Генетически модифицированные организмы (ГМО) и продукты
Генетически модифицированный организм (ГМО) - это любой организм, за исключением организма человека, в генный код которого был перенесен и «вклеен» чужеродный ген (трансген), или по другому - это организм, генотип которого был искусственно изменен при помощи методов генной инженерии. Процедура получения ГМО включает в себя несколько основных этапов: выделение и идентификация изолированного гена (фрагмента ДНК), кодирующего синтез того белка, который придает организму нужные свойства введение гена в вектор для переноса в организм клонирование (размножение) переносимого гена перенос гена внутрь клетки и встраивание его в ДНК реципиентного организма. Особенно широкое распространение для клонирования векторных ДНК получила трансформация клеток бактерии E. сoli (кишечной палочки), основанная на совместной инкубации «компетентных» клеток бактерий (клетки способные к трансформации) и ДНК. В результате трансформации ДНК «поглощается» бактериальными клетками и автономно размножается в их цитоплазме (внутренняя среда клетки).
Генетические изменения (получение ГМО), как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. В последнем случае целью является улучшение полезных характеристик организма-реципиента для снижения себестоимости конечного продукта, упрощения фермерского труда и т.п. (ученые «заставляют» растения самостоятельно бороться с болезнями и насекомыми-вредителями, переносить неблагоприятные условия существования). Во многих случаях использование трансгенных растений сильно повышает урожайность. 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. Методами генной инженерии можно получать качественно новые породы животных и сорта растений в желательном для человека направлении. Генетически модифицированные продукты (ГМ-продукты), полученные из таких организмов, могут иметь новые полезные для человека свойства (вкус, пищевую ценность, устойчивость к неблагоприятным условиям в процессе хранения и т.п.).
В настоящее время генетически модифицированные организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГМО исследуются закономерности развития некоторых заболеваний (болезнь Альцгеймера, рак), процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и современной медицины. С помощью ГМО можно делать химические соединения и лекарства. С помощью генетически модифицированных бактерий производят человеческий инсулин. Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы, ВИЧ). Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз. Бурно развивается новая отрасль медицины - генотерапия. В ее основе лежат принципы сходные с использующимися при создании ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия - один из главных методов лечения некоторых заболеваний.
Одной из наиболее обсуждаемых и спорных проблем, связанных с использованием и распространением ГМО, стала проблема потенциального влияния ГМ-продуктов (продукты, полученные из ГМО или содержащие их ингредиенты) на здоровье человека. Ситуация усугубляется тем, что полный комплекс исследований о влиянии ГМО на организм человека и животных еще не проведен. Оценка пищевых рисков от потребления ГМ-продуктов сейчас возможна только на основании отрывочных данных и разрозненных научных фактов. По мнению экспертов, для того, чтобы идентифицировать все риски, связанные с ГМО, нужно изучить последствия выращивания и разведения ГМО во всех условиях, а также воздействие ГМ-продуктов на все группы живых организмов (животных, растений, грибов и простейших), проследить возможные генетические, тератологические, иммунологические и эндокринологические изменения во всех системах органов, всех этнических и половозрастных группах людей. Ни теоретически, ни практически такие исследования провести невозможно. Именно поэтому многие ученые опасаются, что использование в пищу ГМ-продуктов увеличивает риск возникновения пищевых аллергий, отравлений, мутаций, способствует образованию опухолей, а также вызывают невосприимчивость к антибиотикам.
ГМ-продукты можно разделить на три категории: 1 - продукты, содержащие ГМ-ингредиенты (в основном, трансгенная кукуруза и соя) - эти добавки вносятся в пищевые продукты в качестве структурирующих, подслащивающих, красящих веществ, а также в качестве веществ, повышающих содержание белка; 2 - продукты переработки трансгенного сырья (например, соевый творог, соевое молоко, чипсы, кукурузные хлопья, томатная паста); 3 - трансгенные овощи и фрукты, а в скором будущем, возможно, и животные, непосредственно употребляемые в пищу (кроме того, к самостоятельной категории, по-видимому, следует отнести пищевые продукты, сделанные из животных, вскормленных на ГМ-продуктах).
К числу наиболее вероятных потенциальных пищевых рисков, связанных с ГМ-продуктами, можно отнести:
непосредственное действие токсических и/или аллергенных трансгенных ГМ-белков на человека и других теплокровных; как правило, аллергенным или токсическим действием обладают трансгенные белки, обеспечивающие устойчивость растений- реципиентов к поражению различными видами насекомых, грибковыми или бактериальными заболеваниями;
плейотропный эффект трансгенных белков, в т.ч. их способностью влиять на работу других генов; следствием такого эффекта может быть изменение метаболизма растительной клетки и накопление в ней опасных для здоровья веществ;
накопление гербицидов и их метаболитов в устойчивых сортах и видах сельскохозяйственных растений (создание трансгенных сортов растений устойчивых к гербицидам с одной стороны дает большой экономический эффект, а с другой - способствует увеличению масштабов их использования);
горизонтального переноса трансгенных конструкций, который широко известен среди бактерий; в ходе эволюции обмен генами осуществлялся как между ними, так и между бактериями, вирусами и эукариотами; многие из генов человека имеют бактериальное или вирусное происхождение; способность обмениваться фрагментами ДНК бактерии сохраняют до сих пор.
Большинство сельскохозяйственных ГМ-культур помимо генов, придающим им желаемые свойства, содержат маркерные гены устойчивости к антибиотикам. Существует опасность того, что эти гены могут быть перенесены в клетки патогенных или симбионтных микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте человека и сельскохозяйственных животных и вызвать у них устойчивость к антибиотикам. В этом случае, использование антибиотика при забо- левании приведёт к отбору бактерий устойчивых к нему, и антибиотик начнет усваиваться микрофлорой непосредственно в кишечнике, не достигая целевых патогенных бактерий, либо не будет оказывать влияния на устойчивые к нему патогенные микроорганизмы. Поскольку основные бактерии-симбионты живут в толстой кишке, то риск включения в обмен веществ касается, прежде всего, плохо всасывающихся антибиотиков, например неомицина и канамицина. Трансгенные конструкции, несущие в качестве маркерного признака устойчивость именно к этим антибиотикам, до последнего времени широко использовались биотехнологическими компаниями.
Еще один немаловажный вопрос: как отразится использование ГМ-продуктов на людях следующих поколений? И он остается без ответа. Понятно, что при употреблении трансгенной пищи не происходит непосредственного проникновения генов ГМО в генокод человека. Но еще мало изучен процесс расщепления ГМ-продуктов при переваривании. Вдруг получившиеся в ходе этого процесса вещества окажутся токсичными или ядовитыми? Как видно, основной вопрос: «Опасны ли ГМП для человека?» пока остаётся без ответа. В настоящее время нет однозначных доказательств того, что употребление таких продуктов может принести вред. Впрочем, доказательств обратного также не существует. В каждой стране этот вопрос решается местными законодателями, что побудило членов ООН принять и подписать Конвенцию о биологическом разнообразии, направленную на обеспечение устойчивого развития и сохранения различных природных экосистем. Несколько позже в дополнение к Конвенции был принят Картахенский протокол по биобезопасности (принят 29 января 2000 г., вступил в силу 11 сентября 2003 г.).
Это первое юридически обязательное международное соглашение, целью которого является сохранение биоразнообразия и безопасности человечества при использовании продуктов современной биотехнологии, в т. ч. ГМО. Особое внимание в Протоколе уделяется соблюдению мер безопасности при перемещении ГМО через национальные границы. Страны, подписавшие Протокол, обязаны гарантировать, что получение живых измененных организмов, а также их обработка, упаковка, транспортировка, использование осуществляются таким образом, чтобы не допустить или снизить риск для здоровья человека или биологического разнообразия. В Протоколе предусмотрен «Принцип принятия мер предосторожности»; он используется в том случае, если страна хочет отказаться от импорта ГМО, опасаясь негативных последствий для своей нации и окружающей среды. В Европейском союзе выращивание, использование и импорт ГМ-продуктов жестко регламентируются. Основным законодательным актом в этой области является Директива Совета 2001/18/ ЕС Европейского парламента и Совета о намеренном выпуске в окружающую среду ГМО (М. Кверчи и соавт., 2009). Этот документ ужесточает требования к выпуску ГМО, вводит правила оценки экологических рисков, делает обязательными послепродажное маркетинговое исследование и предоставление информации населению, внедряет обязательную маркировку и возможность прослеживания ГМО на всех этапах размещения их на рынке. Директива также обязывает производителей пищевых продуктов маркировать товары с долей ГМО в 0,9%.