Главная › Проведение экспертиз › Мифы нашего времени: генетически модифицированные организмы. Так ли страшен черт? «Генетически модифицированные организмы (гмо)

Мифы нашего времени: генетически модифицированные организмы. Так ли страшен черт? «Генетически модифицированные организмы (гмо)

Человеку давно свойственно интересоваться окружающим миром и находить объяснения тому окружающим вещам и событиям. Собственно, без этого человек не стал бы человеком. На базе верований, мифов развивалась сначала религия, а потом - и современная наука, которая уже весьма успешно объясняет окружающий мир от очень малых до впечатляющих масштабов. Но всегда оставались люди, которые противились прогрессу и распространяли устоявшиеся мифы, уверяя, что они отвечают на все вопросы и незачем двигаться дальше. Гром гремит - это Перун-громовержец злится; кто-то заболел - это Бог его наказывает, вот тебе объяснения, отстань, не задавай вопросов, а лучше помолись.
Современные мифы более глубоки и обычно связаны с наукой. Причины понятна - наука развилась (особенно в последнее время) до такой степени, что часто нужен колоссальный объем знаний, чтобы просто понять, о чем вообще идет речь. У многих людей этого объема нет или безвозвратно потерян, что и снижает их сопротивляемость к разного рода мифам нашего времени. Миф про вредность пищевых добавок Exxx; миф про полезность натурального и вредность «химии»; миф про врачей-убийц, травящих людей прививками; миф про настолько страшное ГМО, что наклейки с надписью «без ГМО» надо клеить даже на салфетки и на пачки с солью.

Что такое ГМО? Зачем они нужны? Как велика опасность и польза от их использования? Есть ли доказательства безопасности этих организмов?

Disclaimer: автор статьи не имеет отношения к биологии - не является ни биологом, ни биохимиком, ни генетиком и не обладает хоть сколько-то родственной профессией. Эта статья - всего лишь попытка разобраться с ворохом информации и реальности об одной из угроз современного мира. Так что если вы ближе к биологии и генетике, заранее предупреждаю, вы можете пострадать при чтении статьи, например, лопнуть от смеха. Фактически данная статья является компиляцией статей по теме ГМО (ссылки приведены в тексте).

Что такое ген и генотип

С самого начала определимся, о чем пойдет речь. Для начала - что такое ген? Как известно, носителем наследственной информации (генома) является ДНК - длиннющая молекула, выглядящая как двойная спираль, которая содержится в каждой клетке организма и хранит полную информацию об организме. В редких случаях (у вирусов) носителем наследственной информации является РНК.

На картинке - ДНК, обрабатываемая ДНК-лигазой (картинка из Википедии)
ДНК - колоссальная по размерам молекула, если ее спираль просто развернуть, эта линия будет длиной в несколько сантиметров. ДНК содержит последовательность генов (геном), которые вместе с условиями окружающей среды (условиями роста) и определяет фенотип - внешний вид организма (да и внутренний тоже), его особенности, особенности внутренних процессов. Каждый ген кодирует производство какого-то белка или функциональной РНК, которые впоследствии и участвуют в биохимических процессах организма.

Различных белков огромное множество с различным назначением, например, в человеческом организме есть белок гемоглобин, который используется организмом для обеспечения внутренних органов кислородом, есть инсулин, который регулирует уровень глюкозы в крови, и множество других.

Инсулин. За его производство в организме отвечает один из генов 11-ой хромосомы.
Очевидно, что у разных людей разные ДНК, ведь люди не похожи друг на друга (и не у людей тоже - фактически каждый организм, за исключением разве что самых простейших, обладает своей собственной уникальной ДНК). ДНК постоянно меняется - под воздействием внешних факторов (радиации, ультрафиолета и прочего) в ДНК возникают мутации - изменения генов, «выключение/включение» генов и прочие трансформации. По теории эволюции, наиболее удачные мутации закрепляются, особи с неудачными мутациями отсеиваются. Мутации ДНК происходят чаще, чем принято думать. Человеческое тело ежесекундно пронзается сотнями высокоэнергетических космических частиц, естественно, многие из этих частиц попадают в ДНК и вызывают в нем изменения. Многие из этих изменений исправляются самим организмом (см. выше картинку с ДНК-лигазой, которая как раз и занимается репарацией ДНК), но некоторые оказываются устойчивыми и приводят к различным мутациям. Мутации могут быть вредными (например, в клетке «ломается» механизм внутреннего контроля размножения и получается раковая клетка), могут быть нейтральными и полезными - полезные закрепляются в процессе эволюции. Отметим, что по теории эволюции закрепляются положительные мутации, то есть те, которые позволяют виду выживать в текущих условиях. Человек же закрепляет то изменение растений (и животных), которое выгодно ему, а не окружающей среде - более сочные и крупные яблоки, более дойные коровы и так далее. Для этого существует селекция и генетическая модификация.

Традиционная селекция

Поскольку ГМО сравнивается часто именно с традиционной селекцией (кстати, часто создается впечатление, что противники ГМО не знают о ее методах вообще ничего), надо обязательно упомянуть о методах традиционной селекции.
На самом деле традиционная селекция целью ставит то же самое - изменение генотипа определенного вида (в основном растений), чтобы достичь нужных человеку результатов. Селекция на растениях проста еще и тем, что растения очень склонны к изменению генотипа в зависимости от внешних условий - у них это один из методов защиты от животных и прочих вредителей, выработавшийся в процессе эволюции. Упомянем некоторые методы селекции:

Отбор. Самый древний и самый простой метод селекции. Сеем овощи/фрукты, собираем, оставляем только те, которые нам нужны (например, с самыми крупными плодами), опять сеем, опять растим и отбираем и так далее. Так выведена, например, антоновка. Он же очевидно и самый медленный метод селекции.
Полиплоидия. Дублирование хромосом в растении, что приводит к увеличению размеров клеток и всего растения. Цитата отсюда:
В настоящее время применяют методы искусственного получения полиплоидов, воздействуя на растения разными мутагенами (в основном колхицином), разрушающими веретено деления клетки. Таким образом из диплоидных (2n) можно получить тетраплоидные (4n) формы.
Колхицин - токсичное вещество. Его планировали для борьбы против рака из-за высокой токсичности по отношению к раковым клеткам, но запретили, когда обнаружили, что и для обычных клеток оно тоже токсично.
Мутагенез. Спонтанное или индуцированное получение мутантов (изменение генокода). Опять уступим место цитатам:
http://sbio.info/page.php?id=40 :
Индуцированные рентгеновыми лучами мутанты были выделены у многих злаков (ячменя, пшеницы, ржи и др.). Они отличаются не только повышенной урожайностью, но и укороченным побегом. Такие растения устойчивы к полеганию и имеют заметные преимущества при машинной уборке.

http://vodospad.kiev.ua/books/book18/dubinin_16.html
В настоящее время на базе громадного развития ядерной физики, давшей новые доступные источники излучений в виде гамма-лучей от Со60, нейтронов в ядерных реакторах и т. д., мощное влияние радиации используется в практических целях по селекции растений и микроорганизмов.Создание новых методов радиационной селекции было связано с развитием ряда научных положений в области генетики, и в первую очередь с разработкой вопроса о природе материальных основ наследственности, знание которых позволило вскрыть физическую и химическую природу воздействия радиации на наследственные структуры в клетке.
…
При введении в промышленное использование исходного штамма пеницилла (штамм 1951В25) его активность составляла всего лишь около 50 единиц. Продажная стоимость пенициллина в то время была громадной. За десять лет работы методами радиационной селекции, к 1960 г., были получены штаммы с активностью до 5000 единиц. При этом получены штаммы, не выделяющие золотисто-желтого пигмента, что резко облегчило химическую очистку пенициллина. В результате пенициллин стал дешевым, общедоступным лечебным средством. То же произошло со стрептомицином. Активность исходных штаммов составляла около 200 единиц, сейчас радиационные штаммы выделяют 2000 и более единиц.

Может, подобные методы селекции уже не применяются? Пожалуйста - современный метод селекции TILLING . Зародыши пшеницы обрабатываются сильным мутагенным и канцерогенным веществом Ethyl methanesulfonate , что приводит к мутациям около половины генов растения. После чего сканированием определяется растение, в котором изменен конкретный нужный нам ген, и путем постепенного скрещивания c нормальным видом добиваются получения более-менее вменяемого растения с нужным модифицированным геном. И, скорее всего, с кучей других модифицированных генов, которые никак не проявили себя на контроле.

Таким образом, традиционная селекция широко использует такие методы: как облучение рентгеном, облучение радиацией, использование токсических веществ. Очевидно, что при этом меняется солидная часть генокода, причем никто не контролирует, что именно изменилось в коде и какие последствия эти изменения могут вызвать.

В общем, фактически единственное отличие традиционной селекции от генетической модификации в том, что в генной модификации мы знаем, что меняем, знаем, что хотим получить и целенаправленно. В традиционной - не знаем , просто смотрим, нужный получился или нет.

Аргументы за

Аргументы «за» легко найти у производителей генетически модифицированных организмов, а также просмотреть в базе данных генетических модификаций . Это и повышенная урожайность, и наличие определенных веществ (например «золотой рис» - рис с повышенным содержанием витамина A, подробнее чуть дальше), устойчивость к гербицидам, позволяющим изменять механизмы опрыскивания гербицидами посевов, выработка определенных токсинов против вредителей (например, картошка с устойчивостью к колорадскому жуку), что позволяет сократить использование тех же пестицидов, и так далее.
Страхи против ГМО обычно связаны именно с ГМО, употребляемыми в пищу. Но этим их область употребления не ограничивается. При помощи генной модификации, например, выведены: кошки, светящиеся в темноте , кошки , которые не вызывают аллергию, бактерии, вырабатывающие определенные лекарственные средства, и много других .

Аргументы против

Разберем аргументы «против», которые употребляют противники ГМО. Аргументы приведены в порядке убывания бредовости. Ниже даны комментарии по поводу.

Добавят в помидоры гены камбалы, а человек будет это есть и у него жабры вырастут

Для среднего обывателя, может, и необязательно знать, что ген и генотип - это разные вещи. И что не бывает гена помидора или гена камбалы. И что при модификации меняется не генотип, а отдельные гены, причем не искусственные, а вполне себе обычные гены (могут быть из растений или животных, а могут быть просто «включенные» гены самого растения). Но вот почему те же самые гены, съеденные отдельно в виде обычной камбалы и обычного помидора, не приводят к вырастанию жабр, а объединенные в один организм приводят - лично для меня загадка.
Кстати, шутка про помидор с геном камбалы весьма старая и является всего лишь шуткой. Самый известный генетически модифицированный помидор - это сорт Flavr Savr , модификацией которого пытались избавиться от «невкусности» магазинных помидоров - в нем просто «отключили» ген, ответственный за «слом» клеточных стенок при созревании помидора (то есть никаких новых генов не добавляли, просто сделали недействующим один из существующих, ответственный за выработку пектина). Первоначально линия была довольно популярной, но из-за истории с опытами Пуштаи (см. дальше) и начавшейся всеобщей истерии по поводу ГМО ветку закрыли, больше ГМО-помидоры на рынок не поступали никогда.

А откуда знать, что они там изменили?

Многие люди не в курсе, что все ГМО подлежат обязательной регистрации, и есть открытая база данных всех ныне существующих ГМО-организмов:http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/default.asp . Как минимум указывается описание изменения.Кроме того, опять-таки стоит сравнить с традиционной селекцией, где уже точно неизвестно, какие именно части изменились в геноме.

Проблема в том, что плохая «лежкость» помидора является следствием его вкуса - главные составляющие вкуса помидора (глютамат и прочее) при высоком содержании (во вкусных зрелых помидорах) приводят к «слому» клеточных стенок из-за высокого содержания пектина, и сам помидор становится очень уязвимым - обычный садовый помидор очень трудно довезти до полок магазина, он мягкий, мнется и портится. Поэтому селекцией вывели помидор, в котором такого слома не происходит, сам помидор крепче, но вот вкус в итоге пострадал, поскольку со сломом выработки пектина в ходе традиционной селекции поломалась и выработка глютамата и прочих вкусняшек.

Надо есть только натуральную, проверенную веками пищу

Здесь объединяются два очень распространенных мифа:

Иррациональная вера в «натуральное» и то, что оно обязательно лучше «искусственного». Базируется на нелепой уверенности в том, что природа создала яблоки, бананы, кукурузу, сою и так далее исключительно для потребления человеком и в них содержится идеально сбалансированный для человека набор витаминов, белков, жиров и всего прочего.
Убежденность в том, что все не-ГМО продукты, продающиеся на рынках и в магазинах - неизменные в течении веков сорта, которые люди едят и выращивают уже очень давно.

Полезно знать, что практически 100% сортов продуктов, являющихся основными кормовыми для людей и животных (картошка, кукуруза, соя и так далее) насчитывают максимум несколько десятков лет истории - большинство выведены селекцией в 20-м веке и не имеют аналогов в живой природе (и в дикой природе, кстати, не выживают). Дикие яблоки выглядят как сильно уменьшенные копии своих собратьев на полках магазинов, а дикую кукурузу в природе и не встретишь уже.
Данный аргумент также удивительно слышать от людей, у которых картошка является одним из основных продуктов питания. А ведь еще каких-то 200 лет назад попытка заставить крестьян выращивать картошку вызывало неприятие вплоть до «картофельных бунтов». Место цитате :

При Екатерине II “земляная груша”, “тартуфель” начал внедряться в России как средство борьбы с голодом. 8 февраля 1765 года указом императрицы все губернаторы обязывались лично заботиться о разведении продукта. Но сельские власти отнеслись к делу формально и тихо саботировали. В отписках в Петербург сообщалось: “Оных яблоков ноне в появе не было”, “по Божескому изволению ни единого того яблока урожаю не оказалось”, “яблоко то мирянам не показалося”, “не только приплоду, но и что посажено в земле не оказалося”.

или отсюда :

Распоряжение о посеве картофеля, не имевшее принудительного характера, было сделано еще в 1837-1838 годах и не вызвало в народе никаких толков. Впоследствии же, когда волнение уже вспыхнуло, народ ухватился и за него, отыскивая в нем доказательств его убеждения в продаже крестьян какому-то господину. Награды, обещанные за посевы картофеля, были непонятны крестьянам, и они старались найти в действиях начальства какой-то особенный, тайный смысл. Будучи обеспечены в хлебе, они видели в картофеле такой же не нужных для них овощ, как и всякий другой. Награды эти могли иметь значение в губерния не хлебородных, в которых картофель мог заменить собой недостаток в хлебе.

То есть картошка, «проверенная временем», в целом не насчитывает и пары веков использования, а современные сорта - даже нескольких десятков лет (например, популярный сорт «Невский» внесен в реестр Украины только в 1984 году).
И это картошка, один из основных продуктов питания. В тему можно упомянуть весьма любимые многими мандарины, апельсины и прочие экзотические фрукты, которые массово здесь есть не могли всего-то сотню лет назад.

Любителям «натурального» можно задавать простые вопросы - зачем природа создала кучу ядовитых ягод, растений и животных, которые человеку есть нельзя? Аргумент «проверенные временем» тоже не проходит - есть пример проверенного временем и давно используемого растения, которое вызывает рак (подчеркиваю, не служит стимулирующим фактором, не сопутствующим признаком, а именно напрямую вызывает рак мочевыводящих путей).

ГМО недостаточно исследованы и нет исследований, доказывающих их полную безопасность

Читатели, которые знакомы с формальной логикой и приемами ведения дискуссий, моментально должны раскусить нелепый прием во фразе «не доказана полная безопасность». Для тех, кто не понял - гуглим «чайник Рассела». Если кратко - формально невозможно доказать полную безопасность чего-либо, по той простой причине, что принципиально невозможно доказать отсутствие чего-либо.
А существует ли и доказана ли опасность ГМО? Безусловно, существует - например, при помощи ГМО вполне можно вывести, например, помидоры с цианидом и они будут смертельно опасны. И тут читателю предоставляется очередное упражнение в логике - значит ли это, что все ГМО априори опасны и их производство и исследования следует запретить?
Более того, абсолютно безопасных продуктов не бывает. Даже банальный дигидрогена монооксид смертельно ядовит при разовом применении в объемах от 10 литров. Поэтому вопрос стоит ставить так - являются ли коммерческие ГМО-продукты более опасными, чем традиционные не-ГМО продукты. Результаты экспериментов показывают, что нет, не более опасны. И даже если предположить теоретическую опасность, то реальные положительные эффекты от применения ГМО намного превосходят гипотетический вред от него же.
И опять стоит напомнить, что продукты традиционной селекции проверяются на добровольных основаниях. То есть, как правило, не проверяются никем.

Научные исследования подтверждают вредность ГМО

Часто упоминаются в споре. Что ГМО вызывают рак; что ГМО приводит к бесплодию в третьем поколении; что ГМО вызывают желудочные проблемы. Общее у этих исследований одно - невоспроизводимость результатов. Рассмотрим некоторые исследования:

ГМО насчитывает уже более 20 лет исследований. И нет ни одного построенного по правилам научного исследования, которое бы показало опасность таких организмов именно вследствие использования генной модификации.

Greenpeace против ГМО

Да, популярная «общественная» организация Greenpeace является ярым противником ГМО и всячески протестует против его применения и исследования. Доходит вплоть до того, что самые ярые активисты уничтожают экспериментальные посевы ГМ-пшеницы - результаты пятилетней работы ученых.
Кто такие Greenpeace? Теоретически - борцы за экологию, с засильем корпораций, которые отравляют планету и так далее. Практически же это давным-давно организация, сделавшая себе имя на мифической «защите природы» и зарабатывающая деньги экологическим рэкетом. Недавно я наткнулся на эмоциональную, но любопытную статью по теме Greenpeace, факты в которой говорят сами за себя .
Но, может, Greenpeace приводит разумные аргументы против ГМО? Почитаем . Видим те же популистские лозунги про «неиследованность», а также повторение старого анекдота про помидоры с геном камбалы. (Организация, борящаяся против ГМО и при этом не отличающая ген от генома - это весьма показательно, я считаю. Подчеркиваю, это официальный сайт). Но даже они подтверждают, что ГМО исследуется уже более 20 лет.

ГМО-растение может скреститься с диким и уйти в дикую природу

ГМО-семена специально делают бесплодными, чтобы фермеры были вынуждены покупать их каждый год

Оба мифа сведены вместе, чтобы продемонстрировать, что творится в головах отдельных людей. Да-да, многие противники ГМО употребляют оба этих аргумента одновременно.
Сначала появился первый аргумент - что ГМО-растения могут взаимно оплодотворяться с дикими и уйти в дикую природу. В самом «продвинутом» варианте - что ГМО-растения сами отрастят себе ноги и сами уйдут. Всерьез рассматривать последнее не будем, но для рассмотрения самой возможности «ухода в дикую природу» должны выполняться несколько условий: наличие рядом с полями близкородственных растений, способных к взаимному опылению с гм-растениями, сам факт такого опыления и главное - что получившийся гибрид действительно выживет в дикой природе (то есть будет обладать свойствами, позволяющими ему активно бороться с сорняками и прочими растениями, которые уже занимают некультивированные земли). Поскольку ни целью селекции, ни целью гм-модификации почти никогда не является получение растения, способного выжить в дикой природе - то данную опасность следует признать серьезно преувеличенной.
Тем не менее, некоторые семена производители делают стерильными (в основном из-за обвинений предыдущего пункта). Это дало плод для спекуляций вроде «производители ГМО подсадят фермеров на свой продукт и заставят его покупать каждый год». Почему у фермеров при этом отшибет память и они забудут, как выращивать неГМО-растения и почему фермерам в данном случае будет запрещено покупать обычный селекционный (неГМО) материал - обычно не уточняется.
Так вот, фермеры, как правило, уже закупают семенной материал каждый год. Дело в том, что выращивание семенного материала и выращивание собственно продукта, который дальше идет на продажу (в хлеб, на корм скоту,...) - это разные занятия и фермерам удобнее покупать готовый семенной материал, чем выделять земли для выращивания семенного материала, тщательно контролировать его рост, обеспечивать хранение семенного материала и так далее.
Кроме того, закупка семенного материала фермерами проводится регулярно также из-за того, что гибридные (мутантные) версии растений, которые они выращивают, при семенном скрещивании с обычными (переопылении) теряют свои гибридные свойства уже во втором-третьем поколении (вырождаются) - см. закон расщепления по Менделю. Чтобы не терять свойства гибридов, их надо скрещивать исключительно между собой, то есть выделять специальные поля для этого, следить за стерильностью этих полей от негибридных вариантов - в общем, всем этим фермерам, как правило, заниматься не очень хочется, для этого есть отдельные специальные производители семенного материала.

Правительство не стало бы запрещать ГМО, если бы оно было безвредным

Данным аргумент базируется на странной уверенности, что правительство первоначальной целью ставит пользу от своего служения обществу. В большинстве же случаев (особенно в наших странах, в данном контексте я имею в виду Россию и Украину) основная цель правительства - удержание своего места, если надо будет - любой ценой. Если большинство населения не будет любить, например, самолеты - будте уверены, правительство их тоже запретит.
Да, градус истерии достиг таких высот, что правительство, например, Украины, выпустило постановление об обязательном уведомлении покупателя, содержит ли или не содержит ГМО отдельные продукты, что по букве закона ведет к таким парадоксам, как необходимость маркировки «без ГМО» даже на соли, воде и салфетках.

Здравый смысл все-таки возобладал и в Украине и в Росии подобную маркировку отменяют, а взамен вводят обязательную маркировку, если продут содержит более 0,9% ГМО .

В Индии наблюдается череда самоубийств фермеров из-за ГМО

Миф утверждает, что из-за большого распространения ГМО в Индии наблюдается череда самоубийств фермеров, которые их выращивали. На самом деле прямой связи между ГМО и самоубийствами индийских фермеров не обнаружено. Подробности .

Монополист Монсанто травит людей

ГМО-технологии это лишь орудие в монополизации мирового сельхоз. производства американским химическим концерном Монсанто. Смысл внедрения этих биотехнологий лишь в повышении прибыли любой ценой, Монсанто плевать на безопасность потребителей и природы. Они в основном выпускают на мировой рынок семена растений, генетически модифицированных для устойчивости к ими же производимым пестицидам, чтобы продавать свою канцерогенную отраву в удесятеренных дозах. Отсюда .

И вообще, Монсанто - крупный монополист, задумавший уничтожить все живое и капиталистическая организация, которая ни перед чем не остановится .
Монсанто (очень крупный производитель ГМ-модифицированных семян растений, а по совместительству - крупнейший производитель популярного гербицида Roundup - коммерческое название глифосата) регулярно обвиняется в своем монопольном положении в области ГМО. Сразу разберемся с монополизмом. Благодаря опять-таки всеобщей истерии по поводу ГМО, процедура допуска ГМО-продуктов на рынки стала такой , что коммерчески выгодно этим заниматься только крупным производителям. Мелкая биолаборатория просто не потянет такие расходы. Но тем не менее Монсанто не является единственным производителем ГМ-семян, в чем легко убедиться, если посмотреть вышеупомянутую базу данных.
Источник мифа происходит от фактического незнания процедуры применения удобрений. Почему-то утверждается, что поливать растения, устойчивые к гербициду, надо в 10 раз больше. Утверждается также, что глифосат может провоцировать рак. Последнее - правда определенные взаимосвязи обнаруживались, что, в принципе, не особо удивительно для гербицида - вещества, призванного уничтожать живые организмы (глифосат способен уничтожать растения, бактерии, но практически не действует на людей и животных, поскольку у них отсутствуют те ферменты, которые блокирует данное вещество).
Теперь факты:

Глифосат является самым популярным гербицидом, потому что уничтожает очень широкий спектр сорняков. Другие гербициды действуют более выборочно и их, как правило, нужно применять в комплексе.
Глифосат полностью уничтожает многие виды растений, попадая к ним через листву и стебли. На семена в почве не действует, в почве распадается. Постепенно также распадается и в растениях, если попал внутрь.
Патент Монсанто на глифосат закончился в 2000 году. Теперь его производят куча производителей, включая российских. Хотя Монсанто и остается самым крупным его производителем, монополистом она отнюдь не является.
Глифосат не нужно лить в удесятеренных дозах для повышения эффективности. Более того, в большинстве цивилизованных стран для превышения допусков по поливу пестицидами фермерам надо обращаться за специальным разрешением и серьезно его аргументировать.
Устойчивые к глифосату ГМО-растения можно полить глифосатом более обильно, но один раз и причем сделать это за несколько недель до уборки, дав глифосату время распасться. Обычные менее устойчивые растения надо поливать несколько раз и вероятность того, что глифосат попадет в созревшие плоды, выше для не генетически модифицированных сортов.
«Устойчивость к глифосату» также обозначает, что глифосат не попадает внутрь растения.
И насчет, почему устойчивость именно к глифосату. Пока что глифосат - единственный гербицид, устойчивость к которому кодируется одним геном. Поиск похожих веществ ведется, но пока без успехов.

Выводы предлагаю сделать самостоятельно.

ГМ соя с генами арахиса может вызывать у людей аллергию

Самый разумный аргумент из рассматриваемых. Действительно, если модифицированная соя будет производить белок, который есть в арахисе, то возможны негативные эффекты у людей с аллергией на арахис.
Но для ГМ обычно точно известно, что именно менялось и какой именно новый белок будет производиться, то есть случаи аллергенности можно проверить уже на этапе предварительных исследований. И в данном случае нужна не маркировка «содержит ГМО», а маркировка, какие именно белки содержит данное ГМО (видели на шоколаде надпись «может содержать арахис»? Вот нечто в таком стиле), против которой, собственно, никто и не возражает. А если человек добровольно кушает продукты, на которых написано, что у данного человека данный конкретный продукт может вызвать аллергию - то в этом виновато отнюдь не ГМО.

Уже упоминаемый инсулин для больных диабетом производится генетически модифицированными бактериями. Модификация позволила создать бактерий, производящих инсулин, полностью аналогичный человеческому, который легче усваивается в отличие от свиного инсулина (отличается от человеческого на одну аминокислоту) и от инсулина от крупного рогатого скота (отличается от человеческого на три аминокислоты).

И что?

Слово Капитану Очевидность: полный запрет ГМО приведет к серьезному падению качества инсулина для больных диабетом.

Почти вся папайя, которая сейчас выращивается в мире - это ГМ-сорта. «Натуральная» папайя была уничтожена вредителем, к которому ГМ-папайя устойчива. Так что если не хотите кушать ГМ-организмы - никогда не покупайте папайю.

Благодаря Greenpeace и прочим экологам на поля Китая только сейчас поступил «золотой рис» с повышенным содержанием витамина A. Потребовалось дополнительно 12 лет исследований, чтобы данные экологи все-таки угомонились. По приблизительным оценкам, за это время в Китае около 8 миллионов детей умерли или серьезно заболели от нехватки витамина A .

Вместо заключения

Лично я после оценки всех «за» и «против» считаю ГМО прогрессивной научной технологией, позволяющей человечеству решить некоторые актуальные проблемы, а страшилки по их поводу считаю либо очень сильно преувеличенными, либо полностью выдуманными. Подавляющее большинство предубеждений против ГМО разбиваются о тот простой факт, что в магазинах полно продуктов, полученных в результате радиационного, рентгеновского и химического мутагенеза, и это почему-то никого не смущает. Некоторые аргументов «за» и «против» ГМО рассмотрены в статье и, надеюсь, послужат поводом для дополнительных рассуждений. Более подробную информацию по теме можно собрать по приведенным ссылкам.

Елена Клещенко. ГМО: городские мифы. «Химия и жизнь» №7, 2012 http://elementy.ru/lib/431731
Леонид Каганов. RAZGOVOR.ORG: Хочу питаться генетически модифицированными продуктами.http://lleo.me/dnevnik/2008/02/26.html

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. , пожалуйста.

Животные избегают ГМ продуктов, может и нам пора?
Даже будучи голодными, такие животные как: лоси, олени, свиньи, коровы, гуси, белки и крысы не станут питаться генетически модифицированными продуктами. Многократные случаи очевидцев со всех соединенных штатов Америки подтверждают этот факт, утверждается в недавнем отчете «Американской академии гигиены окружающей среды» (AAEM).

Это дает повод задуматься и людям, а стоит ли питаться ГМ продуктами, если братья наши меньшие им не доверяют? Ведь, химический состав ГМ растений от «настоящих» можно отличить только на уровне ДНК, а большинству тестов это не под силу.

AAEM недавно опубликовала свое официальную позицию, относительно ГМ продуктов, в которой она заявляет, что они опасны для человеческого здоровья. «Генетически модифицированная пища представляет собой серьезный риск для здоровья» – написано в документе академии. Также она настаивает на моратории ГМ продуктов, и призывает начать долгосрочное тестирование ГМО продукции на ее безвредность для человеческого организма.

До сих пор, остается открытым вопрос насколько ГМ продукты не безопасны. На что академия отвечает, что единственный эксперимент который проводился над человеком – это способность ГМ продукта находится в человеческом желудке. Дальнейших исследований не проводилось. Тогда как, тестирования влияния ГМ продуктов на животных, все-таки, имели быть.

И результаты нельзя назвать радужными. У животных, вскормленных на ГМ продуктах появлялся: потенциальный пред раковый рост клеток; повреждался иммунитет; уменьшался объем мозга, печени, мужских половых желез; частичная атрофия; ложная беременность; высокий уровень смертности и другие аномалии.

Индустрия биотехнологии твердо заявляет, что ГМ продукты не влияют негативно на человеческое здоровье, ссылаясь на то, что миллионы людей уже давно питаются этим видом продуктов. Однако, AAEM приводит доводы тому, что это ложное утверждение. После того, как генетически модифицированную сою завезли в Великобританию, случаев аллергии на нее возросла на 50%. Американский «Центр по контролю заболеваний» констатировал, что в 2001 году 50% всех заболеваний в США напрямую зависели от пищи, по сравнению с 1994 годом. Увеличение заболеваний происходило постепенно и примерно в то же время, когда Америка начала питаться ГМ продуктами. Но, академия все-таки подчеркивает, что без дальнейших исследований нельзя быть абсолютно уверенными в том, что генетическая инженерия стала причиной всех этих заболеваний. А выяснение этих причин будет требовать много времени.

Имеется в американской истории здравоохранения официально задокументированный случай, когда ГМ продукты стали причиной массового заболевания.

Эпидемия «EMS» стала широко распространятся в 1980-х годах. Она унесла жизни 100 американцев, и стала причиной инвалидности и болезней других людей, по примерным подсчетам цифра составила от 5,000-10,000 человек. Причина эпидемии скрывалась в генетически модифицированной пищевой добавке – L-триптофане.

Академия также советует особенно внимательно отнестись к питанию детей, так как они очень чувствительны к ГМ продуктам. Причины те же, что и для других неестественных компонентов: растущие тела находятся под большим влиянием поступающих в них строительных материалов; они сильнее реагируют на аллергии; они более чувствительны к проблемам питания и больше рискуют заразится заболеванием, которое восприимчиво к антибиотикам.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Пожалуй, трудно придумать еще одну биологическую проблему, которую бы так активно обсуждали в СМИ, вагоне метро и очереди за батоном. ГМО . Эти три буквы, увы, пугают и вызывают недоверие. Хочется еще раз расставить все точки над «ё» и разобраться в том, зачем нужны ГМО, каковы плюсы современных генно-инженерных технологий и с какими трудностями и мерами предосторожности они связаны.

Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу , стал предприниматель Константин Синюшин , за что ему огромный человеческий респект!

Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма «Атлас ».

Спонсор публикации этой статьи - Юрий Викторович Лошкарев.

Что такое ГМО?

Итак, сайт «Википедия» дает следующее определение ГМО : «ГМО (генетически модифицированный организм) - организм, генотип которого был искусственно изменен при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса» .

Стόит сказать пару слов о том, с чего началась история ГМО. 1973 год можно считать годом рождения генной инженерии. Тогда в лаборатории Стэнли Нормана Коэна научились «комбинировать и трансплантировать» гены: в клетки E. coli начали вводить рекомбинантные кольцевые ДНК (плазмиды ) . Эти эксперименты показали, что определенные гены, включенные в плазмиду, можно запросто доставить в другой организм, где они будут работать. Но использовать эту технологию в медицине и сельском хозяйстве стали далеко не сразу: первый рекомбинантный препарат появился в 1982 году, а первая сельскохозяйственная культура - в 1992. Почему же к этой технологии отнеслись с такой осторожностью?

Рецепты от матушки-природы

Как известно, лень - двигатель прогресса. Зачем выдумывать велосипед, когда есть готовая природная генная конструкция. Биотехнологи берут плазмиду A. tumefaciens , вырезают из нее онкогены и вставляют нужные им (целевые) последовательности. Обманутая бактерия добросовестно встраивает модифицированную T-ДНК в растительную клетку и ждет, что та начнет делиться и производить опины. Но вместо этого растение производит то, что нужно человеку. Например, с помощью такого «коварного» подхода удалось получить устойчивую к засухе кукурузу MON87460 . В эту кукурузу был введен ген cspB , отвечающий за производство белка, который стимулирует транскрипцию генов, необходимых для преодоления стрессов (засухи в частности), а главное - играет роль РНК-шаперона, облегчающего синтез белков путем «распутывания» мешающих вторичных структур РНК. Потребителю же должно быть приятно то, что по вкусу трансгенные кукурузные початки никак не отличаются от обычных . История жестокого обмана бактерии отражена на рисунке 1.

Главный недостаток так называемой агробактериальной трансформации - невозможность контролировать, в какое именно место растительной ДНК встроится новая конструкция. Но сейчас появилась новая технология, позволяющая контролировать этот процесс, - CRISPR/Cas9 , - и на ней обязательно нужно остановиться.

CRISPR/Cas9. По образу и подобию хромосомному

Это одна из самых модных технологий, позволяющих редактировать геном «в режиме онлайн». Интересно то, что эту систему мы тоже позаимствовали у бактерий. Скажем несколько слов об истории ее открытия.

В 1987 году японские ученые обнаружили в геномах бактерий участки с регулярной структурой - короткие одинаковые последовательности чередовались с уникальными фрагментами, которые у разных бактерий даже одного вида не имели ничего общего. Такие участки назвали CRISPR (c lustered r egularly i nterspaced s hort p alindromic r epeats ) . Оказалось, что система CRISPR, как это ни удивительно, играет у бактерий роль приобретенного иммунитета. Если в бактерию проникает вирус (фаг), она вырезает фрагмент вирусной ДНК и встраивает его в собственный геном, а именно - в CRISPR-локус. Так формируются спейсер , а заодно - и очередной повтор, отделяющий новый спейсер от предыдущего. По спейсеру бактерия затем строит РНК-зонд (по-научному - РНК-гид), соединяющийся с Cas-белком и плавающий в клетке в поисках комплементарных нуклеиновых кислот (протоспейсеров ). В том случае, если таковые найдены, то есть снова вторгся тот же фаг, начинает работать белок-ножницы Cas - эндонуклеаза, которая разрезает распознанные последовательности, а следовательно, блокирует размножение вируса . Иными словами - если бактерия повторно встретится с вирусом, фрагмент которого встроен в ее геном, она будет устойчива к этой инфекции.

Наиболее просто из систем CRISPR/Cas устроены системы II типа , где эффекторным (уничтожающим мишень) белком служит Cas9 (рис. 2). Такой механизм характерен, например, для бактерии Streptococcus pyogenes . В бактериальном иммунном контроле обычно помимо Cas-эффекторов задействованы «патрульные» белки Cas1 и Cas2, которые в комплексе распознают нарушителя клеточных границ и интегрируют его фрагмент в самое начало (ближе к промотору) CRISPR-локуса - «на память». В системах II типа Cas9, видимо, участвует и в процессе приобретения спейсеров, помогая Cas1/Cas2 выбрать наиболее подходящие фрагменты .

Из вышесказанного становится ясно, почему иммунитет CRISPR адаптивный : он совершенствуется и учится противостоять новым типам инфекции. Это подчеркивается еще и снижением эффективности спейсеров по мере их удаления от промотора CRISPR-локуса: если многие поколения бактерий давно не сталкивались с тем или иным агентом, снижается «напряженность иммунитета» к нему. CRISPR - это интересный пример эволюции по Ламарку: события жизни организма непосредственно влияют на его ДНК, изменяя ее так, что организм становится более приспособленным .

Рассмотрим на конкретном примере, как бактерии борются с вирусами. Вот, например, бактерия Streptococcus thermophilus используется для получения молочнокислых продуктов, но, к сожалению, она страдает от различных вирусных инфекций. Не случайно именно на этом модельном организме провели ключевые эксперименты по уточнению функции CRISPR-систем. Если живую культуру S. thermophilus заражали бактериофагами, то большинство бактерий погибало, но очень небольшая часть выживала. Чем же выжившие отличались от изначальной культуры? Оказалось, что их геном стал длиннее на 0,01% за счет того, что в CRISPR-последовательность добавились 1–4 новых фрагмента (спейсера). При повторном заражении этой культуры теми же вирусами все клоны выживали. Как будто, переболев вирусной инфекцией, бактерия стала немного опытнее и записала себе в «медицинскую карту» что-то важное об этом вирусе, и такая инфекция ей теперь не страшна. Если же ученые специально вырезали из вирусного генома небольшие фрагменты и вставляли их в виде новых спейсеров, то клетка оказывалась невосприимчивой к исходному вирусу, даже если никогда раньше с ним не встречалась.

Какую же практическую пользу из этой системы смог извлечь человек? Как вообще она работает в клетках эукариот? Если просто запустить CRISPR/Cas9 в клетку, эта система разрежет обе цепи ДНК в месте, которое укажет специально сконструированный РНК-гид, но разрез залатают обычные клеточные репарационные машины - путем негомологичного соединения концов (non-homologous end joining, NHEJ ) либо гомологичной рекомбинации - если есть матрица с флангами, комплементарными участкам ДНК с двух сторон от разрыва, произойдет «заштопывание по шаблону». Это означает, что в зависимости от целей человека можно устроить в нужном месте делецию - «выключить» проблемную область генома - или «подставить» матрицу с нужными свойствами, чтобы просто заместить, например, мутантный, патологический вариант гена нормальным.

MCR, «за» и «против»

Рисунок 3. История мораториев в биологии. В 1975 году был введен мораторий на исследования рекомбинантных ДНК, в 1997 - на клонирование человека, в 2012 - на эксперименты по изменению свойств (вирулентности) вируса «птичьего» гриппа.

И это еще не всё. Можно сделать так, чтобы клетка «починенную» хромосому воспринимала как образец для ремонта второй хромосомы. В 2015 году ученые из Калифорнийского университета для апробации метода в качестве «заплатки» использовали саму кассету CRISPR/Cas9, которая затем экспрессировалась X-хромосомой мух и модифицировала гомологичную хромосому. В итоге потомству передавались уже измененные хромосомы, и инсерция CRISPR/Cas9 из поколения в поколение «саморазмножалась», замещая нормальные аллели. Этот метод получил название «мутагенная цепная реакция» (mutagene chain reaction , MCR ) .

В том же году Лианг и соавторы провели работу на триплоидных (заведомо нежизнеспособных) эмбрионах с бета-талассемией . Из 86 CRISPR-отредактированных эмбрионов только 71 продолжил развиваться, и только у четырех из них ген был отредактирован правильно . Эта статья вызвала настоящий взрыв споров на тему того, насколько вообще этично проводить такие исследования.

В Nature Эдвард Ланфир, один из исследователей ZF-нуклеаз (белков-ножниц, содержащих ДНК-связывающий домен «цинковые пальцы»), и его коллеги призвали к мораторию на любые эксперименты, касающиеся редактирования генов эмбрионов человека или половых клеток: «Стоит ли испытывать судьбу, даже если будет заметен терапевтический эффект от модификации зародышевых клеток? Мы готовы вступить в открытую дискуссию на тему дальнейших исследований в этой области» . К слову, в биологии уже написана целая история мораториев на различные исследования (рис. 3). Но вернемся к CRISPR. Некоторое время спустя группа ученых выступила с предложением избегать попыток модификации клеток зародышевой линии человека, но поддержала идею работы с клетками человека в том случае, если они не участвуют в развитии и поддержании беременности (например, соматических клеток) .

Теперь стόит затронуть перспективы использования этой технологии. MCR может позволить, например, создать комаров, неспособных переносить малярию и лихорадку Денге. Появится возможность быстро выводить линии мышей со множественными мутациями для лабораторных исследований и не тратить время на тщательный скрининг . Помимо этого, есть работы по тестированию CRISPR/Cas9 на мышах с целью лечения миодистрофии Дюшенна . Тем не менее существуют опасения, что мы просто не знаем о возможных побочных эффектах таких изменений половых и эмбриональных клеток, в связи с чем и был предложен мораторий.

Почему ГМО полезны?

Ограничимся некоторыми яркими прикладными примерами, имеющими отношение к экологии, питанию и материалам.

«Эко-свинка»

На первый взгляд может показаться, что между свиньями, фосфором и экологическими катастрофами нет ничего общего. Но это не так. Существует серьезная сельскохозяйственная проблема: свиньи не могут усваивать большую часть фосфора в комбикормах, так как он представлен в форме фитатов, солей фитиновой кислоты. Неусвоенный фосфор в составе свиного навоза в конце концов попадает в водоемы, в которых начинается бурное размножение водорослей - они-то с радостью едят фитаты. Из-за токсичных продуктов обмена водорослей погибают рыбы и другие водные организмы. В общем, катастрофа. Но генные инженеры предложили проект «Эко-свинка». К сожалению, он пока так и остался проектом, не вышедшим на рынок. Но идея очень красивая. Речь идет о генетически модифицированных свиньях, способных усваивать фитаты. Идея заключалась в том, чтобы встроить в геном свиней ген, который кодирует фермент, необходимый для расщепления фитатов (а взять его можно у той же E. coli ) . Будем надеяться, что когда-нибудь ученые облегчат свиньям жизнь:-)

Стальная коза, трансгенный хлопок, суперсладость и кошерный сыр

А теперь рассмотрим примеры полезных ГМО, никак не связанные между собой: просто они красивые, и захотелось о них рассказать. В 2002 году в Science появилась статья о том, что генетически модифицированные клетки млекопитающих могут производить паутину. Канадская фирма Neхia вывела коз, в геном которых был встроен ген белка паутины. Оказалось, что молоко таких коз можно использовать для получения биостали, которая даже прочнее кевлара - материала, из которого делают современные бронежилеты .

Но генная инженерия помогает создавать не только новые материалы, но и успешно выращивать старые. Еще 1997 году в Китае приступили к выращиванию генно-модифицированного хлопчатника, снабженного гéном бактерии Bacillus thuringiensis . Белок Cry1Ac , кодируемый этим геном, токсичен только для гусениц некоторых бабочек и, по-видимому, безвреден для всех остальных животных, включая человека. Это привело к снижению численности популяции хлопковой совки - опасного вредителя многих сельскохозяйственных культур. В результате в выигрыше оказались не только производители хлопка, но и крестьяне, выращивающие сою, кукурузу, арахис и различные овощи .

Что касается сладкого, то существует такое растение, как Thaumatococcus daniellii , и у него есть ген, кодирующий белок тауматин , который в тысячи раз слаще сахара! Сейчас ведутся работы по созданию микроорганизмов и растений, производящих этот белок. Помимо сладости, тауматин увеличивает устойчивость растений к ряду инфекций .

Ну и напоследок - про кошерный сыр. Известно, что для приготовления обычного сыра ранее использовался фермент, выделяемый из сычуга - одного из отделов пищеварительного тракта жвачных животных. Но теперь биотехнологи встроили гены сычужных ферментов в геном бактерий, предоставив возможность получать кошерный сыр. Кажется, это редкий пример сотрудничества науки и религии .

Меры предосторожности

С одной стороны, приведенные выше примеры полезности ГМО - «песчинка как в морских волнах, как мала искра в вечном льде». Но с другой стороны, у любой технологии есть свои проблемы, связанные с вопросами этики и безопасности. Выше уже шла речь о моратории на использование CRISPR/Cas9 в отношении человеческих эмбрионов. В экспериментах на обезьянах показано, что из десяти отредактированных с помощью этой системы эмбрионов рождается, увы, не больше половины . Что касается использования ГМО, то здесь больше всего опасаются реакций на продукт, которые не всегда возможно предусмотреть. Например, в 1992 году селекционная компания Pioneer разработала ГМ-сою, добавив в нее ген бразильского ореха и тем самым устранив в сое природный дефицит аминокислоты метионина. Такие бобы были предназначены в первую очередь для тех людей, для кого соя - основной продукт питания. Но вскоре оказалось, что у небольшого процента людей бразильский орех вызывает аллергию. Соответственно, и такая ГМ-соя тоже может вызывать аллергию .

Вышеперечисленные факты не умаляют достоинства генных технологий, а говорят о том, что любой метод требует грамотного и аккуратного использования. Поэтому хотелось бы закончить статью словами молекулярного генетика Джорджа Чёрча из Гарвардской медицинской школы в Бостоне, считающего, что de facto мораторий стόит налагать на все технологии, пока не доказана их безопасность: «Задача заключается в доказательстве того, что пользы в технологии больше, чем риска» .

Литература

Молекулярное клонирование, или как засунуть в клетку чужеродный генетический материал ;
Казанцева А. В интернете кто-то неправ! М.: CORPUS, 2016. - 376 с.;. Science . 347 , 1301–1301;
Вылечить миодистрофию Дюшенна: конкуренция групп, единство методик ;
Панчин А. Сумма биотехнологии . М.: CORPUS, 2016. - 432 с.;
Элементы: «Трансгенный хлопок помог китайским крестьянам победить опасного вредителя »;
Мэтт Р. Геном. Автобиография вида в 23 главах . М.: ЭКСМО, 2015. - 432 с.

Наука не только решает задачи, которые ставит перед собой сегодняшний день, но и подготовляет завтрашний день техники, медицины, сельского хозяйства, межзвездных полётов, покорения природы.

Введение

Одна из самых перспективных наук - генетика, изучающая явления наследственности и изменчивости организмов. Наследственность - одно из коренных свойств жизни, она определяет воспроизведение форм в каждом последующем поколении. И если мы хотим научиться управлять развитием жизненных форм, образованием полезных для нас и устранением вредных, - мы должны понять сущность наследственности и причины появления новых наследственных свойств у организмов.

В данном реферате рассматриваются основные характеристики, проблемы и перспективы генной инженерии. В настоящее время эта тема весьма актуальна. На начало 21-го века в мире проживает около 5 млрд. человек. По прогнозам учёных к концу 21-го века население Земли может увеличиться до 10 миллиардов. Как прокормить такое количество людей качественной пищей, если и при 5 миллиардах в некоторых регионах население голодает? Впрочем, даже если бы такой проблемы не существовало, то человечество, для решения других своих проблем, стремилось бы внедрять в сельское хозяйство наиболее производительные биотехнологии. Одной из таких технологий как раз и является генная инженерия.

Для написания реферата производился сбор материала, его обобщение и систематизация, что было весьма затруднительно, потому что в источниках существует много разногласий, много точек зрения. Так как генная инженерия большое развитие получила именно в наши дни, еще очень мало выпущено книг, посвященных этой теме, и поэтому в работе использовались статьи, найденные в Internet.

История генетического модифицирования

История генетического модифицирования началась в 1972г., когда американский ученый Пол Берг впервые объединил в пробирке в единое целое два гена, выделенные из разных организмов (бактерии и онкогенного вируса обезьяны). Он получил рекомбинацию ДНК, которая не могла образовываться в природе. Такая ДНК была внесена в бактериальные клетки – был создан первый трансгенный организм.

Затем последовало создание бактерий, несущих гены мушки дрозофилы, кролика, человека.

Трансгенные организмы получили разнообразные названия: рекомбинантные, живые измененные, генетически модифицированные, генно-инженерные, химерные.

Появление новых организмов обеспокоило многих ученых. Они, в том числе Берг, опубликовали в журнале "Сайенс" письмо с просьбой приостановить работы по генной инженерии до выявления безопасности трансгенных организмов и разработки правил безопасности работы с ними. Предлагалось, что искусственно созданные человеком организмы могут быть опасными для ныне существующих. Появление их в природе может вызвать их бесконтрольное размножение, вытеснение ими естественных обитателей. Не исключено, что трансгенные организмы могут вызвать эпидемии неизвестных ранее болезней растений, животных и человека, нарушить равновесие в природе, хаотично переносить гены. Возникли дискуссии: нравственные, религиозные, этические, политические.

Британские журналисты окрестили генетически модифицированные продукты (полученные из трансгенных организмов) "пищей Франкенштейна".

На генно-инженерные работы был наложен непродолжительный мораторий. После создания правил безопасности работы с генетически модифицированными организмами, с 1976г. запрет был снят. Первоначальные работы проводились в обстановке строгой безопасности в специальных сооружениях. Однако за 30 лет работы не было создано ничего опасного, поэтому постепенно меры предосторожности были снижены.

Зародилась новая отрасль промышленности – трансгенная технология. Она основана на конструировании и применении трансгенных организмов. Только в США существует свыше 2500 фирм, применяющих трансгенные технологии. В них работают высококвалифицированные специалисты, конструирующие организмы на основе вирусов, грибов, растений и животных.

Разработчики трансгенных технологий рассматриваю генно-инженерный способ создания сельскохозяйственных культур как усовершенствованное скрещивание, которое значительно сокращает сроки создания улучшенных сортов растений. Противники трансгенных технологий считают, что традиционная селекция проводится между сортами одного или нескольких близких видов, а трансгенные методы перемещают гены от одних видов в другие, нарушая при этом все установленные в течение длительного периода времени границы между живыми организмами. Это приводит к появлению принципиально новых организмов с измененной программой наследственности. Их пыльца и семена неизбежно проникнут в естественную среду и вызовут необратимые изменения, последствия которых непредсказуемы. Кроме того, трансгенные технологии недостаточно совершенны. Процесс встраивания нового гена недостаточно точен, т. е. невозможно предвидеть место нового гена в геноме. Внедренный ген может изменить функции генов клетки-хозяина, вызвать синтез новых веществ, побочные эффекты, связанные с плейотропным (множественным) действием генов, и др.

Предполагается, что трансгенные растения безопасны для окружающей среды. За последние 15 лет полевые испытания прошли 25000 трансгенных культур. Первым коммерческим трансгенами были помидоры сорта "Flavr Savr" (Приложение 1) , созданные компанией "Calgen". Они появились в 1994 г. в супермаркетах США. Однако проблемы с производством их и транспортировкой привели к тому, что сорт сняли с продажи. Затем были получены многие сорта самых различных сельскохозяйственных культур. Наиболее распространенной культурой является соя. Коммерческое выращивание ее трансгенов начато с 1995 г. на втором месте – кукуруза, на третьем – хлопок, а затем – масличный рапс, табак, картофель и др.

Преимущество трансгенных растений состоит в том, что они выращиваются без применения химикатов. Широко применяется тип инсектецидных трансгенных растений, которые несут ген бактерии Bacillus thuringienesis, способствующий поражению вредителей кукурузы, картофеля и хлопчатника. Инсектицидный бактериальный токсин, синтезируемый растением, безвреден для человека и животных. Поэтому применение инсектицидных трансгенных растений может повысить чистый доход на 35% по сравнению с немодифицированными растениями. Из испытанных модифицированных растений 40% - устойчивы к вирусам, 25% - устойчивы к гербицидам, 25% - устойчивы к вредным насекомым.

Генетически модифицированные растения имеют ряд преимуществ. Они менее прихотливы, более устойчивы к болезням, насекомым-вредителям, к пестицидам, отличаются повышенной урожайностью. Получаемые из них продукты дольше хранятся, имеют лучший товарный вид, обладают повышенной пищевой ценностью. Например, растительное масло из трансгенных кукурузы, сои рапса имеет сниженное количество насыщенных жиров. В трансгенных картофеле и кукурузе содержится меньше воды и больше крахмала. Из такого картофеля получаются воздушные чипсы, картофель фри. При этом требуется меньше масла для жарки. Такие продукты легче усваиваются организмом.

В 1999 г. был получен трансгенный "золотой рис" с повышенным содержанием каротина. Он служит для профилактики слепоты детей развивающихся стран, где является основным продуктом питания.

Мировые лидеры в выращивании трансгенных растений – США, Аргентина, Канада и Китай. За 12 лет в США было выращено 3,5 трлн. т трансгенных растений. Массовые посевы таких растений в странах ЕС и России запрещены. Страны ЕС против продуктов, полученных путем генетической модификации. В Россию и Украину ввозят некоторые модифицированные продукты: соя, кукуруза картофель.

Генетически модифицированные растения широко используются для производства продуктов питания и пищевых добавок. Например соевый лецитин (Е322) применяется как эмульгатор и стабилизатор в кондитерской промышленности, а шкурки соевых бобов – при производстве хлопьев, закусок, отрубей. Модифицированная соя широко используется в пищевой промышленности как дешевый наполнитель (входит в состав таких продуктов, как колбаса, хлеб, шоколад и др.). Модифицированные картофель и кукуруза применяются для приготовления чипсов, а так же крахмала, используемого в качестве загустителя, студнеобразователя, желирующих веществ в хлебопекарной и кондитерской промышленностях. Их используют так же в производстве многих кетчупов, соусов, майонезов. Модифицированное кукурузное и рапсовое масло применяют в виде добавок в маргарин, выпечку, бисквиты.

Перспективным направлением считается применение трансгенных продуктов иммунопрофилактике. Так, уже получен табак, в генетическом коде которого находится человеческий ген, ответственный за выработку антител против вируса кори. В ближайшем будущем будут созданы растения с противовирусными генами животных и человека.

Специалисты Гринписа подготовили список продуктов, которые могут содержать трансгенные продукты с указанием компаний-производителей. К ним относятся: шоколадные изделия Mars, Snickers, Twix, безалкогольные напитки Coca-Cola, Sprite, Pepsi, Co-la, шоколадный напиток Nesquik, соусы Knorr, чай Lipton, жевательная резинка Stimorol и др. Со списком может ознакомиться любой пользователь системы Internet.

Основным вопросом для дискуссий остаётся вопрос о безопасности трансгенных продуктов для организма и окружающей среды.

От естественных трансгенные продукты по основным характеристикам не отличаются. Трансгенные продукты проходят тестирование на токсичность и аллергенность. Однако не существует совершенно надёжных методов проверки на безвредность. В последние годы появились свидетельства об их отрицательном влиянии на живые организмы.

В апреле 1998 г. британский профессор Арпад Пуштай, который работал в Государственном институте Роветт города Абердин, в телевизионном интервью заявил, что в организме крыс, питавшихся трансгенным картофелем, произошли необратимые изменения. Животные стали страдать угнетением иммунной системы, наблюдались различные нарушения работы внутренних органов. Ученого уволили якобы за распространение якобы ложной информации.

Независимая группа из 20 ученых изучила работы А. Пуштая. В феврале 1999 г. она опубликовала заключение, в котором подтверждала достоверность полученных результатов. После этого министерство сельского хозяйства Великобритании рассмотрело вопрос о запрещении продажи генетически модифицированных продуктов без всестороннего исследования и лицензирования.

Примерно в это же время в Йоркской лаборатории питания было обнаружено, что при употреблении модифицированной сои за последние два года усложнились проблемы аллергии и пищеварения. Причем один из сортов сои опасен для людей, страдающих аллергией на орехи. Компания – производитель семян "Pioneer Hybrid Interna-tional" ввела в соевую ДНК ген бразильского ореха. его запасающий белок богат аминокислотами цистеином и метионином. Пострадавшие получили от компании компенсацию, а проект по модификации был свернут.

Трансгенные продукты могут вырабатывать и токсичные вещества. Например, после нескольких лет применения пищевой добавки аспартам (Е951), допущенной к применению в пищевой и фармацевтической промышленности более чем в 100 странах, появились сведения о серьёзных побочных аффектах. Аспартам слаще сахара в 200 раз, поэтому использовался как подсластитель (но не сахарозаменнитель, который по природе своей является углеводом и обладает высокой калорийностью) самостоятельно или в составе смесей подсластителей ("сладекс", "аспарвит", "сламикс" и т.п.). По химическому строению – это метилизированный дипептид, который состоит из остатков двух аминокислот (аспарагиновой кислоты и фенилаланина). Аспартам рекомендовали больным сахарным диабетом, для профилактики кариеса, применяли при производстве более 5000 продукции (молочных десертов, йогуртов, жевательной резинки и т.п.)., особенно не требующей тепловой обработки.

При продолжительном воздействии температуры компоненты аспартама разъединяются. Метанол превращается в формальдегид (ядовит, вызывает свёртывание белков), а затем – в муравьиную кислоту. Метаноловая токсичность вызывает симптомы, сходные с симптомами рассеянного склероза, но в отличии от последнего заболевания является смертельной.

Фенилаланин входящий в состав аспартама, согласно последним достижениям медицины, могут усваивать эффективно даже не все здоровые люди. Дополнительное введение фенилаланина значительно повышает его уровень в крови и представляет серьезную опасность для работы мозга. Аспартам противопоказан больным фенилкетонурией (наследственным заболеванием). Популярные газеты в США назвали аспартам "сладкой отравой".

Перемещение генов через трансгенные продукты является реальной угрозой. Об этом свидетельствуют эксперименты с перемещением генов, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам, проведённые Гарри Гильбертом с коллегами из университета Ньюкасла и опубликованных Агентством пищевых стандартов безопасности Великобритании. Эксперимент проводили на добровольцах (12 здоровых и 7 – с хирургически удаленной толстой кишкой). Их кормили гамбургерами и поили молочными коктейлями, содержащими модифицированную сою. Анализы экспериментов показали, что у здоровых людей бактерии не содержали модифицированной ДНК, тогда как бактерии добровольцев с удалённой толстой кишкой имели такую ДНК. Ученые предположили, что ДНК сохраняется в тонком кишечнике, но разрушается полностью в толстом.

Применение в модифицированных продуктах генов, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам (томатов, устойчивых к канамицину, кукурузы – к ампициллину), может привести к попаданию их в геном бактерии, обитающих в кишечнике человека и животных. С фекалиями бактерии будут выведены наружу, а оттуда гены передадутся болезнетворным микроорганизмам. Это приведёт к появлению новых микроорганизмов, устойчивых ко всем имеющимся лекарственным препаратам.

Согласно Протоколу по биобезопасности к Конвенции о биологическом разнообразии ООН, должна быть доказана безопасность генетически модифицированных организмов и лишь затем признана их пригодность. Во многих странах существуют правила, разрешающие наличие только определенного небольшого содержания в продуктах трансгенного материала (например, в странах ЕС – до 1 %). Несмотря на запреты, генетически модифицированные продукты с должной маркировкой и без нее постоянно проникают на рынок. Возможная опасность таких продуктов окончательно не выявлена, однако может проявиться в будущем.

Генетическая инжене?рия (генная инженерия) - совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.
Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

Экономическое значение

Генетическая инженерия служит для получения желаемых качеств изменяемого или генетически модифицированного организма. В отличие от традиционной селекции, в ходе которой генотип подвергается изменениям лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования. Примерами применения генной инженерии являются получение новых генетически модифицированных сортов зерновых культур, производство человеческого инсулина путем использования генномодифицированных бактерий, производство эритропоэтина в культуре клеток или новых пород экспериментальных мышей для научных исследований.

Основой микробиологической, биосинтетической промышленности является бактериальная клетка. Необходимые для промышленного производства клетки подбираются по определённым признакам, самый главный из которых - способность производить, синтезировать, при этом в максимально возможных количествах, определённое соединение - аминокислоту или антибиотик, стероидный гормон или органическую кислоту. Иногда надо иметь микроорганизм, способный, например, использовать в качестве "пищи" нефть или сточные воды и перерабатывать их в биомассу или даже вполне пригодный для кормовых добавок белок. Иногда нужны организмы, способные развиваться при повышенных температурах или в присутствии веществ, безусловно смертельных для других видов микроорганизмов.

Задача получения таких промышленных штаммов очень важна, для их видоизменения и отбора разработаны многочисленные приёмы активного воздействия на клетку - от обработки сильно действующими ядами до радиоактивного облучения. Цель этих приёмов одна - добиться изменения наследственного, генетического аппарата клетки. Их результат - получение многочисленных микробов-мутантов, из сотен и тысяч которых учёные потом стараются отобрать наиболее подходящие для той или иной цели. Создание приёмов химического или радиационного мутагенеза было выдающимся достижением биологии и широко применяется в современной биотехнологии.

Но их возможности ограничиваются природой самих микроорганизмов. Они не способны синтезировать ряд ценных веществ, которые накапливаются в растениях, прежде всего в лекарственных и эфирномасличных. Не могут синтезировать вещества, очень важные для жизнедеятельности животных и человека, ряд ферментов, пептидные гормоны, иммунные белки, интерфероны да и многие более просто устроенные соединения, которые синтезируются в организмах животных и человека. Разумеется, возможности микроорганизмов далеко не исчерпаны. Из всего изобилия микроорганизмов использована наукой, и особенно промышленностью, лишь ничтожная доля. Для целей селекции микроорганизмов большой интерес представляют, например, бактерии анаэробы, способные жить в отсутствие кислорода, фототрофы, использующие энергию света подобно растениям, хемоавтотрофы, термофильные бактерии, способные жить при температуре, как оказалось недавно, около 110 гр.C, и др.

И всё же ограниченность "природного материала" очевидна. Обойти ограничения пытались и пытаются с помощью культур клеток и тканей растений и животных. Это очень важный и перспективный путь, который также реализуется в биотехнологии. За последние несколько десятилетий учёные создали методы, благодаря которым отдельные клетки тканей растения или животного можно заставить расти и размножаться отдельно от организма, как клетки бактерий. Это было важное достижение - полученные культуры клеток используют для экспериментов и для промышленного получения некоторых веществ, которые с помощью бактериальных культур получить невозможно.

История развития и достигнутый уровень технологии

Во второй половине ХХ века было сделано несколько важных открытий и изобретений, лежащих в основе генной инженерии. Успешно завершились многолетние попытки "прочитать" ту биологическую информацию, которая "записана" в генах. Эта работа была начата английским учёным Ф. Сенгером и американским учёным У. Гилбертом (Нобелевская премия по химии 1980 г.). Как известно, в генах содержится информация-инструкция для синтеза в организме молекул РНК и белков, в том числе ферментов. Чтобы заставить клетку синтезировать новые, необычные для неё вещества, надо чтобы в ней синтезировались соответствующие наборы ферментов. А для этого необходимо или целенаправленно изменить находящиеся в ней гены, или ввести в неё новые, ранее отсутствовавшие гены. Изменения генов в живых клетках - это мутации. Они происходят под действием, например, мутагенов - химических ядов или излучений. Но такие изменения нельзя контролировать или направлять. Поэтому учёные сосредоточили усилия на попытках разработать методы введения в клетку новых, совершенно определённых генов, нужных человеку.

Основные этапы решения генно-инженерной задачи следующие:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для переноса в организм.

3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.

4. Преобразование клеток организма.

5. Отбор генетически модифицированных организмов (ГМО) и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100-120 азотистых оснований (олигонуклеотиды). Получила распространение техника, позволяющая использовать для синтеза ДНК, в том числе мутантной, полимеразную цепную реакцию. Термостабильный фермент, ДНК-полимераза, используется в ней для матричного синтеза ДНК, в качестве затравки которого применяют искусственно синтезированные кусочки нуклеиновой кислоты - олигонуклеотиды. Фермент обратная транскриптаза позволяет с использованием таких затравок (праймеров) синтезировать ДНК на матрице выделенной из клеток РНК. Синтезированная таким способом ДНК называется комплементарной (РНК) или кДНК. Изолированный, "химически чистый" ген может быть также получен из фаговой библиотеки. Так называется препарат бактериофага, в геном которого встроены случайные фрагменты из генома или кДНК, воспроизводимые фагом вместе со всей своей ДНК.

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты - рестриктазы и лигазы, также являющиеся полезным инструментом генной инженерии. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно "склеивать", соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор. За открытие рестриктаз Вернер Арбер, Даниел Натанс и Хамилтон Смит также были удостоены Нобелевской премии (1978 г.).

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки.

Значительные трудности были связаны с введением готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных. Однако в природе наблюдаются случаи, когда чужеродная ДНК (вируса или бактериофага) включается в генетический аппарат клетки и с помощью её обменных механизмов начинает синтезировать "свой" белок. Учёные исследовали особенности внедрения чужеродной ДНК и использовали как принцип введения генетического материала в клетку. Такой процесс получил название трансфекция.

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

Применение в научных исследованиях

Нокаут гена. Для изучения функции того или иного гена может быть применен нокаут гена (gene knockout). Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, изменённый так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а измененные клетки имплантируют в бластоцист суррогатной матери. У плодовой мушки дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Сходным способом получают нокаут у растений и микроорганизмов.

Искусственная экспрессия. Логичным дополнением нокаута является искусственная экспресия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются.

Визуализация продуктов генов. Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортёрным элементом например, с геном зелёного флуоресцентного белка (GFP). Этот белок, флуоресцирующий в голубом свете, используется для визуализации продукта генной модификации. Хотя такая техника удобна и полезна, ее побочными следствиями может быть частичная или полная потеря функции исследуемого белка. Более изощрённым, хотя и не столь удобным методом является добавление к изучаемому белку не столь больших олигопептидов, которые могут быть обнаружены с помощью специфических антител.

Исследование механизма экспрессии. В таких экспериментах задачей является изучение условий экспрессии гена. Особенности экспрессии зависят прежде всего от небольшого участка ДНК, расположенного перед кодирующей областью, который называется промотор и служит для связывания факторов транскрипции. Этот участок вводят в организм, поставив после него вместо собственного гена репортерный, например, GFP или фермента, катализирующего легко обнаруживаемую реакцию. Кроме того, что функционирование промотора в тех или иных тканях в тот или иной момент становится хорошо заметным, такие эксперименты позволяют исследовать структуру промотора, убирая или добавляя к нему фрагменты ДНК, а также искусственно усиливать его функции.

Генная инженерия человека

В применении к человеку генная инженерия могла бы применяться для лечения наследственных болезней. Однако, технически, есть существенная разница между лечением самого пациента и изменением генома его потомков.

Задача изменения генома взрослого человека несколько сложнее, чем выведение новых генноинженерных пород животных, т.к. в данном случае требуется изменить геном многочисленных клеток уже сформировавшегося организма, а не одной лишь яйцеклетки-зародыша. Для этого предлагается использовать вирусные частицы в качестве вектора. Вирусные частицы способны проникать в значительный процент клеток взрослого человека, встраивая в них свою наследственную информацию; возможно контролируемое размножение вирусных частиц в организме. При этом для уменьшения побочных эффектов ученые стараются избежать внедрения генноинженерных ДНК в клетки половых органов и тем самым избежать воздействия на ещё нерождённых потомков пациента. Также стоит отметить значительную критику этой технологии в СМИ: разработка генноинженерных вирусов воспринимается некоторыми слоями общественности как угроза для всего человечества.

В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах. Долгое время генетическая инженерия обезьян сталкивалась с серьезными трудностями, однако в 2009 году эксперименты увенчались успехом: в Nature появилась публикация об успешном применении генноинженерных вирусных векторов для исцеления взрослого самца обезьяны от дальтонизма. В этом же году дал потомство первый генетически модифицированный примат (выращенный из модифицированной яйцеклетки) - игрунка обыкновенная.

Хотя и в небольшом масштабе, генная инженерия уже используется для того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с некоторыми разновидностями бесплодия. Для этого используют яйцеклетки здоровой женщины. Ребёнок в результате наследует генотип от одного отца и двух матерей.

При помощи генной инженерии можно получать потомков с улучшенной внешностью, умственными и физическими способностями, характером и поведением. С помощью генотерапии в будущем возможно улучшение генома и нынеживущих людей. В принципе можно создавать и более серьёзные изменения, но на пути подобных преобразований человечеству необходимо решить множество этических проблем.

Генетически модифицированный организм

Генетически модифицированный организм (ГМО) - живой организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Такие изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутагенеза.

Цели создания ГМО

Разработка ГМО некоторыми учеными рассматриваются, как естественное развитие работ по селекции животных и растений. Другие же, напротив, считают генную инженерию полным отходом от классической селекции, так как ГМО это не продукт искусственного отбора, то есть постепенного выведения нового сорта (породы) организмов путем естественного размножения, а фактически искусственно синтезированный в лаборатории новый вид. Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. Есть мнение, что при нынешнем размере населения планеты только ГМО могут избавить мир от угрозы голода, так как при помощи генной модификации можно увеличивать урожайность и качество пищи. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путем, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием (проблема же возможного мирового голода вызвана исключительно социально-политическими причинами, а потому и решена может быть не генетиками, а политическими элитами государств.)

Использование ГМО в научных целях

В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и медицины.

Использование ГМО в медицинских целях

Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года. В этом году зарегистрирован в качестве лекарства человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий

Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы, ВИЧ). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифированного сафлора. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз.

Бурно развивается новая отрасль медицины - генотерапия. В её основе лежат принципы создания ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия - один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребенок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения

Использование ГМО в сельском хозяйстве

Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям, обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов.

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

Другие направления использования

Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо.

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

В 2009 году выходит в продажу генномодифицированный сорт розы "Applause" с цветами синего цвета. Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести "синие розы".

Заключение

В моей работе рассмотрена история селекции в разрезе новых технологий. На сегодняшний день необходимо внедрять эти методы в современное сельское хозяйство. Но перед нами стоит большая проблема малой развитости данных технологий в Российской Федерации. В большинстве случаев в нашей стране просо не хватает финансирования для организации своего производства. Также одной из важнейших проблем в этой области является несовершенно проработанное законодательство.

Большое внимание я уделила продукции, получаемой методами генной инженерии, так как считаю эту проблему насущной на сегодняшний день. Научный мир, работающий в этой области в настоящее время, разделен на две противоборствующие стороны - сторонники ГМ продуктов и их противники. Поэтому в курсовой работе указаны "За" и "Против" этих методов.

Хотелось бы отметить мое не однозначное отношение к продукции получаемой современными методами селекции, а в частности генной инженерией. Так как основы доводов противников и сторонников по моему мнению изучены не достаточно, поэтому в будущем стоит уделять большое внимание изучению трансгенной продукции на организм человека.

Таким образом, в реферате были рассмотрены основные характеристики генной инженерии: ее преимущества, какие качества "прививают" растениям, где в основном выращиваются генномодифицированные - растения, недостатки генной инженерии, а также ее перспективы.

Список используемой литературы

1. Е. Аспиз "Энциклопедический словарь юного биолога"

2. Ильяшенко О.Н. "Золотая коллекция рефератов" 2008 г.

3. Н.П. Дубинин "Очерки о генетике"

4. Н.П. Дубинин "Горизонты генетики"

5. Чирков Ю.Г. "Ожившие химеры". 1991 г., 239 с

Генетическое модифицирование

5. Экономический риск использования ГМО

Перечень экономических рисков, возникающих в связи с использованием ГМО в производстве продуктов питания и сельском хозяйстве для России, будет расти по мере ее интеграции в глобальное экономическое пространство.

Основной удар может быть нанесен по имиджу России как производителя натуральных продуктов. Известно, что в мире спрос на экологически чистую продукцию неуклонно растет. В частности, в 2002 г. Россию посетила делегация Министерства сельского хозяйства и защиты прав потребителей Германии. На встречах с производителями было не раз заявлено, что Германия планирует в будущем наладить импорт ряда наименований сельскохозяйственной продукции из России, при условии отсутствия в ней ГМО и минимальном содержании химикатов. Россия имеет большой потенциал в этой области, но массовое выращмвание ГМО навсегда исключит подобную перспективу.

ГМ-растения рекламируются как панацея от сельскохозяйственных вредителей и болезней, но на деле это оказывается не так. ГМ-культуры уже разорили не одно поколение индийских фермеров. За последние несколько лет тысячи фермеров в Индии покончили жизнь самоубийством, другие, пытаясь расплатиться с долгами, продают свои органы.

Причина – колоссальные убытки из-за выращивания ГМ-хлопка. Вопреки обещаниям компании «Монсанто», растения оказались подвержены большому количеству болезней и не дали фактически никакого урожая, при этом цена, которую фермеры заплатили за семена компаниям, в среднем была в 4 раза выше, по сравнению со стоимостью обычного хлопка. Однако представители «Монсанто» считают, что беды, постигшие фермеров, связаны не с плохим качеством трансгенного хлопка, а с нарушением технологии его выращивания.

Существует и другая проблема, связанная с экономическими особенностями выращивания ГМО. Все генные вставки, встраиваемые в геном растения для получения ГМО, являются объектом интеллектуальной собственности, следовательно, их использование платно. Но кроме регулярных платежей, которые должны платить фермеры компаниям за использование трансгенных ГМ-семян, значительные финансовые потери могут понести фермеры и даже обыкновенные дачники, специально не выращивающие ГМ-растения.

В 2004 г. «Монсанто» изобличила в незаконном использовании запатентованных компанией семян 500 фермеров. Не все из них были привлечены к ответственности, однако неизвестно, действительно ли фермеры высадили семена, не заплатив, или эти семена принесло на поля ветром, или произошло переопыление, как это случилось в случае канадского фермера Перси Шмайзера. Его громкое дело обошло страницы мировых газет: заподозрив, что на соседнем поле выращивают ГМ-рапс, он проверил свои посевы и обнаружил трансгенные растения. Однако потребовать возмещения ему вреда, как производителю органического рапса, Шмайзер не успел, так как «Монсанто» сама подала на него в суд, и обернула дело в свою пользу, а фермер вынужден был выплатить многотысячный штраф.

Недовольны и фермеры, сознательно выращивающие ГМО. Некоторым фермерам кажется, что выращивать ГМ-сою выгодно, поскольку гербицид «Раундап» хорошо защищает поля от сорняков и стоит не очень дорого, но другие считают это лишь очередной уловкой корпораций. Фермер Вернон Гансебом из штата Небраска, США, в интервью газете Omaha World Herald в 2004 г. заявил следующее: «Они снижают цены на «Раундап», но повышают цены на семена. Да, патенты обходятся недешево, но цены растут в геометрической прогрессии. Не я один обеспокоен этим».

Возникает вопрос, почему американские фермеры активно выращивают ГМО? Кроме государственных дотаций и иной помощи со стороны государства, этому есть еще одно очень простое объяснение. Последние 10 лет фермеры США сталкиваются с уменьшением прибыли. В частности, цена метрической тонны сои в 1998 г. упала на 62% по сравнению с 1990 г., и землевладельцам пришлось увеличивать площади посевов, чтобы остаться в бизнесе. В такой ситуации любая технология, предполагающая использование больших площадей, а ГМ-культуры нацелены именно на использование в крупных хозяйствах и отдачу в виде однородного массового продукта, оказывается крайне востребована. Тем более в условиях постоянного поощрения со стороны государства возделывания ГМ-растений.

Выращивание трансгенных культур выгодно во всех отношениях только компаниям, которые создают их под определенные маркетинговые задачи. Все коммерчески уже используемые или планируемые к использованию трансгенные растения (генные вставки в них) принадлежат корпорациям-разработчикам. Тем же корпорациям выгодно продавать гербициды, поэтому большинство ГМ-растений, которые они производят, имеют ген устойчивости к таким гербицидам. Если это в конечном итоге окажется неприбыльным и негативные последствия будут слишком велики, компании просто переключатся на другое производство. А что станет со странами и хозяйствами, перешедшими на трансгенные культуры и целиком зависимыми от биотехнологических компаний? В США разорившиеся фермеры, скорее всего, получат новые дотации, а что станет с остальными?

Очень популярен тезис о том, что ГМ-культуры решат проблему голода. Сегодня в мире ежедневно от отсутствия еды страдают 800 млн. человек, 320 млн. из которых проживают в Индии. Однако в 2002 г. страна уничтожила около 60 млн. тонн зерна (оно сгнило или было сожжено), так как покупательная способность посредников и населения настолько низка, что приобрести эти семена попросту было некому. Индийские эксперты сомневаются в том, что ГМО как-то изменит эту ситуацию, так как корень проблемы лежит не в отсутствии продовольствия, а в отсутствии доступа к материальным благам и ресурсам.

Замбийские фермеры, чье правительство также неоднократно отказывалось даже от гуманитарной помощи, содержащей ГМ-зерно, также не уверены в необходимости трансгенов для голодающих стран Африки. ГМ-кукуруза, которую упорно навязывают Африке международные организации и США, не нужна местному населению хотя бы потому, что кукуруза никогда не являлась традиционной для континента культурой, она не приспособлена для африканского климата и почвы. Для Замбии, например, характерно выращивание маниока, сорго и проса. Эта одна из беднейших стран Африки, но там ежегодно гниют тонны невостребованного зерна. По данным Национальной Ассоциации крестьян и малоземельных фермеров Замбии в 2003 г. в северном и северо-западном регионах страны на складах пропадало 300 тыс. тонн маниока, так как никто не мог их купить.

6. Биобезопасность и биотерроризм

Биологическая опасность (биоопасность) - новый термин, который не найдешь в медицинском словаре. Чаще всего биоопасность определяют как опасность для здоровья и жизни человека, связанную с воздействием на него агентов (патогенов) биологической природы. Можно встретить и более широкую трактовку этого понятия.

В словаре терминов и понятий по биоопасности фигурируют не только «патогенные биологические агенты (ПБА)» и «патогены», но и «ценные биологические материалы» - т.е. материалы, требующие административного управления, контроля, защитных и наблюдательных мер в лабораториях и биологических центрах. Это довольно широкое понятие, включающее в себя не только патогены и токсины, но и материалы, представляющие большое значение в научном, историческом и экономическом плане. В перечне наименее контролируемых и наиболее опасных угроз человечеству подавляющее число экспертов называют биотерроризм и «экологические войны» (изменение климата и др.).

Биологический терроризм официально признан одной из главных потенциальных угроз международной безопасности в результате уже совершенных террористических акций и анализа развития биологической науки и биотехнологии.

В XX веке было зарегистрировано более 100 подтверждённых случаев незаконного использования биологических агентов, из которых 19 представляли собой террористические акты. На вторую половину века приходится 66 преступлений с использованием биологических агентов. Однако ни одна из попыток их применения с целью массового поражения, к счастью, не оказалась успешной. Всего 8 преступлений, связанных с использованием биологического оружия, привели к жертвам среди гражданского населения (29 умерло и 31 человек пострадал).

В 1984 году религиозные сектанты использовали микробы сальмонеллы (Salmonella typhimurium ) в ресторанах городов округа Дэйлс (штат Орегон), что вызвало пищевые отравления 751 человека, но не привело к летальным исходам. Тем не менее, число подобных инцидентов резко возросло в последние годы. По данным ФБР, было возбуждено 267 уголовных дел до 2000 г. (в 187 случаях биологические агенты в той или иной форме использовались), в 2000 г. - возбуждено 257 дел (в 115 случаях установлены попытки использовать биологическое оружие).

В 2001 г. США подверглись биологической атаке с использованием возбудителя сибирской язвы, приведшей к ряду смертельных исходов. До настоящего времени на основные вопросы "кто, каким образом, почему?" нет точного ответа. Несмотря на то, что американское правительство сосредоточило своё внимание на расследовании деятельности американского вирусолога, работавшего в Американском институте военной медицины по исследованию инфекционных заболеваний (Форт-Дэтрик, шт. Мэриленд), до сих пор неясно, были ли эти события связаны с атаками 11 сентября 2001 года. Вирусолог работал частным образом в качестве руководителя контрактов по биологической защите. По своей работе он был тесно связан с одним из оставшихся профессионалов, игравшим значительную роль в программе по разработке биологического оружия до 1969 г. Активная деятельность подозреваемого вирусолога и его взаимоотношения с профессионалом обеспечили ему доступ к секретной информации, касающейся технологии производства препаратов. Он также имел доступ к государственному предприятию, работающему со штаммом AMES, возбудителем сибирской язвы, и продуцирующему сухой порошок спор сибирской язвы.

Согласно фактам, собранным американским Центром по контролю и профилактике заболеваний, из почтового ящика находящегося в Принстоне (Нью-Джерси) ушло 18 писем, содержащих споры сибирской язвы. Ещё 4 случая произошли в последующие восемь недель. Качество приготовленных и распространяемых болезнетворных спор было различным. Некоторые образцы были приготовлены грубо, но те, которые попали к сенаторам Дэшлу и Лихи, были высокодисперсны, поэтому легко распространялись воздушно-капельным путем. Именно в этих пакетах споры имели самую высокую концентрацию и микробиологическую чистоту. Предварительные исследования показали, что во всех конвертах содержался один из вариантов известного штамма AMES. Этот штамм в начале 1980-х годов был использован в США в программе биологической защиты. Благодаря своей биологической активности, именно он стал стандартом для использования в модельных экспериментах в животноводстве при получении новых вакцин против сибирской язвы. Известно, что с этим штаммом работали 15-20 лабораторий Великобритании, США, Канады и, возможно, Израиля. Сейчас перед генетиками-микробиологами стоит задача определить слабые различия в геномах культур, полученных в этих лабораториях, и идентифицировать культуру, хотя бы отдалённо похожую на использованную террористами.

Спектр организаций и отдельных личностей, способных использовать биологические агенты в качестве инструмента террора, различающихся по составу групп, источникам финансирования, идеологии, мотивациям и используемым методам, очень разнообразен. В него входят крупные, хорошо финансируемые организации, оппозиционные повстанческие группы, религиозные и культовые секты, пропагандирующие идеологию "конца света", разного рода националистические группы, отдельные расколовшиеся политические движения и группировки, а также террористы-одиночки.

По данным, приведённым в сборнике "Новый террор: перед лицом угрозы использования биологического и химического оружия", в 17% случаев применения террористами такого оружия оно распространялось воздушным путём, в 11% - через воду, в 15% - через пищу или напитки, в 13% - с помощью инъекций или иного контакта, в 16% - через лекарства. К сожалению, в 28% случаев способ распространения установить не удалось. К странам, "возможно распространяющим химическое и биологическое оружие", США сегодня относят Египет, Израиль, Ирак, Иран, Китай, Ливию, КНДР и Тайвань.

Идея использования биологических агентов в качестве оружия вряд ли является новой. На протяжении длительного исторического времени известны случаи использования биологических агентов для нанесения ущерба противнику. Однако возможность их применения зависела от уровня научной осведомлённости общества об инфекционных болезнях. До появления теории микробного природы инфекционных болезней считалось, что болезни вызываются загрязнёнными запахами, заражение происходит путём распространения "миазмов", т. е. "плохих паров". В древних цивилизациях (эллинской, римской, персидской) известны случаи загрязнения запасов питьевой воды своих противников с помощью полуразложившихся мёртвых животных. Подобный же способ был использован в Италии в XII веке Барбароссой. Отравление питьевых запасов трупами животных применялось также в XIX веке в США во время гражданской войны.

Концепция применения различных предметов (вещей, книг) в качестве распространения заразных болезней среди неприятеля разрабатывалась также и в XVIII веке. В 1763 году Сэр Джефри Амхерст (Jeffrey Amherst), командующий британскими войсками в Северной Америке, был обеспокоен активностью не симпатизировавших британцам аборигенов вдоль западной границы от Пенсильвании до Детройта. Когда он узнал, что в британских войсках в форте Питт возникла оспа, он решил использовать инфекцию в качестве биологического оружия против коренных американцев. По его плану враждебным племенам передавались одеяла и носовые платки больных оспой. Эпидемия оспы возникла среди племён коренных американцев, но трудно точно определить, явилась ли эта вспышка инфекции результатом военной биологической активности британцев. Коренные американцы не имели иммунологической защиты против многих инфекций, привнесённых из Старого Света, и поэтому могло существовать много различных способов заражения этой инфекцией от других европейских поселенцев.

С развитием теории микробной природы многих инфекций в XIX веке наступил новый этап в создании биологического оружия. Теперь патогенные микроорганизмы могли быть выделены и выращены в достаточном количестве в чистой культуре в лабораторных условиях. Поэтому результаты научных микробиологических исследований и новое технологическое оснащение могло одновременно применяться и для осуществления военных целей.

Особое развитие идея биологического оружия получила в ХХ веке. Во время первой мировой войны Германия имела намерение применить патогены (возбудители) холеры и чумы против человека, а патогены сибирской язвы и сапа против сельскохозяйственных животных. Однако применение биологического оружия во время первой мировой войны не вышло за рамки намерений. В то время внимание было сконцентрировано на эффектах применения химического оружия. Реакция на использование этого оружия привела к появлению в июне 1925 года Женевского протокола (Протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых или других подобных газов и бактериологических средств). 133 страны подписали этот протокол, одна страна (Сальвадор) подписала, но не ратифицировала. В протоколе содержится заявление, что стороны соглашаются считать себя связанными по отношению друг к другу запрещением применения на войне этого оружия. Договор запрещал применение химического и биологического оружия, но не мог ограничить или отрегулировать его разработку и производство.

В период между первой и второй мировыми войнами ряд стран ускорили выполнение своих исследовательских программ по развитию биологического оружия. Усилия японских исследователей и военных в этом были наиболее успешными. До конца второй мировой войны работы по создания биологического оружия велись во многих военных подразделениях. Наиболее известным был Отряд 731, возглавлявшийся с 1937 по 1941 гг. военным физиком-микробиологом Исии Сиро (Ishii Shiro). Отряд дислоцировался на территории Маньчжурии, оккупированной Японией. В самом разгаре своей деятельности персонал подразделения насчитывал около 3000 человек и располагался в 150 зданиях. Было проведено, по крайней мере, пять вспомогательных операций, в каждой из которых участвовало от 300 до 500 человек. Такие военно-научные группировки были ответственны за экстенсивную разработку и исследование биологического метода ведения войны, с использованием заключённых (обычно военнопленных, уголовников или политических диссидентов) и животных.

По некоторым оценкам в течение 13 лет биологических военных исследований в Маньчжурии и Китае погибло около 10 000 человек. Результатом этой деятельности явилось создание к началу сороковых годов меню инфекционных болезней, вызываемых бактериями, вирусами и риккетсиями. Японцы провели также десятки полевых экспериментов в Маньчжурии и Китае, в которых осуществлялось заражение водных и пищевых запасов, воздушное опрыскивание и применение небольших бомб, содержащих блох с возбудителями чумы. Локальные вспышки инфекций чумы, холеры и тифа произошли благодаря проводимым исследованиям.

Военная биологическая активность других стран за этот период была минимальной по сравнению с Японией. Усилия Германии были направлены преимущественно на разработку защитных микробиологических средств, вакцин и антимикробных препаратов. В этой работе в качестве экспериментального материала использовались заключённые концентрационных лагерей. В то же время были созданы бомбы с возбудителями сибирской язвы, которые были опробованы на острове в Северном море недалеко от побережья Шотландии. Этот остров был сильно загрязнён патогенами вплоть до 1980-х годов, когда было проведено успешное обеззараживание с помощью морской воды и формальдегида.

Опасность биотерроризма определяется рядом предпосылок:

Применение террористами различных видов биологического оружия способно в короткие сроки вызвать эпидемию, ведущую к гибели огромного количества людей, животных и сельскохозяйственных культур. По оценкам, распыление 100 кг спор сибирской язвы во много раз превышает последствия взрыва мегатонной ядерной бомбы.
В мире существует значительное количество потенциальных источников биологического оружия. Развитие медицины в целом и профилактики и лечения инфекционных заболеваний в частности, требует выделения, а затем и хранения бактериальных штаммов, служащих для создания различных вакцин и прививок. Однако потенциально эти штаммы также остаются источниками всех тех заболеваний, для лечения которых они предназначены. По приблизительным подсчётам, в 67 странах сосредоточено 453 коллекций различных бактериальных штаммов, принадлежащих различным организациям, 54 медицинских центра имеют возбудителя сибирской язвы, 18 - чумы. Количество источников смертоносных бактерий и не всегда адекватная охрана мест их хранения, могут сделать медицинские и биологические центры вольным или невольным источником снабжения террористов биологическим оружием. По американским данным, по крайней мере, 10 стран обладает биологическим оружием или проводит работы по его исследованию. Пример России наглядно демонстрирует, что само юридическое определение того, что является биологическим оружием, а что не является таковым отражает опасность использования биологического материала как во благо человечества, так и для его уничтожения.
Производство некоторых видов биологического оружия не требует какого-либо специального оборудования и относительно несложно. В природе уже имеется большое количество потенциально опасных для человека микроорганизмов, а исходные материалы для их производства часто являются продуктом хозяйственной деятельности человека.
Биологическое оружие легко транспортируется и достаточно сложно выявляется при проверках.
Практически каждая инфекция, а перечень микроорганизмов, которые могут быть потенциально использованы террористами, насчитывает 48 организмов (25 вирусов, 13 бактерий, 10 токсинов), требует своих методов лечения и профилактики, что значительно затрудняет возможность подготовки к отражению потенциального нападения.
Из-за неизвестности того, когда и где может быть предпринята попытка биотерроризма, и какие биологические агенты могут быть использованы в качестве инструмента террора, угроза или попытки применения биологического оружия сохраняются всегда. Инфекционные заболевания, которые могут развиться в результате биологической атаки, имеют неспецифические клинические симптомы, например лихорадка, особенно в первые часы и сутки с момента их развития. Поэтому необходимо знать определённые дифференциально-диагностические признаки, чтобы ещё до применения специальных методов идентификации предположить круг наиболее вероятных возбудителей. Существуют некоторые трудности быстрой микробиологической диагностики, особенно лёгочных форм инфекционных заболеваний. Из-за этого всем лицам с клинической картиной предполагаемой инфекции соответствующая антибактериальная терапия должна быть начата немедленно.
Генно-инженерные эксперименты с различными организмами, в том числе, с болезнетворными бактериями и вирусами, создают дополнительную мощную биологическую угрозу. Сегодня особенно необходимо обратить внимание на эксперименты в области генной инженерии. Это так называемая векторная технология, которая используется для переноса генов из одного организма в другой, и высокоинфекционный материал для встраивания чужого гена в абсолютно другой организм. Риск использования векторов для создания генно-инженерных организмов не оценивался. К тому же, сами по себе генетически измененные организмы, как абсолютно новые для биосферы организмы, могут воздействовать на неё самым неожиданным образом. Сама неизвестность подобного воздействия почему-то воспринимается как доказательство безопасности. По всей видимости, пришло время подумать о более строгом контроле за биологическим материалом и разработать более строгий комплекс в области биобезопасности. Биологической угрозе может противостоять только сильная система биологического контроля и здравоохранения.

Привлекательность биологического оружия для террористов обусловлена следующими причинами:

биологическое оружие легкодоступно, возбудителей опасных заболеваний можно найти в природе (за исключением черной оспы);
биологическое оружие просто в изготовлении;
во всех странах есть медицинские микробиологические лаборатории, микробиологические предприятия, которые можно переоборудовать для производства биологического оружия;
биологическое оружие удобно для хранения и транспортировки по сравнению с химическим или радиологическим оружием.

Важными критериями определения пригодности биологических агентов для применения в террористических целях являются:

высокая инфекциозность и контагиозность;
необходимая поражающая эффективность (предсказуемые клинические проявления болезни, определенный уровень заболеваемости и смертности);
значительная устойчивость в окружающей среде;
способность к широкому эпидемическому распространению;
доступность и простота в производстве рецептурных форм;
легкость в применении и распространении патогена;
сложность индикации и идентификации агента в объектах окружающей среды после применения;
отсутствие или недостаточная эффективность имеющихся в данное время средств иммуно- и экстренной профилактики, средств лечения заболевания.

По мнению ведущих специалистов в отрасли биологической опасности, наибольшая угроза видится в возможностях создания биологического оружия нового поколения - третьего, то есть «постгеномного», так называемого молекулярного оружия. В международной литературе оно обозначается как ABW - Advanced Biological Warfare. Это совершенно новые, уже открытые и еще неоткрытые регуляторы биохимических процессов, часто состоящие всего лишь из нескольких десятков нуклеотидных оснований и поэтому легко проникающие через клеточные мембраны и активно влияющие на различные биохимические процессы. Они представляют гораздо большую опасность, нежели традиционные патогены - чума, оспа, сибирская язва т др.

7. Контроль над использованием и распространением ГМО.

К ГМО сейчас самое пристальное внимание. В Европе и в России разработана специальная маркировка для продуктов, которая показывает, что в них не содержатся трансгенные добавки. В Евросоюзе даже создают экологические зоны, свободные от трансгенных организмов, и вводят мораторий на использование их в продуктах детского питания.

Все трансгенные организмы перед выходом на рынок проходят тщательную проверку на безопасность для человека и экологии в целом.

В России, как и в странах Европейского Союза (ЕС) и во многих других странах применение ГМ технологии, последующий выпуск ГМО в окружающую среду, их применение в сельском хозяйстве, производстве и продаже продуктов питания строго регламентированы. Наиболее динамично соответствующее законодательство развивается в ЕС и пересматривается Европарламентом практически каждый год. В настоящий момент применение ГМО в ЕС в основном регламентировано директивой 65/2004/EC и постановлениями 1829/2003 и 1830/2003.

В законодательстве ЕС по-разному определены правила применения ГМО в сельском хозяйстве, и в производстве продуктов питания. Если для продуктов питания определена минимальная граница допустимого содержания в продуктах питания генетически модифицированных источников (ГМИ), то для семян/посевного материала она не предусмотрена. Этот норматив позволяет в случаях, когда содержание ГМИ в продукте не достигает порогового значения (относительная концентрация 0,9% для ЕС), не маркировать данный продукт как содержащий ГМИ. При этом норматив максимально допустимого содержания ГМИ действует на уровне ингредиента, и порог 0,9% установлен для каждого ингредиента, входящего в состав пищевого продукта. Таким образом, если в результате скрининговой качественной диагностики ГМИ были обнаружены в продукте питания, соответствующие ингредиенты должны быть исследованы и установлено содержание ГМИ в каждом из них.

В соответствии с санитарными нормами, действующими в России, пороговое значение вначале было установлено в 5%, причем в данном случае подразумевается абсолютная концентрация ГМИ в продукте питания. В настоящий момент этот уровень в Российской Федерации установлен в 0,9%. Как показывает опыт, большинство диагностических методов позволяют достоверно оценить относительную концентрацию ГМИ, в то время как определить абсолютное содержание растительного ингредиента в сложном продукте питания, прошедшем переработку, в высшей степени затруднительно. Таким образом, несовершенство нормативной базы в России до настоящего времени в значительной степени ограничивает область применения количественной диагностики ГМИ сырьевыми материалами и лишает смысла измерение количественного содержания ГМИ в продуктах питания.

Обнаружение и идентификация ДНК и/или белков может быть значительно затруднена при исследовании прошедших глубокую переработку или очистку ингредиентов, таких как крахмал, сахар или растительные масла. Более того, ряд обработок может приводить к невозможности выявления или идентификации ГМИ в продукте. Предыдущей директивой ЕС был утвержден специальный список продуктов (в т.ч. сахар и растительные масла), которые могли быть не маркированы даже в случае, если они были изготовлены из ГМ-сырья. Настоящее законодательство ЕС обязывает производителя проводить маркировку даже в тех случаях, когда современные методы диагностики не позволяют определить происхождение продукта питания. Для этого введена специальная процедура учета применения ГМО на каждом из этапов - выращивания, сбора урожая, хранения, перевозки, переработки и т.д. Требования ЕС обязывают организации, имевшие отношение к производству или применению ГМО, хранить соответствующую документацию 5 лет, что позволит при необходимости проследить пути распространения ГМО и выяснить потенциальные источники контаминации.

Необходимость мониторинга, качественного и количественного исследования присутствия ГМО в сельскохозяйственных культурах и произведенных из них продуктах питания обусловила потребность в аналитических методах, способных обнаруживать, идентифицировать ГМО и определять их количественное содержание в исследуемом образце. Как правило, эти методы основаны на анализе ДНК или белка, как базовых составляющих ГМО. В некоторых случаях, для определенных типов пищевых продуктов, произведенных из ГМИ, таких, как растительные масла, отличающиеся измененным профилем содержания жирных кислот и низким содержанием ДНК и белков, в качестве дополнительных или альтернативных методов могут быть применены хроматография или спектроскопия в ближней инфракрасной области.

Диагностика ГМИ должна также учитывать особенности конструирования конкретных ГМО и биологическую вариабельность. Необходимы методы, позволяющие различить ГМО, при создании которых были использованы одни и те же генно-инженерные конструкции, а также ГМО, несущие одну, две или более конструкций или их копий.

Сертифицированные методы, с помощью которых проводят маркировку ГМО-содержащих продуктов, как правило, основаны на детекции специфичных фрагментов ДНК при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) и/или детекции белка энзим-связанным иммуносорбентным методом (ELISA).

Процесс диагностики ГМИ в продуктах питания в общих чертах укладывается в следующую схему:

1. Скрининговая качественная диагностика. На этом этапе исследуют присутствие ГМИ в составе продукта питания или сельскохозяйственного сырья. Необходимо применение высокочувствительных и надежных аналитических методов, обеспечивающих точную и надежную диагностику во всех контролирующих лабораториях, что может быть обеспечено только путем проведения межлабораторных поверок и интеркалибраций.

2. Идентификация. На этом этапе идентифицируют, какие именно ГМИ представлены в тестируемом продукте, а также разрешены ли они к применению.

3. Количественная диагностика. Результаты количественных измерений, проведенные при помощи ПЦР или ELISA, позволяют определить содержание ГМИ и установить, подлежит ли данный продукт обязательной маркировке, уведомляющей о присутствии ГМИ. Для четкого проведения количественных исследований желательно располагать информацией о видах обработок, которым подвергался тестируемый материал, чтобы учесть прошедшую деградацию ДНК/белка и оценить точность измерений.

В настоящее время наиболее развиты и наиболее широко применяются на всех этапах диагностики методы, основанные на использовании разных видов ПЦР. Однако и другие аналитические технологии - в частности, ДНК-чипы и масс-спектрометрия, могут быть с успехом использованы для целей диагностики ГМИ.

Список литературы

А.А. Жученко Роль генетической инженерии в адаптивной системе селекции растений // С.-х. биология. 2003. №1. С. 3.33.

В.Кащьяп Пестициды и трансгенные растения как международная агроэкологическая проблема. М.: Изд-во РУДН, 1998. 167 с.

В.В. Кузнецов, А.М.Куликов, И.А.Митрохин, В.Д. Цыдендамбаев. ГМО и биологическая безопасность // Экос-информ. 2004. №10. С. 1.64.

А.М. Куликов. ГМО и риски их использования // Физиология растений. 2005. Т. 52. С. 115.128.

В.В.Кузнецов, А.М. Куликов. Генетически модифицированные риски и полученные из них продукты: реальные и потенциальные риски. Российский химический журнал, 2005. 69 (4). С. 70-83.

В.В.Кузнецов, А.М.Куликов, И.А. Митрохин, В.Д. Цыдендамбаев. «Генетически модифицированные организмы и биологическая безопасность». Экоинформ, №10, 2004.

О.А. Монастырский. Продовольственная безопасность России: вчера, сегодня, завтра // Экос-информ. 2004. №4. C. 1.64.

Е.Г. Семенюк. Агроэкологические аспекты использования генетически модифицированных сельскохозяйственных культур // Агрохимия. 2001. №1. С. 80.93.

Е.Г. Семенюк. Проблемы оценки риска трансгенных растений // Агрохимия. 2001. Т. 10. С. 85.96.

М.С. Соколов, А.И. Марченко. Потенциальный риск возделывания трансгенных растений и потребления их урожая // С.-х. биология. 2002. №5. С. 3.22.