Генетически модифицированные организмы. Принципы получения, применение

Другая история связана с использованием в качестве пищевой добавки аминокислоты L-триптофана, полученной из генно-инженерной бактерии Bacillus amyloliquefaciens. В США у нескольких тысяч человек был обнаружен синдром эозинофилин-миалгии (eosinophilia-myalgya, EMS) в результате использования в пище L-триптофана. Умерли 37 человек, и более тысячи людей стали инвалидами. Неизвестный фактор оказал влияние на иммунную систему человека. Суставы и мускулы болели, конечности распухали. Изучение генетически модифицированной бактерии -- продуцента L-триптофана -- прояснило ситуацию. Оказалось, что в результате генетических манипуляций эта бактерия приобрела способность образовывать в небольших количествах этилен-бистриптофан, который и явился причиной развития заболевания и гибели людей.[2]

3.1.2 Аллергия

При попадании трансгенных белков в организм человека возможно возникновение разнообразных аллергических реакций, метаболических расстройств и т.д. Это вызвано тем, что вследствие трансформации генетически модифицированные организмы способны синтезировать токсичные для человека метаболиты, появление которых контролировать практически невозможно. Невозможно также заранее предусмотреть не только их химическую природу, но и сам факт их аккумуляции. В целом, около 25% всех белков, которые активно используются для получения ГМ растений, имеют аллергические свойства. Трансгенные белки, обеспечивающие устойчивость растений к различным видам насекомых-вредителей, грибковых и бактериальных заболеваний, могут иметь аллергенное действие, в зависимости от их концентрации в продукте. [1]

Сравнительный анализ частоты заболеваний, связанных с качеством продуктов питания, который был проведен в США и Скандинавских странах, показал, что население этих стран имеет достаточно высокий уровень жизни, примерно одинаковую потребительскую корзину и уровень медицинских услуг. Но оказалось, что за несколько последних лет частота пищевых заболеваний в США в 3-5 раз была выше, чем в странах Скандинавии. Единственным существенным отличием в питании является активное потребление ГМ продуктов населением США и их практическое отсутствие в рационе населения скандинавских стран.

Первые тревожные сведения стали поступать при использовании кукурузы "СтарЛинк" с повышенным содержанием токсичного белка, уничтожающего кукурузного червя. Производителем кукурузы была компания "Авентис", один из крупнейших производителей питания в Америке. Этот белок представляет собой сильный человеческий аллерген: он практически не переваривается, плохо разрушается при высокой температуре и является причиной развития аллергической реакции вплоть до анафилактического шока. Скандал был вызван в первую очередь тем, что фирма продавала "СтарЛинк" под видом обычной кукурузы. Семена опасной кукурузы случайно попали на поля кукурузы пищевой -- у сотни людей возникла сильная аллергия. Несколько тысяч тонн зерна ГМ-кукурузы было выведено из пищевого оборота, выращивание "СтарЛинк корн" прекращено. Однако в небольших примесях её до сих пор находят в некоторых партиях кукурузы. И действительно, в Швеции, где трансгенные культуры практически запрещены, число людей, страдающих аллергией, составляет всего 7%, в США же, где запретов на использование ГМО нет, -- в 10 раз больше, почти 70%. [2]

3.1.3 Онкология

Ещё в конце 20 века появились научные работы, в которых указывалось на связь ГМО с онкологией. В работе немецкого учёного Доерфлера (1995), которая так и называется "Проникновение чужеродной ДНК в геном млекопитающих и его последствия: концепция онкогенеза", рассказывается о механизмах возникновения новообразований в результате употребления ГМО. [9] В работе Эвена и Пуштая (1999) описывается образование опухоли в тонком кишечнике при добавлении в корм лабораторных животных ГМ-картофеля с геном лектина подснежника. В последние годы наблюдается всплеск онкологических заболеваний, особенно желудочно-кишечного тракта. Во много раз увеличилось количество детей, больных лейкемией. Существует много случаев, когда у матерей, которые питались трансгенными продуктами, рождались дети с этим страшным заболеванием. [10]

Для увеличения надоев от коров фирма "Монсанто" (США), продукция которой широко распространена на российском рынке, создала генетически модифицированный гормон роста. Но уже после того как исследования представили и утвердили, выяснилось, что в ГМ-гормоне встроена неподходящая аминокислота. Эксперименты привели к получению продукта с "ошибочной" структурой генов. Из пятидесяти девяти биоактивных гормонов, обнаруженных в молоке, которое взяли от коров, получавших гормон роста, наиболее опасным является IGF-1. Он стимулирует любой вид рака у человека. При пастеризации IGF-1 не уничтожается. [2]

3.2 Экологические риски

Потенциальное влияние ГМО на биоразнообразие связано с их возможным нецелевым (англ. non-target) действием. Все трансгенные растения обладают тем или иным нецелевым действием, жертвами которого могут быть, например, насекомые, травоядные животные, почвенные организмы и пр. В 1998 году было также выяснено, что токсин Cry1Ab из трансгенной кукурузы способен накапливаться в почве и сохраняться в ней в течение 350 дней, представляя угрозу для почвенных организмов. Недавно было показано, что пыльца кукурузы, содержащей токсин Cry1Ab, в случае ее попадания в реки и озера негативно влияет на некоторых насекомых, населяющих эти водоемы. В другой свежей публикации отмечается, что подобные инсектицидные токсины из ГМ растений способны негативно воздействовать на членистоногих. [11]

С момента появления первых публикаций такого рода ученые из разных стран неоднократно высказывали опасения насчет возможного негативного влияния ГМ растений на биологическое разнообразие. Правительство Великобритании предприняло интенсивные исследования влияния растений, генетически модифицированных с целью придания устойчивости к гербицидам (ГМУГ), на локальные экосистемы и нецелевые организмы. Было обнаружено, что ГМУГ-растения способны влиять биоразнообразие растений в районах их культивирования, и что этот эффект связан с эффективностью соответствующих гербицидов. В свою очередь то способно приводить к снижению популяций некоторых видов животных вследствие нарушения естественных источников их питания. [6]

Культивация растений, резистентность которых обусловлена единичным геном, в конечном счете приводит к преодолению сопротивления и к появлению более вирулентных штаммов. В результате производства сортов, устойчивых к вредителям, появляются насекомые, на которых смертоносные токсины просто не действуют. Так появились колорадские жуки, устойчивые к Bt картофелю (специально выведенному сорту, который "нормальные" колорадские жуки ели и дохли, так как он был для них ядом). В других случаях вредители просто перестраиваются на другие растения - томаты, перцы, баклажаны. [2]

Большинство сельскохозяйственных ГМ-культур помимо генов, придающим им желаемые свойства, содержат гены устойчивости к антибиотикам в качестве маркеров. Получается, что обычные антибиотики, как например ампициллин и канамицин используются при производстве пищи. Существует опасность того, что они могут быть перенесены в болезнетворные микроорганизмы, что может вызвать их устойчивость к антибиотикам. В этом случае традиционные методы лечения воспалительных процессов с помощью антибиотиков будут малоэффективны. [2]

Таким образом, возможны следующие неблагоприятные эффекты на окружающую среду:

· утрата ценных биологических ресурсов в результате засорения местных видов генами, перенесенными от ГМО;

· создание новых сорняков и усиление вредоносности уже существующих;

· выработка веществ-продуктов трансгенов, которые могут быть токсичными для организмов, живущих или питающихся на ГМО и не являющихся мишенями трансгенных признаков;

· неблагоприятное воздействие на экосистемы токсичных веществ, производных неполного разрушения опасных химикатов (гербицидов).

Глава 4. Ситуация с ГМО в России

На сегодня в мире нет точных данных как о безопасности продуктов содержащих ГМО, так и о вреде их употребления, поскольку длительность наблюдений за последствиями употребления генетически модифицированных продуктов человеком мизерна - массовое производство ГМО началось совсем недавно - в 1994 году. Тем не менее, все больше ученых говорят о существенных рисках употребления ГМ - продуктов. [1]

Поэтому ответственность за последствия решений, касающихся регулирования производства и сбыта генетически измененных продуктов, лежит исключительно на правительствах конкретных стран. К этому вопросу в мире подходят по-разному. Но, независимо от географии, наблюдается интересная закономерность: чем меньше в стране производителей ГМ-продукции, тем лучше защищены права потребителей в данном вопросе.

4.1 Маркировка и регистрация продукции

На российском рынке ГМ-продукция появилась в 90-е годы. В России разрешены 16 линий ГМ-культур (7 линий кукурузы, 3 линии сои, 4 линии картофеля, 1 линия риса, 1 линия свёклы) и 5 видов микроорганизмов. [Приложение 5, табл.1; Приложение 6, табл.1] Вроде бы разрешённых сортов немного, но добавляются они во многие продукты. ГМ-компоненты встречаются и в хлебобулочных изделиях, и в мясных, и в молочных продуктах. Много их и в детском питании, особенно для самых маленьких. Наиболее распространённой добавкой является ГМ-соя, устойчивая к гербициду "Раундапу" (линия 40.3.2). [8]

Комиссия государственной экологической экспертизы по оценке безопасности ГМ-культур, работающая в рамках закона РФ "Об экологической экспертизе", не признала ни одну из представленных для утверждения линий безопасной. Членами этой комиссии являются представители трёх основных российских академий: РАН, РАМН и РАСХН. Благодаря этому в России выращивание ГМ-культур официально запрещено, а вот импорт ГМ-продуктов почему-то разрешён. [2]

Отдельного внимания заслуживает тема маркирования продуктов, содержащих трансгены. Уже много лет во всем мире ведутся споры: как помечать продукты, содержащие ГМО? Нуждаются ли в маркировке все такие продукты или только те, в которых количество этих компонентов превышает 0,9%. В связи с этим осенью 2007 года была принята поправка в Закон РФ "О защите прав потребителей", указывающая следующее:

Статья 10, пункт 2: "Информация о товарах (работах, услугах) в обязательном порядке должна содержать:…сведения об основных потребительских свойствах товаров…, в том числе информация о наличии в продуктах питания компонентов, полученных с применением генно-инженерно-модифицированных организмов в случае, если содержание указанных организмов в таком компоненте составляет более девяти десятых процента". [8]

В России, в отличие от ЕС и даже США, в открытом доступе нет постоянно обновляемого единого реестра трансгенных культур, допущенных к использованию в пищу человеку. Кроме того, в России не принято открыто обсуждать вопросы регистрации новых трансгенов: у общественности и независимых специалистов нет возможности предварительно ознакомиться с документами исследований, направить в уполномоченные органы свои критические комментарии и замечания. [1]

Информация о зарегистрированных ГМ-культурах и ГМ-микроорганизмах находится лишь на сайте Роспотребнадзора, поиск ее затруднен. К тому же база данных свидетельств о регистрации содержит только документы, выданные с середины 2004 года. Тем не менее, это единственная возможность для граждан со значительным опозданием, но все же получить доступ к списку этих культур. [2]

4.2 Становление зон, свободных от ГМО

Официально "зона, свободная от ГМО" впервые прозвучало в 1998 г. В заявлении британского отделения Партии природного закона. 28 сентября 1998г. Партия призвала власти графств Великобритании к созданию ЗСГМО. Это понятие включало в себя запрет на выращивание ГМ - культур на всех землях, которыми владеет совет графства, а также запрет на использование ГМ - ингредиентов, в продуктах питания во всех государственных учреждениях, включая школы медицинские учреждения, дома престарелых.

До сих пор нет четкого определения термина ЗСГМО. Как, правило, под "зоной, свободной от ГМО" принято понимать любую территориальную единицу, организацию или сообщество, главы которых при согласовании с их жителями или членами принимают решение об от выращивания, и/или от распространения, или потребления ГМ семян, культур, продуктов и создают систему контроля за исполнением этого решения. [2]

В России процесс создания ЗСГМО постепенно набирает силу. На данный момент, как минимум, в 14 регионах России предпринимаются действия по созданию ЗСГМО: Архангельская, Курганская, Свердловская, Белгородская, Мурманская, Нижегородская, Тюменская, Томская области, Приморский край, Удмуртия, Кострома, Волгоград, Санкт-Петербург и Москва.

Существует несколько путей создания ЗСГМО, на национальном и региональном уровнях: референдум, введение моратория и добровольная декларация. Также довольно распространенной практикой является запрет закупки продуктов, содержащей трансгены, на бюджетные средства.

Как следует из мирового опыта, ЗСГМО - это не только использование экономических рычагов для воздействия на недобросовестного производителя и защита прав потребителя на информацию. В неменьшей степени ЗСГМО должны способствовать сохранению уникальных природных и качественных сельскохозяйственных территорий. [8]

В этом плане у России есть явное преимущество перед многими странами - неиспользуемые, отдохнувшие от химикатов сельскохозяйственные земли. По мнению экспертов, необходимо их охранять, использовать очень бережно, придать им особый статус, в том числе на уровне регионов законодательно закрепить запрет на применение ГМ-культур. В противном случае, из-за проблем, связанных с глобализацией и ухудшением экологической обстановки, эти территории могут быть уничтожены или потеряют свою ценность. Тогда Россия из потенциальной "экожитницы" всего мира рискует превратиться в колоссального нахлебника.

Заключение

Сегодня сложно в полной мере постичь значение генной инженерии для будущего человечества. К сожалению, наши знания о генах еще очень скудны. Даже с фундаментальными научными открытиями мы продолжаем двигаться маленькими шагами к их познанию и осмыслению. Вместе с тем уровень коммерциализации и скорость распространения современных биотехнологий в условиях глобализации экономики является впечатляющим. Бесспорным фактом является и то, что расширение сферы применения современных биотехнологий имеет необратимый характер и будет в дальнейшем стремительно развиваться. И этот процесс, как и научный прогресс, остановить уже невозможно и мы должны воспринимать его спокойно и взвешенно.

Ученые рассматривают современные биотехнологии как средство решения глобальных проблем человечества, таких как нехватка продовольствия, ограниченность природных ресурсов, сохранение окружающей среды и экосистемы Земли, поиск новых источников энергии и т.п. Ряд экспертов прогнозирует, что произойдет индустриальное сближение сельскохозяйственных, пищевых, фармацевтических, волоконных и энергетических предприятий, а также компаний по производству микропроцессоров и информационных технологий. Чаще путем генетических манипуляций растения приобретают агрономически ценные характеристики. Они и впредь будут доминировать в новых сортах трансгенных растений, но постепенно будет увеличиваться доля сортов с измененными питательными свойствами. К 2015 году, по прогнозам экспертов, ожидается появление на рынке около 120 новых ГМО, которые уже сегодня находятся на разных стадиях полевых и лабораторных исследований для дальнейшей их коммерциализации. Близится к завершению процесс создания ГМ-лосося и некоторых ГМ-животных. Существующие рынки ГМ-культур, ГМ-семена сохранят в будущем тенденцию к росту, вероятно также, произойдет дальнейшее увеличение спроса на органические продукты питания, объем рынка которых ежегодно растет на 20%.

Особенно остро сегодня стоит вопрос возможных рисков и угроз для здоровья человека и экосистемы Земли связанных с ГМО. Необходимо отметить, что в настоящее время нет точных экспериментальных данных, которые бы четко указывали вред ГМО. Также не существует экспериментальных данных, которые бы однозначно подтверждали их безопасность для человека и экологии, особенно при длительном потреблении и культивации. Это связано с тем, что предсказать и оценить все возможные риски, связанные с ГМО, сегодня практически невозможно, поскольку при встраивании определенного гена, модифицированный организм в различных условиях, сразу или через определенный период времени, может приобрести целый ряд свойств, появление и особенности которых заранее предсказать невозможно из-за недостаточной изученности механизмов функционирования генома. Поэтому сегодняшняя дискуссия относительно безопасности или вредного воздействия ГМО строится преимущественно на более или менее обоснованных гипотезах, которые требуют дополнительных исследований и экспериментальных подтверждений. С большой вероятностью можно утверждать, что мы все являемся участниками глобального эксперимента по ГМО, специфика и опасность которого заключается в том, что в случае возникновения негативных последствий, которые трудно предвидеть заранее, их невозможно остановить и тем более повернуть вспять.

Список использованных источников

1. Дягтерев Н. Генная инженерия: спасение или гибель человечества?--СПб.: ИК "Невский проспект", 2002. -- 128 с .

2. Ермакова Н.В. Что мы едим? Воздействие на человека ГМО и способы защиты. -- 2-е изд. -- М.: Амрита, 2011. -- 64 с.

3. Ермишин А.П. Генетически модифицированные организмы: мифы и реальность. - Мн.: Технология, 2004. - 118 с.

4. Рыбчин В.Н. Основы генетической инженерии. 2-е изд., перераб. и доп.: Учебник для вузов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. 522 с.

5. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия: Учеб.-справ. Пособие. - 2-е изд., испр. и доп. - Новосибирск: Сиб. унив. Изд-во, 2004. - 496 с.; ил.

6. Кузнецов В.В., Куликов А.М. Генетически модифицированные организмы и полученные из них продукты, реальные и потенциальные риски // Российский химический журнал, 2005, № 69 (4), с. 70-83.

7. Семенова М.Л. Зачем нужны трансгенные животные. Соросовский образовательный журнал. 2001, Т. 7, № 4, С. 13-20.

8. Зоны, свободны от ГМО, опыт России / под ред. В.Б. Копейкиной. -- 2008.

9. Doerfler W. The insertion of foreign DNA into mammalian genomes and its consequences: a concept in oncogenesis. Adv Cancer Res. 1995, 66, 313-44.

10. Pusztai A. Genetically Modified Foods: Are They a Risk to Human/Animal Health. Biotechnology: genetically modified organisms. 2001.

11. Saxena D. et al. Vertical movement in soil of insecticidal Cry1Ab protein from Bacillus thuringiensis. Soil Biol. Biochem. 2002, 34, 111-120.

12. http://gmo/runews.html

13. http://2010/igem/org/TeamNewcastle.html

14. http://gmo/ rusections19.html

15. http://dia-club/ruforum_ruviewtopic/phpt=9463.html

Приложение 1

Рис.1. Упрощенная схема получения генетически модифицированного микроорганизма

Приложение 2

Рис.1. Схема плазмиды Ti

Рис.2. Основные этапы агробактериальной трансформации

Приложение 3

Рис.1. Получение трансгенных растений с помощью Agrobacterium tumefaciens

Приложение 4

Рис.1. Схема действия BacillaFilla

Приложение 5

Табл.1. Список ГМ-культур, зарегистрированных в России для использования в пищу населением

Приложение 6

Табл.1. Перечень генетически модифицированных микроорганизмов (ГММ), имеющих официальное разрешение на применение в пищевой промышленности в Российской Федерации

Размещено на Allbest.ru