерно 110 млн человек страдают диабетом; через четверть века их будет более 200 млн. В ежедневной инсулиновой терапии нуждаются 10 млн человек. Проблема обеспечения инсулином больных диабетом достаточно легко решается с помощью генной инженерии. Генно-инженерный инсулин практически идентичен натуральному инсулину человека и, как правило, не вызывает побочных эффектов. Сравнительно недавно академик А. И. Миро-шников наладил производство генно-инженерного инсулина в Институте биоорганической химии РАН (Москва). Эта технология вскоре будет реализована на заводе по производству инсулина, строительство которого начато в г. Пущино (Московская область). Ключевой вопрос безопасности при производстве генно-инженерных лекарственных препаратов - степень их чистоты. Химически чистый инсулин или любой другой аналогичный препарат, полученный с помощью технологии рекомбинантных ДНК, безопасен, так же как и натуральный инсулин. Опасность в данном случае может представлять не сам инсулин, а посторонние примеси, которые присутствуют в препарате вследствие его недостаточной очистки. В США имеется горький опыт употребления слабо очищенного триптофана, который применялся в качестве пищевой добавки в 1989-1990 годах и производился с помощью генетически модифицированных бактерий. По официальным данным, вследствие этой ошибки погибли 38 человек и 1000 человек остались инвалидами.

В. Лебедев. Гормоны, полученные рекомбинантным методом, позволили решить проблему нехватки или высокой стоимости их природных аналогов. Генно-инженерный инсулин применяется в терапии с 1982 года, и многочисленные исследования не показали каких-либо осложнений в результате его применения по сравнению со свиным. Соматотропин (гормон роста) раньше получали только из гипофиза умерших людей - мало того что его не хватало, так ещё существовала опасность заразиться вирусами. В целом же если препарат имеет идентичный химический состав, в нём отсутствуют вредные примеси, прошёл клинические испытания и получил разрешение на использование, то способ производства: получен ли препарат из бактерий (генно-инженерные гормоны), органов человека (соматотропин) или животных (инсулин) или же синтезирован химическим способом - не может оказать воздействия на пациента.

«Наука и жизнь» №6, 2008

Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы Глазко Валерий Иванович

Методы определения ГМО в пищевых продуктах

Их разработка началась одновременно с выходом пищевой продукции из ГМО на мировой продовольственный рынок. В настоящее время подавляющее большинство ГМО растительного происхождения, представленных на рынке, как было сказано выше, отличается от исходного традиционного сорта растения наличием в геноме рекомбинантной ДНК - гена, кодирующего синтез белка, который определяет новый признак, и последовательностей ДНК, регулирующих работу этого гена, а также собственно нового белка. В качестве мишени для определения ГМО в пищевом продукте могут рассматриваться как новый модифицированный белок, так и рекомбинантная ДНК.

Химические методы анализа продуктов из ГМО. Если в результате генетической модификации меняется химический состав пищевого продукта, для ее определения могут применяться химические методы исследования - хроматография, спектрсфотометрия, спектрофлюориметрия и другие, которые и выявляют заданное изменение химического состава продукта. Так, генетически модифицированные линии сои G94-1, G94-19, G168 имеют измененный жирнокислотный состав, сравнительный анализ которого показал увеличение содержания олеиновой кислоты в генетически модифицированной сое (83,8%) по сравнению с ее традиционным аналогом (23,1%). Применение в данном случае метода газовой хроматографии позволяет выявить генетическую модификацию сои даже в таких продуктах, которые не содержат ДНК и белка, например, рафинированное соевое масло.

Анализ нового белка. Присутствие в продукте нового белка дает возможность применять для определения ГМО иммунологические методы. Они наиболее просты в исполнении, имеют относительно низкую стоимость и позволяют определить конкретный белок, несущий новый признак. В настоящее время разработаны тест-системы, применяя которые можно проводить количественное определение модифицированного белка в таких продуктах, как изоляты и концентраты соевого белка и соевая мука. Однако в случае анализа пищевых продуктов, при производстве которых исходное сырье подвергается значительной технологической обработке (высокая температура, кислая среда, ферментативная обработка и др.), иммунологический анализ может давать нестабильные или плохо воспроизводимые результаты из-за денатурации белка. При исследовании, например, колбасных и кондитерских изделий, продуктов детского питания, пищевых и биологически активных добавок к пище иммуноферментный анализ неприемлем.

Возможность определения белка ограничена уровнем его содержания в продукте. Так, в большинстве генетически модифицированных культур, представленных на мировом продовольственном рынке, уровень модифицированного белка в частях растений, употребляемых в пищу, ниже 0,06%, что затрудняет проведение иммуноферментного анализа. Учитывая это, в большинстве стран основные способы определения ГМИ в продуктах - методы, основанные на определении рекомбинантной ДНК, например, метод полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Полимеразная цепная реакция. Строение ДНК одинаково во всех клетках организма, поэтому любая часть растения может быть использована для идентификации ГМО, что невозможно в случае определения модифицированного белка

ДНК более стабильна, чем белок, и в меньшей степени разрушается при технологической или кулинарной обработке пищевых продуктов, что делает возможным определение в них ГМО.

Метод идентификации рекомбинантной ДНК включает несколько этапов:

Выделение ДНК из пищевого продукта

Умножение (амплификация) специфической ДНК, характерной для определенного сорта генетически модифицированного растения

Электрофорез продуктов полимеразной цепной реакции (ПЦР) и фотографирование результатов электрофореза.

Как было указано выше, при создании трансгенного растения в геном вносится генетическая конструкция, которая состоит не только из гена, определяющего новый признак, но и последовательностей ДНК, регулирующих работу гена. Для этих целей используется метод ПЦР с маркерами на последовательность ДНК (ген), определяющий новый признак. Результат анализа позволит обнаружить тот сорт генетически модифицированного растения, который был использован при производстве анализируемого продукта.

В России в 2000 году метод ПЦР был утвержден Минздравом РФ в качестве основного для идентификации ГМИ растительного происхождения в пищевых продуктах. Чувствительность этого способа позволяет определить ГМИ в продукте, даже если его содержание не превышает 0,9%. Такой подход соответствует рекомендациям ВОЗ, принятым в большинстве стран мирового сообщества.

В 2003 году утвержден и введен в действие постановлением Госстандарта России N2 402 ст. от 29.12.2003 г. национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 52173-2003 «Сырье и продукты пищевые. Метод идентификации ГМО растительного происхождения», который утвердил этот метод для определения ГМ в пищевых продуктах.

Одновременно был утвержден национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 52174-2003 «Биологическая безопасность. Сырье и продукты пищевые. Метод идентификации генетически модифицированных источников (ГМИ) растительного происхождения с применением биологического микрочипа», основанный на ПЦР и включающий те же этапы, что и предыдущий. Отличие лишь в последней стадии, которая предполагает вместо электрофореза гибридизацию на биологическом микрочипе.

С помощью обоих методов, изложенных в указанных национальных стандартах, с одинаковой степенью надежности можно определить присутствие ГМ растительного происхождения в пищевых продуктах.