Трансгенные продукты

     Трансгенные продукты

     Введение

     В последние годы все большее влияние  на здоровье населения планеты оказывает  качество и структура питания. В 1999 г. опубликованы данные, что ежегодно в мире от недоедания и белково-калорийной недостаточности погибает 15 млн. человек.

     Результаты  широких эпидемиологических исследований и организованного в последние  годы Минздравом России мониторинга  состояния питания показывают, что  структура питания населения  России характеризуется продолжающимся снижением потребления наиболее ценных в биологическом отношении  пищевых продуктов. Как следствие  сложившейся структуры питания  на первый план выходят следующие  нарушения пищевого статуса:

• дефицит животных белков, достигающий 15-20% от рекомендуемых величин;
• выраженный дефицит большинства витаминов, выявляющийся повсеместно у более половины населения;
• проблема недостаточности макро- и микроэлементов, таких как кальций, железо, фтор, селен, цинк.

     В международном научном сообществе существует четкое понимание того, что в связи с ростом народонаселения  Земли, которое по прогнозам ученых должно достичь к 2050 году 9-11 млрд. человек, необходимо удвоение или даже утроение мирового производства сельскохозяйственной продукции, что невозможно без применения трансгенных растений, создание которых  многократно ускоряет процесс селекции культурных растений, увеличивает урожайность, удешевляет продукты питания, а также  позволяет получить растения с такими свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами.

     Принцип создания трансгенных растений и  животных схожи. И в том, и в  другом случае в ДНК искусственно вносятся чужеродные последовательности, которые встраивают, интегрируют генетическую информацию вида.

     Основные  объекты генной инженерии в растительном мире: соя, кукуруза, картофель, хлопчатник, сахарная свекла. При этом вырабатывается повышенная резистентность к колорадскому жуку, к вирусам, защита от насекомых, от всяких бурильщиков, сосальщиков, обеспечивает отсутствие повышенных остаточных количеств  пестицидов. Возможно улучшение коммерческих показателей: у томатов - увеличение сроков хранения, у картофеля - повышение  крахмалистости, обогащение аминокислотами, витаминами.

     Путем генной инженерии возможно повышение  урожайности на 40-50%. За последние 5 лет  в мире земельные площади, используемые под трансгенные растения, увеличились  с 8 млн. га до 46 млн. га.

     Нужно отметить, что ни одна новая технология не была объектом такого пристального внимания ученых всего мира. Все  это обусловлено тем, что мнения ученых о безопасности генетически  модифицированных источников питания  расходятся. Нет ни одного научного факта против использования трансгенных  продуктов. В тоже время некоторые  специалисты считают, что существует риск выпуска нестабильного вида растений, передача заданных свойств  сорнякам, влияние на биоразнообразие  планеты, и главное - потенциальная  опасность для биологических  объектов, для здоровья человека путем  переноса встроенного гена в микрофлору кишечника или образование из модифицированных белков под воздействием нормальных ферментов, так называемых минорных компонентов, способных оказывать  негативное влияние. 
 
 
 
 

     Что такое трансгенные продукты

     Генетически модифицированный, или трансгенный, организм (ГМО) - организм, в генетический аппарат которого искусственно вставлены  гены другого организма. Это возможно благодаря универсальности генетического  кода всех живых существ. 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.

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

     Пионером  в создании ГМО являются США. Сегодня  там выращивается 75 процентов всех трансгенных культур, далее следуют  Канада и Аргентина.

     Трансгенными  могут называться те виды растений, в которых успешно функционирует  ген (или гены) пересаженные из других видов растений или животных. Делается это для того, чтобы растение-реципиент  получило новые удобные для человека свойства, повышенную устойчивость к вирусам, к гербицидам, к вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из таких генноизмененных культур, могут иметь улучшенные вкусовые качества, лучше выглядеть и дольше храниться. Также часто такие растения дают более богатый и стабильный урожай, чем их природные аналоги.

     В РФ зарегистрировано 13 ГМ-сортов сельхозкультур. Все они созданы на основе генов, полученных от зарубежных транснациональных  компаний. По данным Минздрава, в России зарегистрированы 59 пищевых ГМ-продуктов, в их числе напитки, пищевые добавки, кондитерские изделия.

     Надзор  за генетически модифицированными  продуктами осуществляется Научно-исследовательским  институтом питания РАМН и также  учреждениями-соисполнителями: Институтом вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова  РАМН, Московским научно-исследовательским  институтом гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава России.

     Разработка  ГМО некоторыми учеными рассматривается  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.

     Последнее десятилетие ученые строят неутешительные прогнозы относительно быстрорастущего  потребления сельскохозяйственных продуктов на фоне снижения площади  посевных земель. Решение данной проблемы возможно с помощью технологий получения  трансгенных растений, направленных на эффективную защиту сельскохозяйственных культур и увеличение урожайности. 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.

     Получение трансгенных растений является на данный момент одной из перспективных и  наиболее развивающихся направлений  агропроизводства. Существуют проблемы, которые не могут быть решены такими традиционными направлениями как  селекция, кроме того, что на подобные разработки требуются годы, а иногда и десятилетия. Создание трансгенных  растений, обладающих нужными свойствами, требует гораздо меньшего времени  и позволяет получать растения с  заданными хозяйственно ценными  признаками, а также обладающих свойствами, не имеющими аналогов в природе. Примером последнего могут служить полученные методами генной инженерии сорта  растений, обладающих повышенной устойчивостью  к засухе.

     Создание  трансгенных растений в настоящее  время развиваются по следующим  направлениям:

     1. Получение сортов сельскохозяйственных  культур с более высокой урожайностью.

     2. Получение сельскохозяйственных  культур, дающих несколько урожаев  в год (например, в России существуют  ремонтантные сорта клубники, дающие  два урожая за лето).

     3. Создание сортов сельскохозяйственных  культур, токсичных для некоторых  видов вредителей (например, в России  ведутся разработки, направленные  на получение сортов картофеля,  листья которого являются остро  токсичными для колорадского  жука и его личинок).

     4. Создание сортов сельскохозяйственных  культур, устойчивых к неблагоприятным  климатическим условиям (например, были получены устойчивые к  засухе трансгенные растения, имеющие  в своем геноме ген скорпиона).

     5. Создание сортов растений, способных  синтезировать некоторые белки  животного происхождения (например, в Китае получен сорт табака, синтезирующий лактоферрин человека).

     Таким образом, создание трансгенных растений позволяет решить целый комплекс проблем, как агротехнических и  продовольственных, так и технологических, фармакологических и т.д. Кроме  того, уходят в небытие пестициды  и другие виды ядохимикатов, которые  нарушали естественный баланс в локальных  экосистемах и наносили невосполнимый  ущерб окружающей среде. 
 
 
 
 
 
 
 

     Методы  создания трасгенных продуктов

     Основные  этапы создания ГМО:

     1. Получение изолированного гена.

     2. Введение гена в вектор для  переноса в организм.

     3. Перенос вектора с геном в  модифицируемый организм.

     4. Преобразование клеток организма.

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

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

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

     Техника введения генов в бактерии была разработана  после того, как Фредерик Гриффит  открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит  примитивный половой процесс, который  у бактерий сопровождается обменом  небольшими фрагментами нехромосомной  ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных  генов в бактериальные клетки. Для введения готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных используется процесс трансфекции.

     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. 
 
 
 
 
 
 
 

     Исследование  безопасности ГМО.

     Выяснить, содержит ли продукт измененный ген, можно только с помощью сложных  лабораторных исследований. В 2002 году минздрав России ввел обязательную маркировку продуктов, содержащих более пяти процентов  генетически модифицированного  источника. Реально ее нет практически  никогда. Результаты проверок показали, что только в Москве в 37,8 процента случаев пищевые продукты, содержащие генетически модифицированное сырье, не имеют соответствующей маркировки, и это очень высокий показатель. Контроль за ГМИ осуществляется на организационном уровне: проводятся рейдовые проверки, проверяются сертификаты  безопасности, регистрационные удостоверения  о безопасности продукции и т.д.

     Так что даже специалист, не имея под  рукой профессиональных инструментов или даже целой лаборатории, не скажет вам с уверенностью - есть на вашем  столе трансгенные продукты или  нет.

     Исследование  безопасности ГМО является важной частью программы исследовательских и  технологических разработок в прикладной молекулярной биологии.

     В настоящее время среди специалистов считается общепринятым мнение о  том, что доступные на рынке генетически  модифицированные организмы безопасны. Однако в ряде неоднозначно оцениваемых  научным сообществом работ высказывается  противоположное мнение. В дискуссии  о безопасности использования трансгенных  растений и животных в сельском хозяйстве  участвуют правительственные комиссии и неправительственные организации  типа «Гринпис».

     Пищевая безопасность.

• За: Контроль безопасности

     Все трансгенные сорта растений перед  выходом на рынок проходят тщательную проверку на безопасность для человека и экологии. Это приводит к тому, что стоимость разработки и вывода на рынок нового трансгенного растения-продукта чрезвычайно высока (от 50 до 200 млн долларов). В этом плане трансгенные растения оказываются намного более изучены, чем, например, сорта, получаемые методами обычной селекции. Тем не менее, основной аргумент противников ГМ-организмов заключается в том, что прошло ещё недостаточно времени для того, чтобы можно было сделать окончательные выводы об их безопасности, и не исключено, что негативные последствия скажутся на будущих поколениях. Между тем, на модельных организмах с быстрой сменой поколений (мыши, крысы) отдалённых негативных генетических последствий не выявлено.

• За: большой опыт использования организмов, полученных с помощью биотехнологии

     Все сорта растений и породы животных, используемые в сельском хозяйстве  — продукт вмешательства человека в геном. Многие межвидовые гибриды  используются человечеством столетиями (например, мулы). До XX века селекционерам  приходилось ждать того момента, когда случайное изменение того или иного гена, либо случайное  сочетание генов даст полезное в  сельском хозяйстве свойство. В начале XX века появились методы, благодаря  которым этот процесс стало возможно ускорить (искусственное получение  большого количества случайных мутаций, например, с помощью облучения  радиацией или действием химических мутагенов). Современные методы получения  генетически модифицированных организмов отличаются лишь тем, что изменения  генома целенаправлены. Соответственно, использование генетически модифицированных организмов не менее безопасно, чем  использование немодифицированных сортов растений и пород животных.

• За: опасность продуктов традиционного сельского хозяйства

     Традиционное  сельское хозяйство немыслимо без  использования минеральных удобрений, инсектицидов, фунгицидов и др. Многие из этих средств официально признаны вредными и опасными, но продолжают использоваться в развивающихся странах. Такие средства как ДДТ нанесли огромный вред биосфере и здоровью людей.

     Создание  генетически модифицированных растений, малотребовательных к условиям среды  и невосприимчивых к вредителям — альтернативный способ повышения  продуктивности сельского хозяйства, позволяющий существенно снизить  использование вредных химикатов.

• Против: Недостаточность исследований безопасности

     Использование ГМО-продуктов ограничено во времени, поэтому оппоненты ускоренного  внедрения ГМО-организмов предупреждают, что отрицательные эффекты на здоровье человека могут проявиться не сразу и иметь необратимый  характер.

     Учитывая  огромное количество населения[источник не указан 737 дней], использующее ГМО-продукты (сою, кукурузу, рис, картофель), замедленные  эффекты могут привести к массовым нежелательным последствиям.

     Влияние продуктов питания, содержащих ГМО, на другие организмы неоднократно становилось  объектом исследования как в лабораториях компаний, производящих ГМО (Монсанто и др.), так и независимых исследователей. Часть исследователей, в том числе  и из России, указывают на негативные последствия.

     Так, общественный резонанс и дискуссии  вызвали опыты д.б.н. Ирины Ермаковой, сотрудника Института высшей нервной  деятельности и нейрофизиологии  РАН, которая ещё до начала самостоятельных  опытов с ГМО выступала с публичными призывами к «остановке трансгенизации страны». В ходе опытов, по утверждению  автора, у подопытных животных, употреблявших  ГМ-корм, наблюдался ряд патологических изменений. Научное сообщество подвергло  критике работы Ермаковой за нарушения  в организации эксперимента и  некорректную обработку полученных данных. Результаты Ермаковой не подтвердились  в независимых экспериментах.

     В 2009 году была опубликована статья, в  которой описывались систематические  патологические изменения функций  печени и почек у мышей, питавшихся тремя исследовавшимися сортами  генетически модифицированной кукурузы в течение девяноста дней.. Выводы сделанные авторами этой статьи были раскритикованы FSANZ (Организация пищевых  стандартов Австралии и Новой  Зеландии, Food Standards Australia New Zeland). Европейское  ведомство по безопасности пищи также  раскритиковало это исследование. Развернутая  критика статьи была опубликована также  компанией Monsanto.

     Ряд исследователей отмечают парадоксальность сложившейся ситуации, когда генетически  модифицированные сорта проходят многоступенчатую всестороннюю проверку безопасности, а сорта, полученные с помощью  селекции, не проверяются никак.

     На  июнь 2007 года было опубликовано более  четырехсот авторитетных исследований, доказывающих безопасность ГМО.

     Экологическая безопасность.

• За: Технологические меры для защиты от гибридизации
• За: Распространённость «горизонтального переноса генов» в природе

     В природе широко распространён так  называемый горизонтальный перенос  генов, в ходе которого виды естественным образом обмениваются генетическим материалом (иногда значительными фрагментами  геномов) .Кроме этого, существуют паразитические организмы (например, Agrobacterium tumefaciens), целенаправленно  модифицирующие геном своих хозяев.

     Таким образом, генная модификация организмов не является чем-то «противоестественным», масштабы деятельности человека в этом направлении ничтожны по сравнению  с аналогичными процессами, происходящими  в природе.

     Некоторые исследователи (Э. Уилсон) говорят о  том, что использование генетически  модифицированных организмов существенно  улучшит экологическую ситуацию и поможет решить проблему уменьшения биологического разнообразия  (через  повышение эффективности использования  уже освоенных территорий, отказ  от пестицидов и т. п.).

• Против: Вытеснение естественных видов и распространение гибридов с ГМО

     Поскольку генетическая модификация организмов зачастую направлена на повышение жизнеспособности растений в определённых условиях, существует мнение, что одичавшие  генетически модифицированные организмы  могут вытеснить дикие популяции  соответствующих видов в их естественных экологических нишах. В то время  как большинство признаков ГМО  дают преимущество только в условиях искусственных экосистем, в которых  они культивируются (например, устойчивость к гербицидам у растений), другие признаки, такие как устойчивость к насекомым-вредителям, могут давать генетически модифицированным растениям  преимущество в диких условиях.

     Также, помимо распространения самих ГМО, они могут образовывать гибриды  с дикими организмами и представителями  близкородственных видов, распространяя  введённые гены в дикой популяции. Кроме того, перенос генов между  различными видами может происходить  в результате переноса бактериями или  вирусами. Подобной точки зрения придерживается, в частности, международная экологическая организация «Гринпис». 

     Сторонники  употребления генетически модифицированных продуктов считают, что они безвредны  для человека и даже имеют преимущества. По мнению директора центра “Биоинженерия” РАН академика К. Скрябина, для  специалистов, занимающихся проблемой  генной инженерии растений, вопрос безопасности генно-модифицированных продуктов не существует. А трансгенную  продукцию лично он предпочитает любой другой хотя бы потому, что  ее более тщательно проверяют. Возможность  непредсказуемых последствий вставки  одного гена теоретически предполагается. Чтобы исключить ее, подобная продукция  проходит жесткий контроль, причем, как утверждают сторонники, результаты такой проверки вполне надежны. Наконец  нет ни одного доказанного факта  вреда трансгенной продукции. Никто  от этого не заболел и не умер.

     Всевозможные  экологические организации (например, "Гринпис"), объединение “Врачи и ученые против генетически модифицированных источников питания” считают, что рано или поздно “пожинать плоды” придется. Причем, возможно, не нам, а нашим  детям и даже внукам. Как "чужие", не свойственные традиционным культурам  гены повлияют на здоровье и развитие человека? В 1983 году США получили первый трансгенный табак, а широко и  активно использовать в пищевой  промышленности генно-модифицированное сырье начали всего какие-нибудь пять-шесть лет назад. Что будет  через 50 лет, сегодня никто предсказать  не в состоянии. Вряд ли мы превратимся  в, например, "людей-свиней". Но есть и более логичные доводы. Скажем, новые медицинские и биологические  препараты разрешаются к использованию  на людях только после многолетних  проверок на животных. Трансгенные  продукты поступают в свободную  продажу и уже охватывают несколько  сотен наименований, хотя созданы  они были всего несколько лет  назад. Противники трансгенов подвергают сомнению и методы оценки таких продуктов  на безопасность.

     Оценка  безопасности и требования к ГМО  в различных странах

     Международные организации

     Продовольственная и сельскохозяйственная организация  ООН признала потенциальные преимущества сельского хозяйства, основанного  на использовании ГМ-продуктов, для  беднейших регионов планеты. В соответствии с заключением Всемирной организации  здравоохранения (ВОЗ), «ГМ продукты питания, имеющиеся в настоящее  время (2005 год) на международном рынке, прошли процедуру оценки риска и  вероятность того, что они ассоциированы  с большим риском для здоровья человека, чем традиционные аналоги, незначительна». По мнению ВТО запрещение ГМ-продуктов в ряде стран не имеет  под собой научной основы и  обусловлено протекционистскими целями.

     Страны, в которых разрешено использование  ГМ-продуктов

• США

     По  данным от 2000 года 50-60 % всего кормового  зерна в США генно-модифицированы. В США (а также в Канаде) маркировка на продуктах об использовании ГМО  не является обязательной.

     Американской  федеральной администрацией по контролю за лекарственными средствами и продуктами питания (FDA) разрешено использование  трансгенных животных в том числе  и для медицинских нужд.

• Евросоюз

     В соответствии с заключением Европейского управления по безопасности продуктов  питания, употребление в пищу мяса и  молока генетически модифицированных животных безвредно.

     Однако  часть европейских стран пошла  по пути отказа от генетически модифицированных организмов. Так, например, Австрия  является страной, полностью свободной  от ГМО; помимо введённых национальных запретов на выращивание трансгенных  культур, все 9 федеральных земель этой страны объявили себя свободными от ГМО . Аналогичный закон принят в Греции, а также в Польше и Швейцарии. В некоторых провинциях Испании  и многих других европейских стран  также существуют районы, провозглашенные  «зонами, свободными от ГМО».

     Иногда  законы о запрете ГМО принимались  вопреки мнению специалистов об их безопасности.

• Австралия и Новая Зеландия

     В Австралии и Новой Зеландии имеется  несколько «зон, свободных от ГМО», но на федеральном уровне производство ГМ-культур разрешено и полученные из них продукты не маркируются.

• Китай

     Китай в ближайшее время намерен  перейти на повсеместное использование  ГМ-риса в сельском хозяйстве.

• Российская Федерация

     В России прошли проверку и одобрены Роспотребнадзором несколько сортов растений, полученных с использованием генной инженерии. По данным Роспотребнадзора 2008 года доля ГМ-продуктов на российском рынке составляет менее одного процента.

     В обязательном порядке должна быть представлена информация о наличии в продуктах  питания компонентов, полученных с  применением ГМО, если содержание указанных  организмов в таком компоненте составляет более 0,9%.