Генетически модифицированные организмы

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
(перенаправлено с «ГМО»)
Перейти к: навигация, поиск

Генетически модифицированные организмы — растения, животные и микроорганизмы, геном (генетический код) которых был изменён методами генной инженерии.

История[править]

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[править]

Icons-mini-icon 2main.png 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[править]

Применение и проблемы[править]

Цели создания ГМО[править]

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]

Файл:GMOCrops2007.jpg
Площадь земель, занимаемая ГМ-культурами с 1996 по 2007 года

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].

GloFish, первое генетически модифицированное домашнее животное

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[править]

Первые эксперименты[править]

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[править]

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].

Исследования ГМО от производителей[править]

Исследование ГМО в научных центрах, независимых от ГМО-лобби[править]

Наиболее распространённые ГМО[править]

Соя[править]

Кукуруза[править]

Рис[править]

Картофель[править]

Арахис[править]

Контроль и регулирование ГМО[править]

Контроль за распространением ГМО, и за применением продукции, содержащей компоненты ГМ-организмов проводится с целью:

  1. обеспечения сохранения природного биоразнообразия живых организмов и недопущения вытеснения природных организмов с их неконтролируемой заменой ГМО
  2. обеспечения безопасности потребителей, использующих продукцию, содержащую компоненты ГМО; как для нынешнего, так и для будущих поколений
  3. обеспечение права потребителей на информацию о распространении и использовании ГМО

Государственный контроль[править]

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):

В Украине практически ежегодно в парламент выносятся проекты, ограничивающие содержание ГМО в пищевых продуктах определённой концентрацией, но эти проекты до сих пор так не приняты. Однако развёрнуты пилотные лаборатории для тестирования пищевой продукции на наличие ГМО.

Контроль за распространением ГМО по требованию производителей ГМО[править]

Общественный контроль[править]

См. также[править]

Литература[править]

Научно-популярная[править]

Примечания[править]

  1. "МСоЭС - союз неравнодушных". Retrieved 2009-09-04.  Unknown parameter |lang= ignored (help)
  2. Лещинская И.Б. "Генетическая инженерия". Retrieved 2009-09-04.  Unknown parameter |lang= ignored (help); Unknown parameter |datepublished= ignored (help)
  3. "Генная инженерия". ПРОСВЕЩЕНИЕ.RU. Retrieved 2009-09-04.  Unknown parameter |lang= ignored (help)
  4. "История развития биотехнологии". Retrieved 2009-09-04.  Unknown parameter |lang= ignored (help)
  5. Zenaida Gonzalez Kotala. "UCF professor develops vaccine to protect against black plague bioterror attack". Retrieved 2009-10-03.  Unknown parameter |lang= ignored (help); Unknown parameter |datepublished= ignored (help)
  6. "Получение препарата против ВИЧ из растений". Retrieved 2009-09-04.  Unknown parameter |lang= ignored (help); Unknown parameter |datepublished= ignored (help)
  7. "Инсулин из растений проходит испытания на людях". MEMBRANA. Retrieved 2009-09-04.  Unknown parameter |lang= ignored (help); Unknown parameter |datepublished= ignored (help)
  8. Ирина Власова. "Американским пациентам сделают козу". Archived from the original on 2009-04-06. Retrieved 2009-09-04.  Unknown parameter |lang= ignored (help); Unknown parameter |datepublished= ignored (help)
  9. Matt Ridley. Genome: The Autobiography of a Species In 23 Chapters.HarperCollins, 2000, 352 pages
  10. The Mission Impossible of Genetic Redesign For Longevity
  11. Элементы — новости науки: Трансгенный хлопок помог китайским крестьянам победить опасного вредителя
  12. И поросла Россия трансгенными берёзками… | Наука и техника | Наука и технологии России
  13. Super-biofuel cooked up by bacterial brewers — tech — 08 December 2008 — New Scientist
  14. MEMBRANA | Мировые новости | В Японии стартуют продажи настоящих синих роз
  15. Б.Глик, Дж.Пастернак. Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology ‭. — М.: Мир, 2002. — С. 517. — 589 с. — ISBN 5-03-003328-9>
  16. Berg P et. al. Science, 185, 1974, 303.
  17. Breg et al., Science, 188, 1975, 991-994.
  18. а б Б.Глик, Дж.Пастернак. Контроль применения биотехнологических методов // Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology ‭. — М.: Мир, 2002. — С. 517-532. — 589 с. — ISBN 5-03-003328-9>
  19. V. 25 (2007), No 9, pp. 981—987 GM soybeans and health safety — a controversy reexamined. Andrew Marshall (Editor of Nature Biotechnology); перевод: Генно-модифицированная соя — ответ на критику
  20. V. 25 (2007), No 12, pp. 1351—1360; перевод: Генно-модифицированная соя и безопасность для здоровья — продолжение полемики
  21. Общенациональная Ассоциация генетической безопасности РФ инициирует международную акцию «Тест на безопасность»
  22. http://www.greenpeace.org/russia/ru/campaigns/90828 Генетический проект | Гринпис России
  23. http://www.greenpeace.org/russia/ru/campaigns/90828/90834 Риски для окружающей среды | Гринпис России
  24. ГМ-сорта картофеля «Елизавета 2904/1 kgs» и «Луговской 1210 amk» выведены в России.

ссылки[править]