В случае если продукт в процессе разработки демонстрирует аллергические свойства, запрос на коммерциализацию может быть отозван. Например, в 1995 году компания PioneerHi-Bred разрабатывала кормовую сою с повышенным содержанием аминокислоты метионина. Для этого использовали ген бразильского ореха, который, как со временем выяснилось, демонстрировал аллергические качества. Разработка продукта остановлена, поскольку есть риск, что кормовая соя может случайно или в результате недобросовестных действий поставщика попасть на стол к потребителю.

Другой пример потенциально-аллергенного продукта - кормовой сорт Btкукурузы «StarLink», разработанный AventisCropSciences. Регулирующие органы США разрешили продажу семян «StarLink» с предостережением, что культура не должна использоваться для употребления человеком. Ограничение базировалось на тестах, которые продемонстрировали плохие пищеварительные качества белка. Несмотря на ограничение, семена кукурузы «StarLink» были найдены в продуктах питания. 28 человек обратились в медицинские учреждения с подозрением на аллергическую реакцию. Однако в центре контроля над заболеваниями США изучили кровь этих людей и пришли к выводу, что нет никаких доказательств повышенной чувствительности к белку Bt-кукурузы «StarLink». С 2001 года культивирование сорта прекращено. Мониторинг продемонстрировал, что с 2004 года никаких следов культивирования сорта не наблюдается.

В 2005 году австралийская компания CSIRO разработала пастбищный горох, стойкий к насекомым-вредителям. Экспериментальные исследования показали аллергические поражения лёгких у мышей. Дальнейшая разработка этого сорта была немедленно прекращена

По состоянию на 2010 год других примеров аллергенноститрансгенных продуктов не наблюдалось. Современный анализ генно-модифицированных продуктов на аллергенность значительно более подробный, чем анализ любых других продуктов. Кроме того, постоянный мониторинг генно-модифицированных продуктов даёт возможность отследить их присутствие в случаях, когда подобная аллергия внезапно будет выявлена.

Токсичность, которая может быть связана с ГМО

Отдельные продукты генов, которые переносятся в организм генноинженерными методами, могут демонстрировать токсичные особенности. В 1999 году опубликована статья Арпада Пустай (БrpбdPusztai), касающаяся токсичности генно-модифицированного картофеля для крыс. В картофель был встроен ген лектина из подснежника Galanthusnivalis с целью повысить стойкость картофеля к нематодам. Скармливание картофеля крысам продемонстрировало токсический эффект генно-модифицированного сорта. Опубликованию данных предшествовал громкий скандал, поскольку результаты были представлены до экспертной оценки другими учёными. Предложенное А. Пустаем объяснение, что токсический эффект, скорее всего, вызвал не лектин, а способ переноса гена, не поддерживается большинством учёных, поскольку представленных в статье данных недостаточно для формулирования именно таких выводов. Разработка трансгенного картофеля с геном лектина прекращена.

Горизонтальный перенос генов от ГМО к потребителю

Развитие технологии генной модификации и употребления генетическимодифицированной еды стимулировали ряд экспериментов по изучению судьбы употреблённой с продуктами ДНК в пищеварительной системе.

Среднестатистический человек вместе с продуктами потребляет 0,1 г ДНК, независимо от диеты. В процессе пищеварения 95 % ДНК деградирует до отдельных нуклеотидов, 5 % в виде кусков длиной от 100 до 400 нуклеотидов доходят до кишечника. Поскольку в процессе изготовления генномодифицированных организмов широко используют конститутивные промоторы, которые способны включать гены также в животных клетках, то остается риск, что куски ДНК, которые кодируют промоторы, встроятся в геном человека и активируют спящие гены.

Опыты на мышах демонстрируют, что непереваренная ДНК пищи не способна проникать в кровь. Аналогичные исследования были проведены на цыплятах и телятах. Ни одного случая встраивания кусков инородной ДНК в геном потомства не наблюдалось.

Миграция генов благодаря переопылению

Трансгены имеют потенциал для влияния на окружающую среду, если они увеличат присутствие и сохранятся в естественных популяциях. Эти проблемы так же касаются и конвенционной селекции. Необходимо учитывать следующие факторы риска:

- способны ли трансгенные растения расти за пределами посевной площади;

- может ли трансгенное растение передать свои гены местным диким видам и будет ли гибридное потомство плодородным;

- имеет ли внедрение трансгенов селективные преимущества перед дикими растениями в дикой природе.

Много одомашненных растений могут скрещиваться с дикими родственниками, когда они растут в непосредственной близости, и таким образом гены культивируемых растений могут быть переданы гибридам. Это касается как трансгенных растений, так и сортов конвенционной селекции, поскольку в любом случае речь идёт о генах, которые могут иметь негативные последствия для экосистемы после высвобождения в дикую природу. Это обычно не вызывает серьёзной обеспокоенности, невзирая на опасения по поводу «мутантовсупербурьянов», которые могли бы подавить местную дикую природу. Хотя гибриды между одомашненными и дикими растениями далеко не редкость, в большинстве случаев эти гибриды не являются плодородными благодаря полиплоидии и не сохраняются в окружающей среде на долгое время после того, как одомашненный сорт растений изымается из культивирования. Однако, это не исключает возможность негативного влияния.

В некоторых случаях, пыльца одомашненных растений может распространяться на многие километры с ветром и оплодотворять другие растения. Это может усложнить оценку потенциального убытка от перекрёстного опыления, поскольку потенциальные гибриды расположены вдалеке от опытных полей. Для решения этой проблемы предлагаются системы, предназначенные для предотвращения передачи трансгенов, например, терминаторные технологии и методы генетической трансформации исключительно хлоропластов так, чтобы пыльца не была трансгенной. Что касается первого направления терминаторной технологии, то существуют предпосылки для несправедливого использования технологии, которая может способствовать большей зависимости фермеров от производителей. Генетическая трансформация хлоропластов не имеет таких особенностей, зато имеет технические ограничения, которые ещё необходимо преодолеть. На сегодняшний день ещё нет ни одного коммерческого сорта трансгенных растений со встроенной системой предотвращения переопыления.

Есть, по крайней мере, три возможных пути, которые могут привести к высвобождению трансгенов:

- гибридизации с не трансгенными сельскохозяйственными культурами того же вида и сорта;

- гибридизация с дикими растениями одного и того же вида;

- гибридизация с дикими растениями близкородственных видов, как правило, одного и того же рода.

Однако нужно удовлетворить ряд условий, чтобы такие гибриды образовались: генномодифицированный инженерный трансген продукт

- трансгенные растения должны культивироваться достаточно близко к диким видам, чтобы пыльца могла физически их достичь;

- дикие и трансгенные растения должны цвести одновременно;

- дикие и трансгенные растения должны быть генетически совместимыми.

Для того, чтобы потомки сохранились, они должны были жизнеспособными и плодотворными, а также содержать перенесённый ген.

Исследования показывают, что высвобождение трансгенных растений вероятнее всего может случиться путём гибридизации с дикими растениями родственных видов.

Известно, что некоторые сельскохозяйственные культуры способны скрещиваться с дикими предками. При этом то, что распространение трансгенов в дикой популяции будет непосредственно связано со степенью приспособленности вместе со скоростью притока генов в популяцию, считается базовым принципом популяционной генетики. Выгодные гены будут быстро распространяться, нейтральные гены будут распространяться путём генетического дрейфа, невыгодные гены будут распространяться лишь в случае постоянного притока.

Экологическое влияние трансгенов неизвестно, но общепринятым является то, что только гены, которые улучшают степень приспособления к абиотическим факторам, дадут гибридным растениям достаточное преимущество, чтобы стать агрессивным бурьяном. Абиотические факторы, такие как климат, минеральные соли или температура, являются неживой частью экосистемы. Гены, которые улучшают приспособление к биотическим факторам, могут нарушать (иногда очень чувствительный) баланс экосистемы. Так, например, дикие растения, которые получили ген стойкости к насекомым от трансгенного растения, могут стать более стойкими к одному из своих естественных вредителей. Это могло бы способствовать увеличению присутствия этого растения, а вместе с тем может уменьшиться количество животных, которые находятся выше вредителя, как источники еды в пищевой цепи. Тем не менее, точные последствия трансгенов с селективным преимуществом в естественной среде почти невозможно точно предугадать.

Миграция генов благодаря горизонтальному переносу генов

Отдельное замечание экологов вызывает использование гена из nptII кишечной палочки Escherichiacoli, дающего стойкость к антибиотику канамицину, в качестве селективного маркера. Его содержит большинство коммерческих трансгенных растений. Считается, что этот ген может попасть с остатками ДНК растений в почву, а оттуда в геном грунтовых бактерий. В результате это приведёт к фиксации устойчивости к антибиотикам в бактериальной популяции и переносу её в болезнетворные бактерии.

ДНК трансгенных растений действительно некоторое время остаётся в грунте, хотя при этом и деградирует. Бактерии способны «импортировать» в собственный геном чужеродные гены. Определена частота такого события в естественных условиях на бактерии Acinetobacter: перенос в геном бактерии кольцевой плазмиды 1,9·10^?5, линеаризованной молекулы 2,0·10^?8, перенос ДНК от трансгенных остатков - меньше предела чувствительности измерения 10^?11.

ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОВЕДЁННЫЕ УЧЁНЫМИ, О ВЛИЯНИИ ГМ ПРОДУКТОВ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ. ИССЛЕДОВАНИЯ ИРИНЫ ЕРМАКОВОЙ

Современная методология допуска трансгенных растений к использованию предусматривает химический анализ состава в сравнении с конвенционными продуктами и исследования на подопытных животных. Отдельным предметом дискуссии является дизайн экспериментов на животных.

Российский исследователь Ирина Ермакова провела исследование на крысах, которое, по её мнению, демонстрирует патологическое влияние генномодифицированной сои на репродуктивные качества животных. Поскольку данные широко обсуждались в мировой прессе, не будучи опубликованными в реферированных журналах, научная общественность рассмотрела результаты более тщательно. Обзор шести независимых экспертов мирового уровня привёл к следующим выводам относительно этого опыта:

Результаты Ирины Ермаковой противоречат стандартизированным результатам других исследователей, которые работали с тем же самым сортом сои и не выявили токсического влияния на организм.

В своей работе И. Ермакова отметила, что получила трансгенную сою из Нидерландов, хотя отмеченная фирма не поставляет генно-модифицированную сою. Использованные ГМО-продукты и контрольные образцы являются смесью оригинальных сортов. Не было приведено доказательств, что контрольные образцы не содержат материал с модифицированными генами, также не показано, что модифицированная соя на 100 % трансгенная.

Отсутствует описание диет и составляющих рациона крыс. Отсутствуют данные относительно питания отдельных особей, продемонстрированные данные касаются только групп особей. Смертность в контрольной группе значительно превышала нормальную смертность крыс этой лабораторной линии. Также сниженный вес в контрольной группе указывает на недостаточный досмотр или недостаточное питание крыс, которое делает выводы исследователя нерелевантными.

ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИЛЯ - ЭРИКА СЕРАЛИНИ

В 2009 году опубликованы исследования Эрика Сералини, касающиеся оценки токсического влияния трансгенных сортов кукурузы NK 603, MON 810, MON 863 на здоровье крыс. Авторы пересчитали собственными статистическими методами результаты кормления крыс, полученные «Монсанто» для сортов NK 603 и MON 810 в 2000 году и Covance Laboratories Inc для сорта MON 863 в 2001 году.

Выводы свидетельствуют о гепатотоксичности употребления этих генномодифицированных сортов, и поэтому привлекли пристальное внимание контролирующих органов. EFSA GMO Panel выдвинула ряд критических замечаний к выбранному статистическому методу вычисления и выводам, приведенных в статье. Результаты представлены исключительно в виде процента отличий для каждой переменной, а не в их фактически измеряемых единицах. Рассчитанные значения параметров токсикологических испытаний не связаны с диапазоном нормального распределения для исследуемых видов.

Рассчитанные значения токсикологических параметров не сравнивались с нормальным распределением у подопытных животных, которые кормились разными рационами. Статистически достоверные отличия не связаны с дозами.

Несоответствия между статистическими аргументами Сералини и результатами этих трёх исследований кормления животных, связанные с патологией органов, гистопатологией и гистохимией.

Статистически достоверные различия не связаны с дозами.

EFSA пришли к выводу, что результаты, продемонстрированные Сералини, не дают оснований для пересмотра предыдущих выводов про безопасность пищевых продуктов, полученных для трансгенных сортов кукурузы NK 603, MON 810 та MON 863.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИЛЯ-ЭРИКА СЕРАЛИНИ О ВРЕДЕ ГМО-КУКУРУЗЫ

До 2007 года опубликовано 270 научных работ, которые демонстрируют безопасность генно-модифицированных продуктов. В 2012 году Сералини опубликовал в журнале «Food and Chemical Toxicology» статью, в которой приводились результаты исследований долгосрочного влияния питания ГМкукурузой, устойчивой к раундапу, на крыс. В статье утверждалось, что крысы, которые питались ГМ-кукурузой, чаще были подвержены заболеванию раком. Публикация вызвала очень серьёзную критику. Перед публикацией Сералини созвал пресс-конференцию, при этом журналисты получали доступ только при условии подписания соглашения о конфиденциальности и не могли включить отзывы других учёных в свои статьи. Это вызвало резкую критику, как со стороны учёных, так и со стороны журналистов, поскольку исключало возможность критических комментариев в журналистских публикациях, сообщавших об этом исследовании. Критиковались также и методы исследований. Специалисты отмечали, что крысы линии Спрег-Доули не подходят для подобных длительных исследований, поскольку даже в норме имеют почти 80процентную заболеваемость раком. Серьёзные вопросы также вызвали методы статистической обработки результатов, и отсутствие данных о количестве пищи, которой кормили крыс, и их темпов роста. Также специалистами было отмечено отсутствие зависимости доза-эффект и не определенные механизмы развития опухолей. Шесть французских национальных академий наук выпустили совместное заявление, критикующее исследование и журнал, опубликовавший его. Журнал «Food and Chemical Toxicology» опубликовал 17 писем от учёных, которые критиковали работу Сералини. Результатом критики стало то, что в ноябре 2013 года журнал отозвал публикацию статьи Сералини.

ГУСЕНИЦА БАБОЧКИ МОНАРХА (DANAUSPLEXIPPUS)

В 1999 году проведено первое экспериментальное исследование оценки риска влияния трансгенных растений на окружающую среду. Оценивали возможность и влияние токсичного загрязнения пыльцой Bt-кукурузы цветков ваточника сирийского Asclepiassyriaca, пыльцой которого питается бабочкамонарх Danausplexippus. Установлено, что в лабораторных условиях скармливания пыльцы Bt-кукурузы гусенице бабочки это приводит к замедлению её роста и повышенной смертности личинок. Более поздние исследования относительно оценки риска с учётом уровня экспозиции и загрязнения трансгенной пыльцой, использования пестицидов и других потенциальных токсичных веществ, показали, что влияние пыльцы Bt-кукурузы на популяцию бабочки монарха остаётся низким.

Аналогичное лабораторное исследование было проведено на личинках ручейника Hydropsycheborealis. Искусственное выкармливание личинок пыльцой Bt-кукурузы продемонстрировало увеличение смертности на 20 %. Те же авторы воспроизвели опыт в естественных условиях с целью проверки результатов, полученных в лабораторных условиях. Ручейники культивировались в контейнерах, установленных рядом с полями, засеянными Bt-кукурузой. В природных условиях влияния трансгенной пыльцы на жизнеспособность ручейников не наблюдалось.

Причиной массовой гибели медоносных пчел, которая достигла в США своего пика в 2007 году и которая получила название «коллапс пчелиных колоний», долгое время считалось выращивание Bt-культур. Позднее установлено, что причиной гибели пчел стала вирусная инфекция, а не ГМО.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

По состоянию на 2007 год в мире было засеяно 14 млн гектаров трансгенным хлопчатником, из них 3,8 млн гектара в Китае. Хлопковая совка - один из самых серьёзных вредителей, личинка которого поражает не только хлопчатник, но и злаки, овощи и другие культурные растения. В Азии она за сезон даёт четыре поколения. Пшеница - основное растение-хозяин для первого поколения совки, а хлопчатник, соя, арахис и овощные культуры, - это хозяева для следующих трёх поколений. Главным агротехническим мероприятием борьбы с вредителем была интенсивная, 8-кратная за сезон, обработка полей инсектицидами. Такая методика борьбы привела, однако, к появлению стойкой к инсектицидам совки и, как результат, - вспышке количества вредителя в 1992 году. Это, соответственно, позднее привело к увеличению интенсивности обработки посевов инсектицидами.

В 1997 году на рынок был выпущен первый трансгенный хлопчатник, который содержит ген Bt-токсина. Его культивирование позволило добиться увеличения урожайности и снижение потребности в обработке полей инсектицидами - до двукратного применения за сезон. Результаты десятилетнего мониторинга экологической ситуации свидетельствуют, что с 1997 года плотность поражения личинкой совки снижалась и продолжает снижаться. Кроме того, популяция совки уменьшилась не только на трансгенном хлопчатнике, но и на других культурных растениях. Это объясняется тем, что хлопчатник, как растение-хозяин для второй сезонной волны размножения совки, существенно редуцирует эту вторую волну, что последовательно уменьшает численность особей третьей и четвёртой волны.

Одновременно с уменьшением популяции совки на хлопчатниковых полях несколько увеличилось количество другого вредителя - клопов из семейства Miridae. Этот факт объясняется снижением интенсивности применения инсектицидов, что создаёт более благоприятные условия для развития других вредителей.

Fusariumproliferatum - фитопатогенный грибок, который повреждает кукурузу и продуцирует цитотоксинфумонизин, нейро- и пневмотоксичный и канцерогенный для людей, а потому допустимое содержимое его строго контролируется. Результаты экологического мониторинга конвенционных сортов и генно-модифицированной Bt-кукурузы продемонстрировали неожиданный эффект уменьшения поражение этим грибком генно-модифицированных сортов. Очевидно, грибок поражает преимущественно повреждённые насекомыми растения, а стойкие к насекомым трансгенные растения фузариозом не поражаются.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ДОПУСКА, ТОРГОВЛИ И МАРКИРОВКИ ГМ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

Российское законодательство. До 2014 года в России ГМО можно было выращивать только на опытных участках, был разрешён ввоз некоторых сортов (не семян) кукурузы, картофеля, сои, риса и сахарной свёклы (всего 22 линии растений). С 1 июля 2014 г. вступило в силу Постановление Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2013 г. № 839 «О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы», которым разрешено сеять генно-модифицированные зерновые.

3 февраля 2015 года Правительство России предложило Госдуме законопроект, устанавливающий запрет на выращивание и разведение ГМО на территории РФ, за исключением их использования для проведения экспертиз и научно-исследовательских работ.

Европейское законодательство. В Европейском Союзе допуск ГМО регулируется двумя законодательными актами.

1. Directive on the Deliberate Release into the Environment of Genetically Modified Organisms (2001/18). Данный закон регулирует правила коммерческого допуска ГМ растений (способных к размножению), и выпуск таких растений в окружающую среду.

2. Regulation on Genetically Modified Food and Feed (1829/2003) Этот закон регулирует допуск на рынок еды и кормов, которые изготовлены или содержат ГМ растения.

Кроме этих двух законов, существует целый ряд уточняющих нормативных актов. Полный перечень трансгенных растений, которые допущены к коммерциализации в Европе, можно найти на сайте GMO compass.

Другие мировые регулирующие акты. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН вместе со Всемирной организацией охраны здоровья разработали приложение к Кодексу Алиментариус - «Foodsderivedfrommodernbiotechnology», регулирующий правила безопасности относительно генно-модифицированных продуктов.

Проблемы согласования законодательств. Несмотря на то, что законы, которые регулируют допуск ГМ продуктов на рынок подобные, в их реализации существуют определенные расхождения. США декларирует политику свободной торговли, зато Европа допускает свободную торговлю с определенными ограничениями, что базируется на принципе осторожности. В 2003 году США, Канада и Аргентина подали жалобу во Всемирную торговую организацию относительно ограничений со стороны Европы. В 2005 году ВТО удовлетворила большинство пунктов жалобы. Также наблюдается асинхронный допуск ГМ продуктов в разных странах, что вызывает искусственную замену торговых приоритетов. Например, согласно с Европейским законодательством, продукты скрещивания, допущенного ранее и коммерциализованного генномодифицированного сорта с конвенционными сортами, считаются новым ГМпродуктом и подлежат новой процедуре допуска. В США такие продукты отдельного разрешения не требуют.

Подавляющее количество допусков ГМ в Европе касается разрешений на импорт сырья, а не культивирование. Европа импортирует трансгенное сырьё, содержание которого в готовом продукте не должно превышать 0,9 %. В результате асинхронных допусков ожидается или перестройка торговых рынков, или Европа откажется от принципа нулевой толерантности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исходя из всего вышесказанного и взвесив все плюсы и минусы генномодифицированных объектов, можно прийти к заключению, что генная инженерия, безусловно, является технологией будущего как в мирных отраслях, так и в военном деле.

Совершаемые в настоящее время научные открытия в области генетики живых организмов имеют на самом деле революционное значение, поскольку речь идет о возможности создания «карты генома любого живого существа». Перестройка генотипов, при выполнении задач генной инженерии, представляет собой качественные изменения генов, не связанные с видимыми в микроскопе изменениями строения хромосом.

В результате встраивания в генотип ранее отсутствующего гена можно заставить клетку синтезировать белки, которые ранее она не синтезировала. Это означает, что мы можем получить уже известные нам растения, но с совершенно другими свойствами. Причём, какими именно свойствами будет обладать это растение решать нам. Мы сможем получить растения устойчивые к оружию массового поражения, радиации, гербицидов, различных вирусов и бактерий. Это означает, что подрыв деятельности МТО становится практически невозможным. Также это повысит работоспособность службы МТО. Многие проблематичные вопросы хранения, транспортировки и приготовления продуктов питания будут решены с помощью генетической инженерии. Нам не придется больше беспокоиться о неблагоприятных погодных условиях, плодородности почвы, содержание в почве солей и различных химических примесей, которые могут неблагоприятно сказаться на урожайности. Возможности генной инженерии безграничны, однако не стоит забывать о наличие риска. Необходимо для начала изучить все возможные негативные последствия и взвесив их принимать решения. Следует развивать данную отрасль, так как она, безусловно, сможет поднять деятельность службы МТО на новый уровень, что будет способствовать дальнейшему развитию ВооружЁнных Сил Российской Федерации, государства в целом.

Список используемых источников

1. Сингер М., Берг П. Гены и геномы. Москва, 1998.

2. Стент Г., Кэлиндар Р. Молекулярная генетика. Москва, 1981.

3. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning. 1989.

4. Патрушев Л. И. Искусственные генетические системы. 2004.

5. Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия. Новосибирск, 2010.

6. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия. Учебное справочное пособие

7. Кузьмина Н.А. Основы биотехнологии. Учебное пособие. Омск, 2001.

8. Ли А., Тинланд Б. Интеграция т-ДНК в геном растений: прототип и реальность. Физиология растений. 2000.

9. Лутова Л. А., Проворов Н. А., Тиходеев О. Н. и др. Генетика развития растений. Санкт-Петербург. 2000.

Размещено на Allbest.ru