Генетически модифицированный организм
Генети́чески модифици́рованный органи́зм (ГМО ) - организм , генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии . Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.
Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов .
В сельском хозяйстве и пищевой промышленности под ГМО подразумеваются только организмы, модифицированные внесением в их геном одного или нескольких трансгенов .
В настоящее время специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов по сравнению с традиционными продуктами.
Цели создания ГМО
Использование как отдельных генов различных видов, так и их комбинаций в создании новых трансгенных сортов и линий является частью стратегии FAO по характеризации, сохранению и использованию генетических ресурсов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности .
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. Противники этого мнения считают, что при современном уровне агротехники и механизации сельскохозяйственного производства уже существующие сейчас, полученные классическим путём, сорта растений и породы животных способны сполна обеспечить население планеты высококачественным продовольствием.
Методы создания ГМО
Основные этапы создания ГМО:
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, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100-120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).
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 детёныши с изменённым или неизменным генотипом , среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.
Применение
В исследованиях
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 .
В медицине
Генетически модифицированные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года . В этом году зарегистрирован в качестве лекарства генно-инженерный человеческий инсулин , получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий .
Ведутся работы по созданию генетически модифицированных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций (чумы , ВИЧ ). На стадии клинических испытаний находится проинсулин, полученный из генетически модифицированного сафлора . Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз .
В сельском хозяйстве
Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям , 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.
Однако, существуют ограничения на использование генетически модифицированных семян. Для этого используется либо Terminator Technology , либо юридические ограничения .
Другие направления
Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо .
В 2003 году на рынке появилась GloFish - первый генетически модифицированный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.
В 2009 году выходит в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами синего цвета . Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести «синие розы» (подробней см. en:Blue rose).
Безопасность
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.
В настоящее время специалистами получены научные данные об отсутствии повышенной опасности продуктов из генетически модифицированных организмов в сравнении с продуктами, полученными из организмов, выведенных традиционными методами (см. дискуссию в журнале Nature Biotechnology) . Как отмечается в докладе Генерального Директората Европейской комиссии по науке и информации :
Главный вывод, вытекающий из усилий более чем 130 научно-исследовательских проектов, охватывающих 25 лет исследований и проведённых с участием более чем 500 независимых исследовательских групп, состоит в том, что биотехнологии и, в частности, ГМО как таковые не более опасны, чем, например, традиционные технологии селекции растений
Регулирование
В некоторых странах создание, производство, применение продукции с использованием ГМО подлежит государственному регулированию. В том числе и в России, где исследовано и одобрено к применению несколько видов трансгенных продуктов.
Список ГМО, одобренных в России для использования в пищу населением (по состоянию на 2008 год):
ГМО и религия
В соответствии с заключением иудаистского Ортодоксального Союза, генетические модификации не влияют на кошерность продукта.
См. также
- Genpet - розыгрыш, созданный для привлечения внимания к моральным вопросам ГМО
Ссылки
- - В. Кузнецов, А. Баранов, В. Лебедев, Наука и жизнь № 6, 2008
- В. Лебедев «Миф о трансгенной угрозе» - Наука и жизнь . - 2003, № 11. - С.66-72; № 12.- С.74-79.
- Е.Клещенко. ГМО: городские мифы - Химия и жизнь . - №7, 2012
Литература
- Чирков Ю. Г. Ожившие химеры. Издательство «Детская литература». М.: 1991, 239 с. (детская научно-популярная книга, рассказывающая о создании ГМО и перспективах генной инженерии)
Примечания
- genetically modified organism // Glossary of biotechnology for food and agriculture: a revised and augmented edition of the glossary of biotechnology and genetic engineering. Rome, 2001, FAO, ISSN 1020-0541
- What is agricultural biotechnology? // The state of food and agriculture 2003-2004: The state of food and agriculture 2003-2004. Agricultural Biotechnology. FAO Agriculture Series №35. (2004)
- Лещинская И.Б. Генетическая инженерия (рус.) (1996). Архивировано
- Jeffrey Green,Thomas Ried. Genetically Engineered Mice for Cancer Research: Design, Analysis, Pathways, Validation and Pre-clinical Testing. Springer, 2011
- Patrick R. Hof,Charles V. Mobbs. Handbook of the neuroscience of aging. p537-542
- Cisd2 deficiency drives premature aging and causes mitochondria-mediated defects in mice//Genes & Dev. 2009. 23: 1183-1194
- Инсулин растворимый [человеческий генно-инженерный (Insulin soluble ): инструкция, применение и формула]
- История развития биотехнологии (рус.) .(недоступная ссылка - история ) Проверено 4 сентября 2009.
- Zenaida Gonzalez Kotala UCF professor develops vaccine to protect against black plague bioterror attack (англ.) (30 July 2008). Архивировано из первоисточника 21 января 2012. Проверено 3 октября 2009.
- Получение препарата против ВИЧ из растений (рус.) (1 апреля 2009, 12:35). Архивировано из первоисточника 21 января 2012. Проверено 4 сентября 2009.
- Инсулин из растений проходит испытания на людях (рус.) . MEMBRANA (12 января 2009).(недоступная ссылка - история ) Проверено 4 сентября 2009.
- Ирина Власова Американским пациентам сделают козу (рус.) (11 февраля 2009, 16:22).(недоступная ссылка - история ) Проверено 4 сентября 2009.
- Matt Ridley. Genome: The Autobiography of a Species In 23 Chapters.HarperCollins, 2000, 352 pages
- The Mission Impossible of Genetic Redesign For Longevity
- Элементы - новости науки: Трансгенный хлопок помог китайским крестьянам победить опасного вредителя
- И поросла Россия трансгенными берёзками... | Наука и техника | Наука и технологии России
- Monsanto Seed Saving and Legal Activities
- Super-biofuel cooked up by bacterial brewers - tech - 08 December 2008 - New Scientist
- MEMBRANA | Мировые новости | В Японии стартуют продажи настоящих синих роз
- Б.Глик, Дж.Пастернак. Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology. - М .: Мир, 2002. - С. 517. - 589 с. - ISBN 5-03-003328-9
- Berg P et. al. Science, 185, 1974 , 303 .
- Breg et al., Science, 188, 1975 , 991-994 .
- 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
Выбирая продукты в супермаркете, мы привычно обращаем внимание на состав. На многих из них можно заметить пометку «Без ГМО», свидетельствующую о том, что генномодифицированная инженерия не приложила руку к выращиванию этого продукта, а, следовательно, его можно считать чистым и безопасным. Но если задуматься, что мы знаем о генной инженерии и стоит ли бояться включать в свой рацион продукты с ГМО? Давайте разбираться.
Что такое ГМО
Прежде всего, разберемся с понятием ГМО. Генетически модифицированный организм – это организм, ген которого изменили путем скрещивания с геном другого организма. Для современных ученых такое скрещивание не представляет никаких проблем, они без труда соединяют ген растения, с геном бактерии или даже животного.
Зачем это нужно спросите вы? На самом деле генетики совершили революционное открытие, научившись преодолевать межвидовые барьеры и соединять гены различных организмов. Благодаря этому удается улучшать свойства и характеристики конкретного организма. Выглядит это следующим образом. Картофель с ГМО – это картофель, в который вживлен ген ядовитого насекомого, вследствие чего этот продукт обходят стороной вредители. В итоге мы получаем красивые клубни без повреждений и червоточин. Или томаты с ГМО – это томаты, с которые вживлен ген северной камбалы. В результате такого скрещивания помидоры не боятся холодов и не чернеют после обильных туманов. В пшеницу сегодня вживляют витамины, которые ранее в ней не содержались, а в рис – ген альбумина человека. Делается это для увеличения пользы и повышения питательных свойств злаковых культур.
Помимо прочего, оказалось, что генная инженерия существенно повлияла на урожайность культур, ведь с вживлением чужеродных генов продукты стали более выносливыми и устойчивыми к температурам. Все это существенно удешевило процесс получения урожая и повысило прибыль фермерских хозяйств. Стоит ли удивляться тому, что фермеры с удовольствием выращивают генномодифицированные продукты? Да и потребителям гораздо приятнее покупать сочные наливные яблоки, перцы или томаты, которые великолепно выглядят, обладают непревзойденным вкусом, и при этом совершенно не имеют никаких повреждений. Настораживает лишь один факт, на который нельзя не обращать внимания.
Чем опасны продукты с ГМО
Человечество с опасением относится к генномодифицированным продуктам, прежде всего потому, что такие продукты содержат чужеродный ген. Существует объективное опасение, что модифицированные продукты вредны для человека, просто пока их вред не столь очевиден, но в будущем, возможно даже через несколько поколений, продукты с ГМО нанесут свой сокрушительный удар по нашим потомкам. Кроме того, есть подозрения, что генетически модифицированные продукты могут стать причиной аллергии, вызывать рост злокачественных опухолей, нарушать обменные процессы в организме и устойчивость к антибиотикам.
Масло в огонь подливают и статистические данные, согласно которым в США, где подавляющее большинство продуктов содержит ГМО, более 75% населения страдают от аллергии. В то же время в Швеции, где введен запрет на употребление данной продукции, численность аллергиков не превышает 5%. Вполне возможно наличие аллергии никак не связано с генной инженерией, однако такие данные очень настораживают и заставляют с опаской смотреть на всю продукцию подобного рода.
При этом ученые-генетики уверяют нас, что никакой угрозы от употребления продуктов с ГМО нет, так как в процессе пищеварения их ген не может скреститься с геном человека. Правда, приводимые учеными доказательства совсем не исключают риска желудочно-кишечных заболеваний, аллергических патологий или раковых опухолей, вызванных деятельностью трансгенов в организме человека.
Мнение о том, что продукты с ГМО представляют не больше опасности, чем продукты с консервантами и ароматизаторами, возможно, имеет право на жизнь, однако это совсем не означает, что на такой вред нужно закрывать глаза. Как бы то ни было, современная наука не имеет доказательств безопасности генномодифицированных продуктов, а потому по отношению к ним используется термин «потенциально опасный продукт».
Зачем создавались продукты с ГМО
У многих возникает вопрос, зачем создавались продукты, воздействие на организм которых невозможно контролировать? Здесь необходимо заглянуть в историю. Оказывается, первые трансгенные продукты появились на свет в США еще в середине 80-х годов прошлого века, причем создавались они с благой целью – избавить, наконец, человечество от голода и накормить страны третьего мира. Вот только в реальности вышло все наоборот. Практически все африканские страны отказались от употребления продуктов с ГМО, в европейских странах на них ввели ограничения, зато в США эти продукты производятся повсеместно и пользуются огромной популярностью. А что же у нас в России?
Продукты с ГМО в России
Количество генномодифицированных продуктов в странах отслеживает известная организация Greenpeace. По их данным более 35% продуктов в нашей стране содержат измененный ген. И с каждым годом количество такой продукции увеличивается. Почему так происходит?
Сразу скажем, что ввоз трансгенных продуктов в Российскую Федерацию не запрещен, а потому на прилавках наших магазинов натуральные продукты соседствуют с продуктами, которых коснулась рука генных инженеров. Более того, если в странах Европы генномодифицированную продукцию несложно отличить от натуральной благодаря более низкой цене, то в России натуральные овощи и овощи с генной мутацией стоят примерно одинаково.
Многих вряд ли порадует и тот факт, что с июля 2014 года в Российской Федерации разрешено выращивание культурных растений методом ГМО. Причем, дано разрешение на выращивание 14 видов растений, среди которых: кукуруза – 8 сортов, картофель – 4 сорта, сахарная свекла – 1 сорт и рис – 1 сорт.
Наши ученые уже отреагировали на данное разрешение, заявив, что выращивание модифицированных культурных растений, приведет, ни много, ни мало, к полному уничтожению сельского хозяйства в стране! По словам специалистов, выращивание ГМО на территории нашей страны приведет к появлению супервредителей, которые уже появляются в других странах. Но что еще опаснее, урожай фермеров, которые выращивают экологически чистую продукцию, будет загрязнен, так как под влиянием трансгенов происходит заражение почв. И здесь не нужно искать доказательств. Достаточно взглянуть на почвы тех стран, где давно выращивают модифицированные овощи и фрукты. К примеру, весь рапс в Канаде на сегодняшний день стал генномодифицированным, а все из-за того, что пыльца злака с измененным геном разносилась по окружающим полям.
Многих успокаивает тот факт, что в США продукты с ГМО продаются без ограничений и не считаются потенциально опасными. Однако тем из нас, кто придерживается здорового питания, следует знать продукты, в которых может содержаться видоизмененный ген.
Продукты, в которых может содержаться ГМО
1. Все продукты содержащие сою, кукурузу и рапс
По неофициальным источникам, все эти продукты, встречающиеся на прилавках супермаркетов, содержат ГМО. Заметив на этикетке продукта надпись «растительный белок», не сомневайтесь, это 100% трансгенная соя. К слову, такой белок содержится в большинстве мясных и колбасных изделий, в майонезе и кетчупе, чипсах и консервах, а также в соевых молочных продуктах.
2. Маргарин и растительное масло
По статистике 90% всех растительных масел в наших магазинах содержит ГМО. Более того, некоторые производители и вовсе разбавляют оливковое масло соевым, и даже не сообщают об этом на этикетках.
3. Конфеты, шоколад и мороженое
Практически вся шоколадная продукция содержит генномодифицированные компоненты. Заметить это можно по составу, в котором присутствует соевый лецитин. Аналогичные соевые компоненты имеются и в мороженом, как, впрочем, и во всех других молочных продуктах.
4. Детское питание
Подавляющее большинство зарубежных и отечественных производителей используют для производства детского питания молочную продукцию и злаковые культуры с ГМО.
5. Кондитерские и хлебобулочные изделия
Мука, а также хлебобулочные и кондитерские изделия тоже могут содержать измененные гены. По статистике у нас в стране более 25% всех изделий из муки содержат эти потенциально опасные вещества.
6. Овощи
Некоторые овощи также подвергаются генетическому изменению. Наиболее часто ГМО встречается в картофеле и томатах, свекле и кабачках, дыне и папайе.
Как отличить трансгенные продукты
Мы уже упоминали о том, что стоимость модифицированных и натуральных продуктов у нас в стране равна, а значит, выявить потенциально опасные продукты по стоимости точно не получится. Внешний вид также мало что скажет обычному обывателю, хотя приобретая ранней весной большие сочные перцы, огурцы или томаты вряд ли стоит рассчитывать, что выращены они исключительно натуральным путем.
Вы удивитесь, но на надпись «без ГМО», красующуюся на этикетках некоторых продуктов, также не стоит рассчитывать. Оказывается, согласно нашему законодательству значок «Без ГМО» ставится на продукты, содержащие менее 0,9% веществ с измененным геном, однако даже это ограничение многие производители обходят стороной.
Другое дело состав продукта. Заметив в составе безалкогольных напитков, каш или детского питания соевый лецитин либо добавку Е322, можете не сомневаться – этот продукт со скрещенным геном. То же можно сказать при наличии в составе мальтодекстрина, аспартама, декстрозы, глюкозы, растительного жира и соевого масла. А еще обязательно глядите на страну производителя. Помните, почти 70% всех продуктов с ГМО производит США, а следом в этом списке идут Канада и Франция.
Что же остается делать простым покупателям? Экологически чистые продукты существуют, просто их необходимо искать.
Схема 1
Поступающие к нам из Европы натуральные продукты имеют маркировку Organic или BIO, с таким вот значком (Схема 1).
Схема 2
Можно, к примеру, отыскать такую муку или геркулес (Схема 2).
Кроме этого, натуральные продукты из Европы могут маркироваться и другими значками (Схема 3).
Схема 4
Приобретя продукцию с такой вот маркировкой, на 99% можно быть уверенными, что весь свой путь от сельскохозяйственных угодий до перерабатывающих предприятий и упаковки, этот продукт проделал в строгом соответствии с экологическими стандартами и не подвергался изменению гена. У нас же в стране наиболее качественные продукты имеют значок Ростета (Схема 4).
Приобретая продукцию с таким обозначением вы, конечно, не обезопасите себя от ГМО, но будете уверены, что она проходила строгий контроль качества. Кроме того, старайтесь приобретать продукцию у тех фермерских хозяйств, в качестве и натуральности которой вы уверены. В крайнем случае, покупайте соответствующие овощи и фрукты в сезон, пока имеется такая возможность, ведь сельскохозяйственные культуры, продаваемые зимой и ранней весной, как правило, имеют скрещенный ген.
Тенденции последних лет говорят о том, что количество генномодифицированных продуктов в мире будет только увеличиваться. Однако это совсем не значит, что мы должны идти на поводу у производителей и употреблять продукцию, в безопасности которой не уверены. Ищите натуральные овощи и фрукты или выращивайте их сами, именно они несут нам пользу и здоровье!
Берегите себя!
Генетически модифицированный организм или сокращенно ГМО - это живой или растительный организм, генотип которого был изменён при помощи методов генной инженерии с целью создания новых свойств организма. Подобные изменения сегодня производятся практически повсеместно в области создания продуктов питания в хозяйственных целях, реже в научных целях.
Генетическая модификация отличается целенаправленным конструированием генотипа организма, что в отличие от случайного, характерного для природного и искусственного мутагенеза.
Распространенным видом генетического изменения на сегодняшний день является внедрение трансгенов с целью трансгенных организмов.
Ввиду генетических модификаций корни кассавы (Manihot esculenta, семейство молочайных), главнейшего сырья для приготовления пищи многих миллионов африканцев, увеличились примерно в 2,6 раза. Американские генетики, проделав вышеуказанную модификацию, рассчитывают, что модифицированная маниока (кассава) будет решением проблемы голода в десятках стран Африки.
Профессор Р. Сайр и его команда - молекулярные биологи из университета Огайо - изъяли ген кишечной палочки, который регулирует синтез крахмала, и вживили его трём побегам кассавы.
Сэйр комментирует: маниока обладает практически таким же геном, но его бактериальная версия приблизительно в 100 крат активнее.
В итоге модифицированная маниока, которая была взращена в оранжерее, обладает укрупненными клубневидными корнями (200 г., тогда как у обычной кассавы 75 г.). Также увеличилось количество корней (с 7 до 12) и листьев (с 90 до 125).
Как корни так и листья кассавы можно употреблять в пищу. Маниока служит главнейшим сырьем для приготовления пищи у 40% африканцев, а ее корень регулярно употребляют в пищу около 600 млн. человек.
Однако, Сэйр заметил, что крупные размеры не обеспечивают соразмерную энергетическую ценность продукта. И ГМ-растения пока еще необходимо быстро перерабатывать сразу же после извлечения из земли, т.к. корни и листья не переработанной должным образом кассавы обладают веществом, которое провоцирует синтез цианида.
Ученые Калифорнийского университета в Окленде получили специфическую фотопленку из ГМО -бактерий.
New Scientist пишет, что в ходе исследований группа ученых Криса Войта, использовала кишечную палочку (Escherichia coli), которой для выживания не нужен солнечный свет. Для придания Escherichia coli необходимых свойств, исследователи внедрили в мембрану клетки кишечной палочки генетический материал сине-зеленой водоросли. В итоге Escherichia coli стала реагировать на красный свет.
После этого колонию бактерий с генетически модифицированным геномом поместили в среду со специфическими молекулами-индикаторами. При воздействии на данную "биофотопленку" красным светом дезактивируется один из генов Escherichia coli, что провоцирует изменение цвета молекул-индикаторов. В итоге, изменяя состояние микроорганизмов на конкретных местах фотопленки, можно получить монохромное изображение. При этом ввиду микроскопических размеров микроорганизмов, рисунок обладает невероятным разрешением - около 100 000 000 пикселей на дюйм в квадрате. Однако на получение квадратного дюйма рисунка затрачивается около 4 часов.
Ученые полагают, что их достижение скорее всего не будет применяться в области обычной фотографии. Однако данные опыты могут спровоцировать появление нанофактур, способных создавать какие-либо вещества конкретно на тех участках, куда падает свет.
Сообщество американских ученых решило запатентовать первый в истории искуственно синтезированный живой организм. Люди не первый раз пытаются переиграть природу, на этот раз начав с получения патента.
Исследователи из института Вентера много лет предпринимали попытки создания искуственной бактерии с наименьшим из допустимых количеством генов на базе структуры бактерии Mycoplasma genitalium, в которой они зарегистрировали 250-350 генов, необходимых для выживания. Синтетический организм должен был называться Mycoplasma laboratorium (микоплазма лабораторная). Опыты осуществлялись в секретном режиме. В 2004 году учредитель института Крейг Вентер утверждал, что искуственный микроорганизм будет создан к концу года, но он ошибся.
А сегодня поступило прошение о получении патента и на саму искуственную бактерию, и на ее генетический код, говорит World Science. На ГМО и раньше приобретали патенты, но сейчас, как говорят ученые института Вентера, дело касается целиком искуственного генома, синтезированного руками человека. В заявке на патент указано, что искуственный микроорганизм обладает 382-387 генами.
Искуственный микроорганизм создали путем изъятия из бактерии , служащей основой, ее генетического материала, и вживления искуственных генов, синтезированных лабораторными методами. Трудноразрешимой проблемой служит не только синтезирование генов, но и их внедрение в бактерию и регулировка действий.
Майкл Сайберт, сотрудник американской лаборатории NREL и его коллеги из University of Illinois разрабатывают модификацию морских водорослей на молекулярном уровне, с целью производства ими водорода в больших количествах.
До этого ученые уже продемонстрировали метод производства водорода посредством прирученных бактерий. Помимо этого, предлагалась занятная идея по производству водорода из масла подсолнечника.
Исследователи обнаружили, что водород - один из элементов, участвующих в реакции фотосинтеза у водорослей. Но для того, чтобы его можно было получать в производственных объемах, необходимо определить нужные для образования водорода процессы и ферменты гидрогеназа, а также реакции получения кислорода.
Для расшифровки этих цепочек связей ученые применяют мощные компьютеры и уже намечают, каким образом необходимо модифицировать водоросли. После нужной модификации, они будут производить водород в 10 раз быстрее, чем природные водоросли - говорит Сайберт.
Как рассчитали ученые-разработчики, на специализированной ферме (или нескольких фермах), площадью приблизительно 20 тыс. км2, можно было бы производить водород для всех легковых автомобилей Соединенных Штатов, даже если бы они все были оборудованы топливными элементами, а не двигателями внутреннего сгорания.
Но даже если подобная добыча топлива не станет столь глобальной практикой, все равно вклад ГМО-водорослей принесет большую пользу для экологии.
Неприхотливый к насекомым генетически модифицированный рис на Китайских фермах: выгода и отражение на здоровье людей.
До сих пор ни в одном государстве урожай зерновых, употребляемых в пищу, не выращивали большей частью из ГМО. Но практика в Китае, в котором генетически модифицированный рис выращивается во все более растущих количествах, подтверждает то, что это приносит выгоду мелким фермерам и, вероятно, приносит пользу народу.
Китай находится на пороге глобального распространения выращивания и производства генетически модифицированного риса. В Китае было осуществлено исследование двух из 4-х сортов, которые испытывают фермеры. Одним словом такой рис находится на завершающей ступени перед разрешением на глобальное использование.
Были исследованы взятые случайным образом фермы, разрабатывающие неприхотливые к вредоносным насекомым сорта риса, причем самостоятельно, не прибегая к помощи профессионалов в этой области. Было определено, что сравнительно с фермами, на которых выращивали традиционный рис, мелкие и небогатые фермы получали выгоду от использования генетически модифицированных организмов, так как собирали более объемный урожай при небольшом расходе пестицидов. Уменьшение количества применяемых пестицидов также служит весьма положительным фактором для сохранения здоровья народа.
Что такое ГМО? Генетически модифицированный организм (ГМО ) - живой организм, генетическая составляющая которого при помощи методов генной инженерии была искусственно изменена. Как правило, подобные изменения используются в научных или сельскохозяйственных целях. Генетическая модификация (ГМ ) отличается от природного, характерного для искусственного и естественного мутагенеза целенаправленным вмешательством в живого организма.
Основным видом получения в настоящее время является внедрение трансгенов.
Из истории.
Появление ГМО было обусловлено открытием и созданием первых рекомбинантных бактерий в 1973. Это привело к противоречиям в научном сообществе, к появлению потенциальных рисков исходящих от генной инженерии, которые в 1975 году на Конференции Asilomar были подробно обсуждены. Одна из главных рекомендаций от этой встречи была то, что должен быть установлен правительственный надзор над рекомбинантным исследованием ДНК , чтобы можно было считать эту технологию безопасной. Герберт Бойер тогда основал первую компанию по использованию рекомбинантной технологии ДНК (Genentech) и в 1978 году компания объявила о создании продукта, который вырабатывает человеческий инсулин.
В 1986 году полевые тесты над генетически спроектированными бактериями, которые бы смогли защитить растения от заморозков разработанные маленькой компании биотехнологий под названием “Продвинутые генетические науки Окленда” (штат Калифорния) неоднократно отсрочивались противниками биотехнологии.
В конце 1980-х и в начале 1990-х, руководство по оценке безопасности генетически спроектированных растений и продуктов появилось из организаций FAO и WHO.
В конце 1980-х в Канаде и США началось небольшое экспериментальное производство генетически модифицированных (ГМ ) растений. Первые одобрения для крупномасштабного, коммерческого культивирования были даны в середине 1990-х. С этого времени ежегодно увеличивается количество фермеров во всем мире использующих .
Проблемы, решаемые появлением ГМО.
Появление ГМО рассматривается учеными как один из видов по селекции растений и животных. Другие же ученые считают, что генная инженерия - тупиковая ветвь классической селекции, потому, что ГМО не является продуктом искусственного отбора, а именно планомерного и долговременного выращивания нового сорта (вида) живого организма путем природного размножения, и фактически представляет собой искусственно созданный в лабораторных условиях новый организм .
В большинстве случаев использование ГМО значительно повышает урожайность. Существует мнение, что при нынешних темпах роста населения земли только ГМО может справиться с угрозой голода, потому что таким способом можно существенно увеличить урожайность и качество продуктов. Другие ученые – противники ГМО, считают, что существующие развитые технологии по выведению новых сортов растений и животных, обработке земли способны прокормить стремительно увеличивающееся население планеты.
Способы получения ГМО.
Последовательность создания ГМ-образцов:
1. Выращивание необходимого гена.
2. Введение этого гена в ДНК организма-донора.
3. Перенос ДНК
с геном в проектируемый организм
.
4. Приживание клеток в организме.
5. Отсев модифицированных организмов, которые не прошли успешную модификацию.
Сейчас процесс производства генов хорошо налажен и в большинстве случаев автоматизирован. Разработаны специальные лаборатории, в которых при помощи аппаратов управляемых компьютерами контролируется процессы синтеза необходимых нуклеотидных последовательностей. Такие аппараты воспроизводят отрезки ДНК по длине до 100-120 азотистых оснований (олигонуклеотиды).
Чтобы вставить полученный ген в вектор (организм-донор), используется ферменты - лигазы и рестриктазы. При помощи рестриктаз вектор и ген можно разрезать на отдельные кусочки. При помощи лигаз подобные кусочки можно “сращивать”, объединять в совершенно другой комбинации, создавая тем самым совершенно новый ген или внедряя его в донорский организм .
Техника внедрения генов в бактерии была принята на вооружение генной инженерии после того, как некий Фредерик Гриффит открыл бактериальную трансформацию. В основе этого явления положен обычный половой процесс, который сопровождается у бактерий обменом небольшого количества фрагментов между плазмидами и нехромосомной ДНК . Плазмидная технология легла в основу внедрения искусственных генов в клетки бактерий.
Для внедрения полученного гена в геном клеток животных и растений пользуются процессом трансфекции. После модификации одноклеточных или клеток многоклеточных организмов, начинается этап клонирования, то есть процесс отбора организмов и их потомков, которые успешно прошли генетическую модификацию. Если требуется получить многоклеточные организмы, то измененные клетки в результате генетической модификации используют у растений в качестве вегетативного размножения, у животных их вводят в бластоцисты суррогатной матери. В итоге рождается потомство с измененным генофоном или же нет, снова отбирают те, которым присущи ожидаемые характеристики и снова скрещивают между собой до появления стойкого потомства.
Применение ГМО.
Применение ГМО в науке.
Сейчас генетически модифицированные организмы достаточно широко используются в прикладных и фундаментальных научных исследованиях. С их помощью исследуются закономерности возникновения и развития заболеваний, таких как рак, болезнь Альцгеймера, процессы регенерации и старения, исследуются процессы, проходящие в нервной системе, решаются другие проблемы актуальные в медицине и биологии.
Применение ГМО в медицине.
С 1982 года в прикладной медицине используются генетически модифицированные организмы. В этом году был зарегистрирован в качестве лекарства инсулин человека, полученный при помощи -бактерий.
В настоящее время ведутся исследования по получению с помощью ГМ- растенийлекарств и вакцин против таких болезней как чума и ВИЧ. Проходит испытания проинсулин, полученный из ГМ-сафлора. Прошло успешно испытания и получило одобрение к использованию лекарство от тромбозов, полученное из молока генетически модифицированных коз. Получило очень бурное развитие такое направление медицины как генотерапия. В основе этого направления медицины лежит модификация генома соматических клеток человека. Сейчас генотерапия выступает основным методом борьбы ряда заболеваний. Так, например, еще в 1999 году каждый 4-й ребенок, заболевший (severe combined immune deficiency) успешно лечился при помощи генной терапии. Так же генотерапию планируется использовать в качестве одного из способов борьбы с процессами старения.
Применение ГМО в сельском хозяйстве.
В сельском хозяйстве генная инженерия используется в качестве создания новых сортов растений, переносящих засуху, низкие температуры, устойчивых к вредителям, обладающих лучшими вкусовыми и ростовыми качествами. Полученные новые породы среди животных отличаются повышенной продуктивностью и ускоренным ростом. На данный момент уже созданы новые сорта растений отличающихся наибольшею калорийностью и содержанием необходимого количества микроэлементов для организма человека. Проходят испытания новых пород генетически модифицированных деревьев, у которых повышенное содержание целлюлозы и быстрый рост.
Другие направления применения ГМО.
Уже разрабатываются растения, которые можно было бы использовать в качестве биологически чистого топлива.
В начале 2003 года на рынке появился первый генетически модифицированный организм – GloFish, созданный в эстетических целях. Благодаря только генной инженерии аквариумная рыбка Данио рерио пользующаяся огромной популярностью приобрела несколько полос флуоресцентных ярких цветов на своем брюшке.
В 2009 году появляется в продаже новый сорт роз “Applause” с синими лепестками. С появлением этих роз сбылась мечта многих селекционеров безуспешно пытающихся вывести розы с синими лепестками.
Тема этой статьи: "ГМО: польза или вред?". Попробуем разобраться в этом вопросе непредвзято. Ведь именно недостатком объективности грешат сегодня многие материалы, посвященные этой неоднозначной теме. Сегодня во многих странах мира (включая Россию) понятие ГМО стало употребляться, когда говорят о "продуктах, которые вызывают опухоли и мутации". Со всех сторон ГМО поливаются грязью по разным поводам: невкусные, небезопасные, угрожают продовольственной независимости нашей страны. Но так ли страшны и что это на самом деле такое? Давайте ответим на эти вопросы.
Расшифровка понятия
ГМО - это генномодифицированные организмы, то есть измененные с помощью методов генной инженерии. Понятие это в узком смысле распространяется и на растения. В прошлом различные селекционеры, вроде Мичурина, добивались полезных свойств у растений, используя различные ухищрения. К ним относились, в частности, прививки черенков некоторых деревьев на другие или выбор для посева семян лишь с определенными качествами. После этого нужно было долго ждать результатов, которые лишь через пару поколений стойко проявлялись. Сегодня нужный ген можно перенести в нужное место и таким образом быстро получить желаемое. То есть ГМО - это направление эволюции в нужное русло, ускорение ее.
Изначальная цель выведения ГМО
Несколько методик можно использовать для того, чтобы создать ГМО-растение. Наиболее популярным сегодня является метод трансгенов. Необходимый ген (например, ген устойчивости к засухе) для этого выделяют в чистом виде из цепочки ДНК. После этого его вносят в ДНК растения, которое нужно модифицировать.
Гены могут браться из родственных видов. В этом случае процесс называется цисгенезом. Трансгенез имеет место тогда, когда ген берется от далеких видов.
Именно о последнем ходят жуткие истории. Многие, узнав о том, что пшеница сегодня существует с геном скорпиона, начинают фантазировать о том, не отрастут ли у тех, кто ее употребляет в пищу, клешни и хвост. Многочисленные неграмотные публикации на форумах и сайтах Сегодня тема ГМО, польза или вред которых муссируются очень активно, не утратила актуальность. Однако это не единственное, чем "специалисты", плохо знакомые с биохимией и биологией, пугают потенциальных потребителей продуктов, содержащих ГМО.
Сегодня такими продуктами договорились называть все, что является генномодифицированными организмами или любые продукты, в которых есть компоненты этих организмов. То есть ГМО-едой будут не только генномодифицированная картошка или кукуруза, но и сосиски, в которые добавлена кроме ливера и ГМО-соя. А вот продукция из мяса коровы, которую кормили пшеницей, содержащей ГМО, не будет считаться таким продуктом.
Действие ГМО на организм человека
Журналисты, не разбирающиеся в таких темах, как генная инженерия и биотехнология, но понимающие востребованность и актуальность проблемы ГМО, запустили утку о том, что, попадая в наш кишечник и желудок, клетки содержащих их продуктов всасываются в кровоток и затем разносятся по тканям и органам, в которых вызывают раковые опухоли и мутации.
Приходится отметить, что этот фантастический сюжет далек от реальности. Любая пища, без ГМО или с ними, в кишечнике и желудке распадается под действием кишечных ферментов, секрета поджелудочной и желудочного сока на составные части, а они являются вовсе не генами и даже не белками. Это аминокислоты, триглицериды, простые сахара и жирные кислоты. Все это на разных участках ЖКТ затем всасывается в кровоток, после чего расходуется на различные цели: для получения энергии (сахара), как строительный материал (аминокислоты), для запасов энергии (жиры).
Например, если взять генномодицифированный организм (допустим, ставшее похожим на огурец уродливое яблоко), то оно будет спокойно пережевано и разложено на составные части таким же образом, как и любое другое без ГМО.
Прочие ГМО-страшилки
Другая байка, не менее леденящая душу, касается того, что в встраиваются трансгены, что приводит к страшным последствиям вроде бесплодия и рака. Впервые в 2012 году французы написали про рак у мышей, которым давали генномодифицированное зерно. На самом деле Жилем-Эриком Сералини, руководителем эксперимента, была сделана выборка, состоящая из 200 крыс Спрег-Доули. Из них треть кормили ГМО-зерном кукурузы, другую треть - обработанной гербицидом генномодифицированной кукурузой, а последнюю - обычными зернами. В итоге крысы женского пола, употреблявшие в пищу генетически модифицированные организмы (ГМО) дали в течение двух лет рост опухолей в 80 %. Самцы же заработали на таком питании почечные и печеночные патологии. Характерно, что на обычном питании треть животных также погибла от различных опухолей. Данная линия крыс вообще склонна к внезапному появлению опухолей, не связанному с характером питания. Поэтому чистоту эксперимента можно считать сомнительной, и его признали несостоятельным и ненаучным.
Аналогичные изыскания проводились и ранее, в 2005 году, в нашей стране. ГМО в России изучала биолог Ермакова. Она представила на конференции в Германии доклад о высокой смертности получавших ГМО-сою мышат. Подтвержденное в научном эксперименте заявление после этого начало распространяться по всему миру, доводя молодых мам до истерики. Ведь им приходилось кормить искусственными смесями своих малышей. А в них использовалась соя ГМО. Пять экспертов Nature Biotechnology в дальнейшем сошлись во мнении о том, что результаты российского эксперимента являются неоднозначными, и его достоверность не признали.
Хочется добавить, что даже если кусок чужеродной ДНК окажется в кровотоке человека, то эта генетическая информация никаким образом не встроится в организм и не приведет ни к чему. Конечно, в природе существуют случаи встраивания в чужеродный организм кусков генома. В частности, некоторые бактерии таким образом портят генетику мух. Однако подобные феномены не были описаны у высших животных. К тому же генетической информации и в продуктах без ГМО хоть отбавляй. И если они не встраивались в генетический материал человека до сих пор, то можно и дальше спокойно есть все, что усваивает организм, в том числе содержащее ГМО.
Польза или вред?
"Монсанто", американская компания, уже в 1982 году на рынок вывела генетически модифицированные продукты: сою и хлопок. Ей также принадлежит авторство убивающего всю растительность, за исключением генномодифицированной, гербицида "Раундап".
В 1996 году, когда продукты фирмы "Монсанто" были выброшены на рынки, корпорации, конкурирующие с ней, для спасения доходов начали широкомасштабную кампанию, цель которой заключалась в ограничении оборота содержащих ГМО продуктов. Первым в гонениях отметился Арпад Пуштаи, британский ученый. Он кормил ГМО-картошкой крыс. Правда, впоследствии эксперты все выкладки этого ученого разнесли в пух и прах.
Потенцальный вред для россиян от ГМО-продуктов
Никто не скрывает, что на засеянных ГМО-зерновыми землях никогда больше не растет ничего, кроме их самих. Связано это с тем, что сорта хлопчатника или сои, устойчивые к гербицидам, не морятся ими. Таким образом, их можно распылять, добиваясь вымирания всей остальной растительности.
Глифосфат - это самый распространенный гербицид. Он распыляется вообще-то еще до созревания растений и быстро в них разлагается, не сохраняясь в почве. Однако устойчивые ГМО-растения позволяют его использовать в огромных количествах, что повышает риски накопления глифосфата в ГМО-растительности. Также известно, что этот гербицид вызывает разрастание костной ткани и ожирение. А в Латинской Америке и США что-то многовато людей, страдающих лишним весом.
Лишь на один посев рассчитаны многие ГМО-семена. То есть потомства не даст то, что из них вырастет. Скорее всего, это коммерческая уловка, поскольку таким образом сбыт ГМО-семян повышается. Модифицированные растения, дающие следующие поколения, прекрасно существуют.
Поскольку искусственные мутации генов (например, у сои или картофеля) могут повышать аллергенные свойства продукции, часто говорят о том, что ГМО являются мощными аллергенами. А вот лишенные привычных белков некоторые сорта арахиса не вызывают аллергию даже у тех, кто мучился ею раньше именно на этот продукт.
Из-за особенностей могут сокращать количество прочих сортов своего вида. Если на двух участках, расположенных рядом, посадить обычную пшеницу и пшеницу-ГМО, существует риск, что обычную вытеснит модицифированная, опыляя ее. Однако вряд ли кто-то дал бы им расти рядом.
Отказавшись от своих собственных посевных фондов и используя лишь ГМО-семена, в особенности одноразовые, государство в конце концов окажется в продовольственной зависимости от фирм, являющихся держателями семенного фонда.
Конференции с участием Роспотребнадзора
После того как во всех СМИ были многократно растиражированы страшилки и байки о ГМО-продуктах, Роспотребнадзор поучаствовал во многих конференциях по этому вопросу. На конференции в Италии, состоявшейся в марте 2014 года, его делегация участвовала в технических консультациях по низкому содержанию в товарообороте России генетически модифицированных организмов. Сегодня, таким образом, принят был курс на практически полное недопущение на продовольственный рынок нашей страны такой продукции. Также было отсрочено применение в сельском хозяйстве ГМО-растений, хотя использование ГМО-семян планировалось начать еще в 2013 году (постановление правительства от 23 сентября 2013 года).
Штрих-код
Еще дальше пошло Министерство образования и науки. Оно предложило использовать штрих-код, заменяющий пометку "Не содержит ГМО", в России. В нем должна содержаться вся информация о содержащейся в продукте генной модификации либо о ее отсутствии. Хорошее начинание, однако без специального устройства считать этот штрих-код будет невозможно.
Генномодифицированные продукты и закон
ГМО регламентируются законом в некоторых государствах. В Европе, например, содержание их в продуктах не допускается более 0,9 %, в Японии - 9 %, в США - 10 %. В нашей стране продукция, в которой содержание ГМО превышает 0,9 %, подлежит обязательному маркированию. За нарушение этих законов предприятиям грозят санкции, вплоть до прекращения деятельности.
Вывод
Вывод из всего этого можно сделать следующий: проблема ГМО (польза или вред от использования содержащих их продуктов) сегодня явно раздута. Неизвестны реальные последствия долговременного использования таких продуктов. На сегодняшний день авторитетных научных экспериментов по этому вопросу не проведено.