Основное отличие ГМО как продуктов генной инженерии от растений, животных и др. организмов, полученных в результате естественного отбора, а также искусственно ускоренной селекции (с помощью радиационного или химического мутагенеза) заключается в прежде всего в направленном введении генов или замене части наследственного аппарата, проводимой теми или иными методами, прежде всего с помощью векторов.
Второе отличие — в темпах освоения новых организмов обществом, выражающихся в массовом использовании ГМО в течении короткого времени, без проведения достаточно длительных испытаний безопасности.
Это — очень важный фактор, так как до 1980-х гг. процедура выхода на рынок новых сортов, форм или модификаций была относительно медленной, и потому «испытания» новых продуктов поневоле затягивались, не нося такого массового и спешного характера, как это происходит с ГМО в 21 веке.Кроме того, массовой встречи с однотипными вирусными векторами в ГМО человечество до конца ХХ века не знало.
Методы создания ГМО
-
Основная статья: Генетическая инженерия
Основные этапы создания ГМ — организмов:
- 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, управляемые компьютерной программой 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.
Основные фирмы-производители ГМО
Применение и проблемы
Цели создания ГМО
Разработка ГМО может рассматриваться как естественное развитие работ по селекции животных и растений. Другие же, напротив, считают[1][2][3] 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 и определённые питательные свойства сельскохозяйственной продукции. 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 Земли продовольствием. Проблема мирового голода вызвана исключительно социально-политическими причинами, а потому и решена может быть не генетиками, а обществом - народом и политическими элитами государств).
ГМО используют в научных целях, в фундаментальных и прикладных исследованиях закономерностей развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессов старения и регенерации, функционирования нервной системы и др..
Эти исследования дают надежду на применение ГМО в медицинских целях. В 1982 году зарегистрирован человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий, для производства лекарственных средств.[4]
Созданы генетически модифицированные растения - продуценты компонент для вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы[5], ВИЧ[6]). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифированного сафлора[7]. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз[8].
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 наиболее перспективных методов лечения некоторых заболеваний. В 1999 году каждый четвёртый ребенок, страдающий SCID (en:severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии.[9] Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения[10]
В сельском хозяйстве продукты генной инженерии используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды, вредителям и пестицидам, либо с повышенными питательными свойствами. [11], 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[12].
Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо[13]
В 2003 году на рынке появилась аквариумная рыбка GloFish — первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.
В 2009 году выходит в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами синего цвета[14]. Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести «синие розы» (подробней см. en:Blue rose).
Проблемы безопасности ГМО
Первые эксперименты
Появившаяся в начале 1970-х годов технология рекомбинантных ДНК (en:Recombinant DNA) открыла возможность получения организмов, содержащих инородные гены (генетически модифицированных организмов). Это вызвало обеспокоенность общественности и положило начало дискуссии о безопасности подобных манипуляций.[15]
В 1974 году в США была создана комиссия из ведущих исследователей в области молекулярной биологии для исследования этого вопроса. В трех наиболее известных научных журналах (Science, Nature, Proceedings of the National Academy of Sciences) было опубликовано так называемое «письмо Брега», которое призывало ученых временно воздержаться от экспериментов в этой области.[16]
В 1975 году прошла Асиломарская конференция, на которой биологами обсуждались возможные риски связанные с созданием ГМО.[17]
В 1976 году Национальным институтом здоровья была разработана система правил, строго регламентировавшая проведение работ с рекомбинантными ДНК. К началу 1980-х годов правила были пересмотрены в сторону смягчения.[18]
В начале 1980-х годов в США были получены первые линии ГМО предназначенные для коммерческого использования. Правительственными организациями, такими как NIH (Национальный институт здоровья, en:National Institutes of Health) и FDA (Управление по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств, en:Food and Drug Administration была проведена всесторонняя проверка этих линий. После того, как была доказана безопасность их применения, эти линии организмов получили допуск на рынок.[18]
Современные позиции в научном сообществе
В настоящее время в среде специалистов нет единства в отношении длительной безопасности для человека и экосистем от применения ГМО.
Можно полагать, что различное отношение к проблеме безопасности ГМО тесно связано с социальным положением исследователей, с их работой «под заказ» тех или иных корпораций. В прессе звучат обвинения в причастности тех или иных исследователей к одной из двух групп: «ГМО-лобби» - против «Лобби производителей пестицидов».
Тем не менее, существует чисто научный подход, неангажированных исследователей, заинтересованных только в объективной оценке степени безопасности и полезности ГМО-объектов.
В итоге научное сообщество расколото:
- Многие полагают, что имеющиеся научные данные прямо свидетельствуют об опасности значительной части ГМО-продукции.
- Ряд специалистов отстаивает мнение об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов в сравнении с продуктами полученных из организмов, выведенных традиционными методами (см. дискуссию в журнале Nature Biotechnology)[19][20].
В РФ Общенациональная Ассоциация генетической безопасности и Управление Делами Президента РФ выступили за «проведения публичного эксперимента с целью получения доказательной базы вредности или безвредности генетически модифицированных организмов для млекопитающих. Публичный эксперимент будет проходить под наблюдением специально созданного Научного Совета, в который войдут представители различных научных Институтов России и других стран. По результатам отчётов специалистов будет подготовлено Общее Заключение с приложением всех протоколов испытаний»[21].
В дискуссии о безопасности использования трансгенных растений и животных в сельском хозяйстве участвуют правительственные комиссии и неправительственные организации, например «Гринпис»[22][23].
Контроль и регулирование ГМО
Контроль за распространением ГМО, и за применением продукции, содержащей компоненты ГМ-организмов проводится с целью:
- обеспечения сохранения природного биоразнообразия живых организмов и недопущения вытеснения природных организмов с их неконтролируемой заменой ГМО
- обеспечения безопасности потребителей, использующих продукцию, содержащую компоненты ГМО; как для нынешнего, так и для будущих поколений
- обеспечение права потребителей на информацию о распространении и использовании ГМО
Государственный контроль
Создание, производство и применение ГМ-организмов и продуктов с их использованием регулируются законодательно.
В некоторых странах и группах стран (Евросоюз) ГМО запрещены к применению в пищу для человека.
В России одобрено к пищевому применению несколько видов трансгенных продуктов:
Список ГМО, одобренных в России для использования в пищу населением (данные 2008 года):
- Соя
- Линия 40-3-2, Линия А 2704-12, Линия А 5547-127.
- Картофель
- Сорт Russet Burbank Newleaf, Сорт Superior Newleaf, «Елизавета 2904/1 kgs» «Луговской 1210 amk».[24]
- Кукуруза
- Линия GA 21, Линия Т-25, Линия NK-603, Линия MON 863, Линия MON 88017, Линия MIR 604, Линия Bt 11.
- Рис
- Линия LL 62.
- Сахарная свекла
- Линия H7-1.
Свежие комментарии