Генетически модифицированные организмы. Принципы получения, применение

 

2.4. Трансгенные животные в сельском хозяйстве

 

Основным направлением исследований в области генетической инженерии животных является выведение пород с повышенной продуктивностью, устойчивостью к болезням и т.д. Например, трансгенные свиньи с добавленным геном гормона роста более мускулистые и менее жирные. То есть из туши трансгенного кабанчика можно получить больше мяса, чем из обычного, и меньше сала. [6]

Свиньи с добавлением гена фитазы (один из ферментов переваривания пищи) эффективнее усваивают корма за счёт лучшей усвояемости фосфора, что выражается в усилении их роста. К тому же это дает возможность в меньшей степени загрязнять окружающую среду фосфатами. Трансгенные свиноматки с добавленным им геном β-лактальбумина более эффективно вскармливают своих поросят. [7]

Сейчас ученые пытаются реализовать ряд проектов, такие как улучшение качества шерсти овец, выведение пород крупного рогатого скота, в молоке которого будет снижена концентрация β-лактоглобулина и многое другое. Трудности связаны с определенными техническими (сложности получения и размножения), финансовыми, а иногда и этическими проблемами.[3]

Таким образом научные исследования в области применения генетически модифицированных организмов ведутся по целому ряду перспективных направлений. Уже получены интересные результаты, значит, в будущем следует ожидать появления новых сортов, видов, штаммов с новыми возможностями.

 

 

Глава 3. Неблагоприятные эффекты генно-инженерных организмов

 

Сегодня, находясь в определенной эйфории от достижений «генной революции», человечество, к сожалению, не осознает все возможные ее угрозы и вызовы. В полной мере оценить их сегодня, пожалуй, и невозможно, поскольку в процессе внедрения определенного гена, модифицированный организм приобретает или может приобрести целый ряд свойств, появление и особенности которых предсказать невозможно из-за недостаточной изученности механизмов функционирования генома. Вследствие этого при производстве ГМО, их коммерческом использовании, распространении и потреблении возникает целый ряд нежелательных явлений и рисков, которые необходимо исследовать, чтобы предупредить возможные негативные воздействия и проявления ГМО в будущем. [1]

Общая методика оценки риска возможных неблагоприятных эффектов ГМО включает следующие этапы:

• выявление любых новых генотипических и фенотипических характеристик, связанных с присутствием трансгенов, которые могут вызвать неблагоприятное воздействие ГМО на здоровье человека и окружающую среду;
• оценка вероятности возникновения неблагоприятных последствий исходя из интенсивности, продолжительности и характера воздействия генетически модифицированного организма на человека или на потенциальную принимающую среду;
• оценка последствий в том случае, если такое неблагоприятное воздействие действительно будет иметь место;
• оценка совокупности риска, вызываемого ГМО, на основе оценки вероятности возникновения и последствий выявленных неблагоприятных эффектов;
• вынесение рекомендации относительно того, являются ли риски приемлемыми или регулируемыми, включая, если это необходимо, определение стратегий для регулирования таких рисков.[3]

3.1. ГМО и здоровье человека

 

Среди потенциальных рисков для здоровья человека, связанных с использованием генно-инженерных организмов, рассматриваются следующие:

• синтез новых для реципиентного организма белков-продуктов трансгенов, которые могут быть токсичными и/или аллергенными;
• изменение активности отдельных генов живых организмов под влиянием вставки чужеродной ДНК, в результате которого может произойти ухудшение потребительских свойств продуктов питания, получаемых из этих организмов;
• горизонтальная передача трансгенов другим организмам, в частности маркерных генов устойчивости к антибиотикам от ГМО микроорганизмам пищеварительного тракта.

Стратегия оценки безопасности ГМП питания основана на принципе «существенной эквивалентности», разработанном OECD (Организация экономического сотрудничества и развития). Согласно этому принципу, оценивается не уровень безопасности новых продуктов питания как таковой, а его изменение в сравнении с традиционными пищевыми аналогами. [5]

 

3.1.1. Токсичность

 

Для оценки потенциальной токсичности новых продуктов питания осуществляются:

• определение концентрации потенциальных токсинов в съедобных частях растений;
• оценка стабильности новых веществ к термической обработке;
• определение скорости разрушения потенциальных токсинов в ЖКТ (в модельной системе);
• анализ токсичности в экспериментах по принудительному скармливанию лабораторным и домашним животным пищи, содержащей ГМ-продукты, в течение длительного времени. [3]

Российская пресса не так давно сообщала о случаях серьезных массовых отравлений безалкогольными напитками производства одной из известных в мире компаний. Но пищевая добавка, полученная с помощью генетической модификации и ставшая причиной отравлений, к сожалению, используется не только в этой продукции. Так называемый искусственный подсластитель аспартам (Е-951), широко известный как Nutrasweet, представляет собой не что иное, как генетически модифицированный нейротоксин. Этот химический препарат используется как пищевая добавка и рекламируется как натуральный продукт. Выпускаемый под различными торговыми марками (Equal, Spoonful) аспартам присутствует более чем в шести тысячах наименований продуктов: прежде всего в детских витаминах, лекарствах, диетических напитках и практически в любом ресторанном блюде. Управление питания и лекарственных препаратов США (FDA) получило от потребителей более десяти тысяч жалоб на аспартам. Есть девяносто два документально подтвержденных случая отравления аспартамом. Его симптомы таковы: потеря осязания, памяти, слуха, зрения, туманное зрение, головные боли, усталость, головокружение, тошнота, сильное сердцебиение, увеличение веса, раздражительность, тревожное состояние, сыпь, приладки, боли в суставах, депрессии, спазмы. [2]

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

 

3.1.2. Аллергия

 

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

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

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

 

3.1.3. Онкология

 

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

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

 

3.2. Экологические риски

 

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

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

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

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

Таким образом, возможны следующие неблагоприятные эффекты на окружающую среду:

• утрата ценных биологических ресурсов в результате засорения местных видов генами, перенесенными от ГМО;
• создание новых сорняков и усиление вредоносности уже существующих;
• выработка веществ-продуктов трансгенов, которые могут быть токсичными для организмов, живущих или питающихся на ГМО и не являющихся мишенями трансгенных признаков;
• неблагоприятное воздействие на экосистемы токсичных веществ, производных неполного разрушения опасных химикатов (гербицидов).

 

Глава 4. Ситуация с ГМО в России

 

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

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

 

4.1. Маркировка и регистрация продукции