CC BY
218
УДК 613.29
Н.М. Колычев, N.M. Kolychev,
Е.М. Крыжановская, E.M. Kryzhanovsky
Р.А. Талипов, R.A. Talipov,
В.В. Семченко, V.V. Semchenko, e-mail: [email protected]
Институт ветеринарной медицины и биотехнологии, Омский государственный аграрный
университет им. П.А. Столыпина, г. Омск, Россия
Institute of veterinary medicine and biotechnology, Omsk State Agrarian University, P.A. Stolypin, Omsk, Russia
ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ КАК СОВРЕМЕННЫЙ АСПЕКТ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ, ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
GENETICALLY MODIFIED ORGANISMS AS A MODERN ASPECT OF GENETIC ENGINEERING, THE VALUE FOR HUMANITY
Аналитический взгляд на начало XXI столетия свидетельствует две глобальные проблемы - продовольствия и экологической безопасности, которые становятся для цивилизации важнейшими. Поэтому создание и внедрение генетически модифицированных организмов (ГМО) является одной из научно-политических проблем.
Analytical view of the beginning of the XXI century shows two global challenges - food and environmental safety is essential for civilization. Therefore, the creation and introduction of genetically modified organisms (GMOs) is one of the scientific and political problems.
Ключевые слова: генетически модифицированные организмы, трансгенные растения.
Keywords: genetically modified organisms, transgenic plants.
Сегодня производство сельскохозяйственной продукции достигает приблизительно 5 млрд. тонн в год. Для того чтобы увеличить этот показатель вдвое и обеспечить продовольствием в 2025 году почти 9 млрд. населения Земли традиционных способов недостаточно.
Необходимо констатировать, что средства массовой информации (СМИ), а не академические научные журналы, с самого начала работ в этом направлении наделили ГМО «презумпцией вины». Особенно этот вопрос обострила российский ученый И.В Ермакова своими публикациями, что масштабное распространение ГМО приводит к развитию бесплодия, вспышке онкологических заболеваний, появлению генетических уродств, аллергических реакций, увеличению уровня смертности людей и животных, резкому сокращению биоразнообразия и ухудшению состояния окружающей среды [5, 8]. Такое заявление получило широкую огласку и стало предметом активного обсуждения в Интернете и печатных изданиях, на него ссылаются более 500 организаций в качестве доказательной базы потенциальной опасности ГМ продуктов. Заметим, чем меньший запас у населения биологических знаний, тем больший страх относительно опасности от потребления ГМО. Генетики-профессионалы спокойны и толерантны [1, 2, 3, 6]. Начиная с 2007 г., ведущий журнал «Nature Biotechnology» проводит на своих страницах научную дисскусию с И.В. Ермаковой и сторонниками запрета ГМО. Ученые из разных стран (Б. Чесси, В. Мозес, А. Макхьюэн, Е. Маршалл, В. Гиддинг, А. МакХакен и др.) сформулировали свои аргументы и вопросы относительно чистоты эксперимента и выводов, сделанных И.В. Ермаковой [5].
За последние 30 лет биотехнология, используя рекомбинантные (гибридные) ДНК, превратилась в уникальный научный метод исследования и, одновременно, производство продукции сельского хозяйства, продовольствия. ДНК-технологии позволяют биотехнологам отбирать и вводить в растения конкретные гены устойчивости к вредителям, болезням, гербицидам, холоду, недостатку воды, засолению, кислотности почвы. Известно более 20 способов проникновения и межвидовой миграции генетических элементов; к их числу относят трансформацию, трансдукцию, транспозоны, вирусы, неполовой обмен хромосомами, образование симбиотических ассоциаций [1, 3, 6]. Технология создания ГМ растений «подсмотрена» генными инженерами в природе и состоит из ряда этапов, среди которых можно выделить такие: 1) получение конкретных генов, создание векторов; 2) трансформация растительных клеток (например, при помощи бактериальных плазмид); 3) подтверждение трансформации молекулярно-генетическими методами - выявление работающего гена; 4) регенерация целого растения из трансформированных клеток.
Первые трансгенные растения были получены в 1983 году; первый пищевой ГМ продукт -сыр, приготовлен в США (1990 г) с использованием генетически модифицированного фермента. Несмотря на оппозицию к трансгенным растениям в определенных кругах общественности, новые сорта быстро завоевывают популярность в мире; например, площади под наиболее распространенными культурами (соя, кукуруза, хлопчатник, рапс) составляют почти 30% мировых посевов. Сегодня трудно назвать вид растений, культурные представители которого не являются генетически модифицированными. Особенно значительные площади заняты трансгенными культурами в США, Аргентине, Канаде, Бразилии, Китае. В Европе выращивают ГМ растения в Испании, Швейцарии, Румынии, Болгарии. Директор Департамента корпоративного развития и коммуникаций фирмы KWS SATT Хеннинг фон дер Ое сообщил, - до 2050 г площади под растениями с ГМ компонентами возрастут до 250 млн га (АГРОСФЕРА, № 13 (465) от 04.04.2011).
Почему существует оппозиция относительно создания ГМО? Рядовые граждане перепуганы уже самой аббревиатурой ГМО по причине незнания сущности ДНК-технологий и давления СМИ. Рассмотрим аргументы ученых относительно сущности ГМО. Поскольку все живые организмы (от вирусов до млекопитающих) содержат одинаковые четыре «ноты» жизни (А, Т, Г, Ц) в молекуле ДНК, то почему рекомбинантные (гибридные) ДНК нужно считать противоприродными? Одинаковые триплеты любой ДНК кодируют природные аминокислоты; их 20 и они составляют все белки биосферы. Все метаболиты растений (и трансгенных тоже) уже существуют в природе. Если известно, что ГМ растения содержат вещества токсического или фармакологического действия, то проблема биобезопасности касается в первую очередь исследований аллергенного, токсического, канцерогенного действия ГМ продуктов на человека и сельскохозяйственных животных [4].
Необходимо подчеркнуть, что в Европе уже давно действует допустимая норма содержания ГМО в продуктах питания - не больше 0,9%; в Японии - 5%; в США и Канаде - более 10%. Отметим, что в США тщательно и строго следят за здоровьем нации, а биобезопасность контролируют одновременно три федеральных органа: Министерство сельского хозяйства, Агентство по охране окружающей среды, Комиссия по контролю за продуктами питания и лекарственными препаратами [1, 3]. Причем требования к медико-генетической и технологической оценке ГМ продуктов более высокие, чем к сортам, которые получены путем обычной селекции или химического/физического мутагенеза.
Медико-генетическая оценка основывается на использовании полимеразной цепной реакции (ПЦР), которая предусматривает анализ всех внесенных в растение генов (трансгенов, маркеров, промоторов, терминаторов). Создание и использование специальных ДНК-микрочипов позволяет осуществлять массовый скрининг пищевых продуктов и исходного сырья на наличие трансгенов. Технологическая оценка определят органолептические и физико-химические свойства, а также влияние генетических модификаций на технологические параметры продукции.
Специальные исследования проводятся для обнаружения возможного влияния ГМ продуктов на иммунный статус; определяют их мутагенную, канцерогенную и нейротоксическую активность. Кроме того, определяется активность ферментов системы антиоксидантной защиты, содержание продуктов перекисного окисления липидов. Хроническая токсичность продукта исследуется на животных, рацион которых в течение 6 месяцев максимально состоит из ГМ продукта.
В организме человека в пищевом тракте любая чужая ДНК разрушается ферментами нуклеа-зами (рестрикционными эндонуклеазами) до мономеров - нуклеотидов, которые всасываются клетками для собственных нужд (синтеза собственных ДНК). Нуклеазы одинаково «режут» ДНК вирусов, бактерий, растений, грибов или животных. Почти 150 тысяч лет человечество с кариотипом кроманьонца (Homo sapiens L.) употребляет чужеродную ДНК с мясом, рыбой, овощами, фруктами и строит «родную» ДНК собственных клеток из «чужих» нуклеотидов. Биологическая эволюция кроманьонца за этот период не ощутила значительных изменений.
Косвенным аргументом относительно безопасности ГМ продуктов является тот факт, что в США не зафиксировано ни одного судебного иска по компенсации угрозы здоровью в результате потребления ГМО (хотя адвокат получает до 11% от суммы иска).
Обсуждение проблемы позволяет утверждать: ДНК генетически модифицированных организмов так же безопасна, как и любая ДНК пищевых продуктов. Страх существования потенциальной аллергенности ГМ продуктов можно отнести к другим продуктам (например, цитрусы, шоколад) и токсичности ингредиентов пищевых продуктов (синтетических пищевых добавок, остатков нитратов, пестицидов, афлатоксинов, тяжелых металлов).
Вся планета заселена человечеством полностью. Согласно закону конкурентного вытеснения Г. Гаузе [10], конкуренция между видами на одной территории тем сильнее, чем виды ближе по потребностям в кормовых ресурсах и в пространстве проживания. Ради своего существования человек сметает или уничтожает всех биологических конкурентов за природные ресурсы, называя их при этом «вредителями», «сорняками». Разве существовали до появления на Земле вредные жуки или полезные ископаемые? Конечно, нет: только в человеческом измерении.
Исходя из вышесказанного, можно сделать общий вывод, распространение и использование генетически модифицированных организмов (ГМО) - вирусов, бактерий, грибов, растений и животных - реальность науки современного глобализированного мира, который самоорганизуется. Это процесс необратимый. Ученые возлагают надежды на трансгенные организмы, выращивание которых обходиться значительно дешевле, меньше загрязняет среду пестицидами, помогает решить проблему биотоплива, не требует использования новых площадей. Как и любое творение человека (нож, самолет, водка, минеральные удобрения, консервы, атомная энергетика) ГМ растения создают определенный риск, но прямая угроза для здоровья человека и сельскохозяйственных животных научно не доказана. Явную опасность для сохранения биоразнообразия и здоровья человека представляют кислотные дожди, уменьшение озонового экрана, радионуклиды, пестициды, тяжелые металлы, нитраты, нитриты, нитрозамины, микотоксины, искусственные консерванты, разнообразные синтетические пищевые добавки и другие ксенобиотики.
Принципиальная полемика относительно ГМО полезна, так как заставляет генных инженеров постоянно улучшать конструкции, усиливать контроль за последствиями, то есть «работает» в пользу стратегии выживания человечества в условиях стремительного роста населения и истощения биоресурсов.
Осознание и предупреждение - два принципа всех международных нормативно-правовых документов, касающихся биобезопасности при выращивании ГМ растений и потребления продуктов из них. Общество имеет право делать выбор - потреблять органическую или генетически трансформированную пищу. Государство должно обеспечить обязательную маркировку ГМ продуктов. Учитывая социальную важность данной проблемы следует подчеркнуть необходимость её дальнейшей разработки.
Библиографический список
1. Современные биотехнологии - вызов времени / Я. Блюм, Н. Борлауг, Л. Сужик, Ю. Сиволап. - Киев : PA NOVA, 2002. - 102 с.
2. Глазко, В. И. Генетически модифицированные организмы: от бактерии до человека / В. И. Глазко. - Киев : Изд-во «КВИЦ», 2002. - 210 с.
3. Ермакова, И. В. Влияние сои с геном EPSPS CP4 на физиологическое состояние и репродуктивные функции крыс в первых двух поколениях / И. В. Ермакова // Современные проблемы науки и образования. - 2009. - № 5. - С.15 -21.
4. Методы идентификации и мониторинг трансгенных компонентов в продуктах питания / Я. Б. Колотовкина [и др.] // Доклады РАСХ. - 2008. - №. 5. - С. 44-47.
5. Назарова, А. Ф. Влияние соевой диеты на репродуктивные функции и уровень тестостерона у крыс и хомячков / А. Ф. Назарова, И. В. Ермакова // В мире научных открытий. Биологические науки. - 2010. - № 4(10), ч. 1. - С. 13-18.
6. Оценка влияния ГМО растительного происхождения на развитие потомства крыс в трех поколениях / Н. В. Тышко [и др.] // Вопросы питания. - 2011. - Т. 80, № 1. - С. 14-25.
7. Реймерс, Н. Ф. Экология : Теория, законы, правила, принципы и гипотезы / Н. Ф. Рей-мерс. - М. : Россия молодая, 1994. - 366 с.
8. Залесский, В. Н. ^я, изофлавоны и атеросклероз / В. Н. Залесский, Н. В. Великая // Проблемы питания. - 2009. - № 3/4. - С. 15-24.
