Генетически модифицированные организмы, надежда человечества или страшная ошибка?

Экология и здоровье

Генетически модифицированные организмы, надежда человечества или страшная ошибка?

Автор: Редактор

На протяжении всей своей истории человечество стремилось к прогрессу как инструмента для облегчения своего собственного существования. Движущей силой для этого стремления стала наука, как специфическая деятельность по получению знаний. Бурное развитие науки во все времена было направлено в основном на получение реальных достижений в повседневной жизни. О фундаментальных проблемы существования жизни на нашей планете задумывались единицы. Однако лишь они были способны разглядеть те отдаленные последствия слишком быстрого внедрения в человеческую практику "свежих" экспериментальных технологий. Одной из таких экспериментальных технологий, следует из лабораторий в среду, является технология получения генетически модифицированных организмов, использование которых якобы открывает перед человечеством широкие перспективы.

Но целый ряд ученых выступает категорически против их широкого применения. В настоящее время все еще продолжается ожесточенная дискуссия вокруг этого вопроса. Почему? Именно этому вопросу и посвящена наша статья.

ЧТО ТАКОЕ ГМО?

Вся наследственная информация, позволяющая организмам функционировать, самовозобновляющейся и воспроизводиться в потомках записана в ДНК. ДНК это дезоксирибонуклеиновая кислота. Каждая молекула ДНК несет множество структурно-функциональных единиц - генов. особенности каждого гена и функции, которые он выполняет, определяются количеством нуклеотидов и определенным месторасположением в цепочке хромосомы.

В восьмидесятые-девяностые годы двадцатого века ведущими учеными в области молекулярной биологии были разработаны технологии модификации нуклеиновых кислот с помощью выделенных из бактериальных клеток специфических ферментов. Ферменты эндонуклеазы (или рестриктазы) способны вырезать из молекулы ДНК определенные ее отрезки.

При этом каждый тип фермента распознает определенные предельные фрагменты (сайты), в которых осуществляет разрез нуклеиновой кислоты. Зная эти фрагменты - сайты рестрикции, можно вырезать строго определенные последовательности. В то же время у бактерий обнаружили ферменты, которые способны сшивать между собой отрезки ДНК, вырезанные рестриктазами. Такие ферменты назвали лигазы, а саму реакцию сшивания лигированием. На основе комбинирования действия двух главных групп ферментов была разработана рекомбинантные технологии, позволившие переносить последовательности ДНК от одного вида к другому. Для такого переноса ДНК применяются так называемые векторы (лодочки). Примером вектора может быть небольшая кольцевая молекула ДНК из цитоплазмы клеток - плазмида.

В норме бактериальные клетки обмениваются между собой такими молекулами. Плазмида, попадая в соседней клетки, встраиваются непосредственно в главную ДНК клетки. Вследствие этого бактериальная клетка может приобретать какой-то полезной признаки, например устойчивости к антибиотикив.Але если в такую ​​плазмиду встроить определенную последовательность ДНК, что нас интересует, например ген продукции определенного белка, то и клетка, получившая такую ​​плазмиду начнет производить этот белок.

Если же необходимо перенести такую ​​генетическую конструкцию до растительного организма, то пользуются одним из двух способов:

1. Генетические конструкции прикрепляют к крошечных частиц золота или вольфрама, а затем их выстреливают с большой скоростью в кусочек ткани растения. Золото или вольфрам используются, так как они являются химически инертны - другими словами, они не будут вступать в реакцию со средой.

2. Используется почвенная бактерия агробактериум, способной проникать в растительную ткань. Генные конструкции вводят в бактерии, измененной так, чтобы она не могла развиваться в растительной ткани. В данном случае ее функция лишь перенос.

На следующем этапе растительная ткань которой было введено генетическую конструкцию, выращивается в полноразмерную растение.

Сам акт изменения свойств организма за счет встраивания в их ДНК новых последовательностей называют генетической модификацией, а организм с искусственно измененными свойствами - генетически модифицированным организмом (ГМО).

Заметим только что генетическая модификация не всегда предусматривает перенос гена из одного организма в другой. Иногда это означает изменение работы гена с помощью "выключение" какого-то процесса. Можно например выключить ген, который отвечает за размягчения плода, и тогда, созревающие как обычно, плод не размягчится так быстро. Это может пригодиться поскольку в таком случае риск порчи товара в течение упаковки и перевозки сведется к минимуму. Так что теперь понятно, что такое ГМО. Поэтому попробуем разобраться какие перспективы открывает перед человеком широкое применение генетической модификации и аргументы выдвигают сторонники этого подхода.

ГМО - выход из затруднительного положения человечества?

Именно в как широком применении генетически модифицированных организмов, в частности ГМ-растений, биотехнологии видят выход из многих кризисных ситуаций, в которых оказалось человечество. Предлагается широко использовать ГМ-технологии с целью получения организмов-биореакторов. Первые примеры их уже существуют.Благодаря строении гена человеческого инсулина в геном бактерии кишечной палочки, удалось в условиях закрытых биотехнологических производств получать этот необходимый для лечения диабета гормон. В последнее время все большую актуальность значение приобретает проблема исчерпаемости природных источников энергии, в частности угля и нефти. Биотехнологи уверяют, что введение определенных генов в геном определенных технических сельскохозяйственных культур решит и эту проблему. Так уже сейчас испытываются ГМ-рапс, как продуцент биодизеля. Сырье для топлива пытаются также получать из ГМ-водорослей. Но реальный вклад этих источников в мировое соотношение видов топлива пока дело далекой перспективы.

Сейчас уже ни для кого не секрет, что человеческое население нашей планеты неуклонно растет. Некоторые ученые видят в этом перспективу нехватки продуктов питания в ближайшем будущем. По мнению биотехнологов применения генетически модифицированных растений позволит решить и эту проблему. Для этого планируется использовать такие классы ГМ растений:

1. ГМ-растения, устойчивые к насекомым-вредителям . Чтобы достичь устойчивости, в геном растения вводят ген-продуцент соединения, ядовитой для насекомых, но не вредной для человека. Для этого чаще всего вводят ген яда некоторых почвенных бактерий. Путем введения такого гена получено, например, трансгенный картофель, что устойчива к колорадского жука. Такой картофель не требует значительной обработки химическими ядами, поэтому, по мнению биотехнологов, она безопасней обычной. Кроме того иногда вводят ген, определяющий синтез фермента хитиназы. Дело в том, что покровы насекомых, как внешние так и внутренние покрытые специфическим веществом - хитином. Указанный фермент способен расщеплять их и таким образом делать растение устойчивым к насекомым.

2. ГМ-растения, устойчивые к гербицидам . Сейчас гербициды прочно вошли в практику сельского хозяйства, как вещества, подавляющие рост сорняков на полях. Но внесение их подавляет все равно, как сельскохозяйственные растения, так и сорняки. Поэтому, по мнению тех же биотехнологов, прогрессивным является применение ГМ-растений, в которые введены гены устойчивости к определенному гербициду. В таком случае обработка именно этим гербицидом оказывается токсичной для всех лишних растений. Такого эффекта можно достичь если увеличить количество имеющихся в геноме генов устойчивости, является в большинстве растений. Можно также переносить такие гены от растений, отобранных в результате длительного культивирования на среде с повышенным содержанием гербицидов.

3. ГМ-растения, устойчивые к наиболее распространенным болезням и вирусов . Для обеспечения защиты растений от заболеваний, вызываемых бактериями, вирусами или грибами, задействован целый ряд механизмов. Задача ДНК-технологий в таком случае состоит в том, чтобы активизировать такие механизмы, как полное неприятие патогена (иммунитет), быстрая гибель клеток в местах проникновения патогена, что препятствует его распространению в организме. С помощью специфических вставок удается усилить выработку веществ, регулирующих развитие защитной реакции, а также защитных соединений: противогрибковых белков, шо разрушают клеточные стенки грибных клеток, белков, блокирующих синтез белка патогеном. Усилия ученых в этом направлении привели к получению растений с повышенным иммунитетом, так, ГМ-томаты показали повышенную на 65% устойчивость к грибку фитофторы, что является их главным патогеном. В случае защиты от вирусов, в ДНК растений встраивают ген оболочки вирусной частицы. Так, при условии введения в растения риса гена, кодирующего белок оболочки одного из высокопатогенных в условиях тропической Америки вирусов, обнаружено ослабление симптомов поражения, и увеличение показателей производительности.

4. ГМ - растения со вставкой, которая улучшает сохранность фруктов и овощей. Выше мы уже отмечали, что при длительном хранении плоды размягчаются. Это происходит под действием специфического фермента. Задача биотехнолога в таком случае - заблокировать его активность. Эффекта лучшего хранения плодов достигают также торможением синтеза специфической соединения - этилена, ускоряет созревание.

Понятно, что все эти приемы направлены на сохранение как наибольшей доли урожая для человека. При этом применение устойчивых растений может значительно сократить расходы на ведение сельского хозяйства путем сокращения расходов на химические обработки. Сейчас утверждают, что ГМ-сорта, высеяны на тех площадях, которые сейчас занимают сорта традиционной селекции, обеспечат большие урожаи, в условиях меньшей стоимости сельскохозяйственных работ.

Коснемся некоторых фактов, чтобы проанализировать динамику выхода трансгенных растений на поля. В 1995 году компания "Монсанто" (США) зарегистрировала первый генетически модифицированный сорт картофеля "Новое письмо", имевший высокую устойчивость к колорадского жука. Было получено разрешение на его коммерческое распространение. В 1999 году уже было получено более 120 сортов трансгенных растений, которые выращивались на площади 39,9 млн. га в разных странах мира. В 2002 году площадь сельхозугодий под трансгенными растениями выросла почти до 60 млн. га. Сейчас первое место по выращиванию трансгенных растений занимают США, затем идут Аргентина, Канада, Китай. Значительные площади заняты под трансгенами в Австралии, Португалии, Франции, Румынии, Испании, Болгарии, Мексике и Южной Африке.

Но все же, несмотря на все положительные стороны применения этой технологии, существует и определенный ряд вопросов, которые ставят под сомнение необходимость такого быстрого внедрения трансгенов. Достижением экологии является положение о биосфере как систему тесных взаимосвязей между всеми животными, растительными и другими живыми компонентами. Прогресс человечества всегда пренебрегал интересами устойчивости биосферы ради экономической выгоды человека. Это приводило к значительному обеднению биологического разнообразия и деградации экосистем. Применение ГМ-растений уже вышло в повседневную практику и перестало быть закрытой экспериментальной технологии. Поэтому природа в очередной раз столкнулась с новой человеческой разработкой глазу на глаз. Попробуем выяснить возможные последствия такого столкновения.

Биологические риски, связанные с ГМО

В последнее время, некоторые ученые и экологические организации указывают на опасности употребления продуктов, полученных из генетически модифицированных организмов. Действительно, такие продукты могут при определенных условиях представлять опасность. Так известно, что организм многих людей не воспринимает некоторые вещества, реагируя на них аллергической реакцией. В таком случае перенос гена определенного алергогенного белка, от одного растения к другому может вызвать аллергическую реакцию у человека, не догадывается о такой манипуляции. Например, перенос гена бразильского ореха в сои, выполненный с целью повышения содержания в ней белка, привел к развитию аллергических реакций у людей, не воспринимают белков орехов. Единственный выход в таком случае - маркировка всех продуктов, в которых имел место генетический перенос. Каждый потребитель имеет право быть уверенным в том, что то что он воспринимает как "сою», не окажется "орехом".Другой побочным действием применения ГМ-продуктов может стать усиление устойчивости к антибиотикам природных патогенов человека. Дело в том, что при трансформации определенного организма биотехнолог должно каким-то образом узнать в каких именно из подопытных организмов трансформация оказалась успешной. Обычно для такого отбора применяется ген устойчивости к антибиотику сцепленный с собственно трансформируя геном признака. В случае удачной трансформации, ГМ-организм получает вместе с геном признака и ген устойчивости и поэтому способен выживать на среде с соответствующим антибиотиком. Указанный механизм отбора применяется, как правило, в биотехнологии микроорганизмов. Вместе с тем именно им присущ обмен различными генами, в том числе и генами устойчивости к антибиотикам. Понятно, что в этом случае случайное проникновение таких ГМ-микроорганизмов в природе может передать гены устойчивости человеческим патогенным микроорганизмам, и не только человеческим.

Поэтому здесь мы коснулись главной проблемы контакта ГМ-организмов с окружающей средой. Перенос в геном микроорганизмов несвойственных им в природе генов, автоматически закрывает им доступ в окружающую среду. Ведь учитывая все известные механизмы переноса генов между бактериями, последствий от попадания их в неподготовленную для этого биосферу никто предсказать не может. В настоящее время реальную угрозу генетической устойчивости биосферы могут составлять ГМ-растения, как пока единственные ГМО, уже попавшие в среду (Генетическая модификация животных пока только развивается.). Крайне опасна возможность переноса внесенных человеком в ГМ-растение генов в генофонде природной флоры путем случайного переопыления. Ведь сейчас хорошо известен тот факт, что растения способны переопыляться не только на уровне одного вида, но и на уровне разных родов и даже семейств. Семена во многих случаях дает плодовитых потомков. Понятно, что перенос в природный генофонд, какого-то гена, продукт которого является ядовитым для насекомых, может вызвать гибель не только вредителей но и насекомых, питающихся дикими растениями. Такое положение вызовет расстройство в естественных цепях питания и приведет к распаду целых экосистем. Заметим, что для трансформации, как правило, применяют ген с продуктом которого вредитель или возбудитель болезни в природе никогда не сталкивался. Поэтому при попадании в природный генофонд не только эти организмы, но и родственные им окажутся совсем не готовы к встрече с таким ядом. Очередной раз встанет вопрос: найдет природа выход? Состоится адаптация? В любом случае можно сказать уверенно, что потери будут. Наряду с этим нельзя не коснуться и вопроса о нестабильности генетических вставок во вновь организмов. Генная инженерия сих пор не может считаться точной наукой, ведь нет никакой гарантии, что генетическая вставка, даже нормально работающая, не нарушит естественную взаимодействие определенной зоны генов. Сейчас хорошо известно также, что структура положения генов является подвижной. В условиях, когда функции всех окружающих генов так или иначе будут зависеть от положения вставки и возможности ее движения по геному, проникновение таких нестабильных конструкций в природный генофонд очень опасное.

Сталкиваясь с подобными вопросами биотехнологии, как правило, отвечают, что испытания в лабораториях и опытных участках показали отсутствие таких эффектов. При этом во-первых, можно быть уверенными в том, что испытания проводятся действительно независимыми учреждениями? Ведь в современной фазе развития науки все ведущие научные учреждения, в той или иной степени, является финансово зависимыми от биотехнологических компаний. Во-вторых, если даже получено именно такие результаты, то в таком случае, достаточно долго проводились исследования, чтобы выявить последствия миграции является трансгенов, которые могут проявиться лишь через десятилетие? Обычный ответ биотехнологов - "В любом вопросе от таких последствий не застраховаться, использование ГМ-растений в ближайшем будущем себя покажет". Сейчас испытания ГМ-растений обычно проводятся только в течение относительно коротких промежутков времени и на небольших площадях. Они редко длятся дольше одного сезона. Как заявил профессор Джон Беринджер, председатель Консультативного комитета по выпуску новых организмов Великобритании: "Ничего нового из таких испытаний мы узнать не сможем". А после этого ГМ-растения уже беспрепятственно выходят из лабораторий на поля, покоряя все большие площади на всех пяти континентах.

Почему же так спешат биотехнологи? Неужели кризис глобального голода уже на пороге. Что мешает успокоиться и тщательно все проанализировать в безопасных экспериментальных условиях, или на ограниченной площади опытных полей. Что уж тут поделаешь, если ведущие сельскохозяйственные компании и в первую очередь Соединенных Штатов, стремясь создать для себя новую нишу на мировом рынке, сделали ставку на генетически модифицированные растения. Одна компания "Монсанто" контролирует 90% мировой торговли ГМО. И это в условиях, когда в самой стране не ощущается никакой нехватки в продуктах питания. Законодательная база, разработанная в этой стране, не устанавливает различий между ГМ-растениями и традиционными сортами. Можно только удивляться, как же в таком случае она может заставить производителей ГМО к дополнительным неприбыльных испытаний. Убеждая фермеров в большой пользе от использования ГМ-растений, биотехнологические компании патентуют не только методы генетической трансформации, но и сам их результат - трансгенное растение. Вследствие этого фермеры уже не смогут делать запасы семян на следующий сезон, а вынуждены будут постоянно его покупать. Кроме того, выполняя условия контрактов, фермеры США, вынуждены будут использовать новые семена только с определенным гербицидом той же компании. Последствия такого рабства понятны.

В Европе, куда так активно проталкивают свои разработки американские биотехнологические компании, положение с продовольствием также далеко от критического. Поэтому с какой стати европейцам спешить, и заменять традиционные, проверенные веками технологии на "свежие" разработки, последствия применения которых нельзя предсказать даже на ближайшее будущее. Такой, мнение Европейского сообщества, подтверждена законодательной базой Европейского Союза.

Вполне понятно, что расходы на ведение современного сельского хозяйства сейчас значительные, да сократятся они, если постоянно поддерживать ГМ-сорта. Ведь вполне возможной, является адаптация насекомых или возбудителей заболеваний вирусной и грибной природы, разработанным против них "ГМ-средств". В таком случае биотехнологическая разработка сортов ГМ-растений ничем не будет отличаться от той постоянной борьбы за совершенствование химических препаратов против возбудителей или вредителей, постоянно адаптируются. При этом стоимость борьбы за создание нового ГМ-сорта не обещает быть ниже.

Эпилог

Сейчас мы являемся свидетелями глобального эксперимента над природой и окружающей средой, результаты которого невозможно предсказать. Неадекватные тесты и законодательство такие, что потенциальные негативные последствия распространения ГМО могут быть обнаружены только тогда, когда уже будет поздно.

Учитывая это хотелось бы поблагодарить общественности и тем ученым, которые без оглядки на кратковременные экономические интересы с холодной головой подходят к принятию решений относительно ГМО. Хотелось бы также надеяться, что все ученые-творцы безусловно очень ценных для человечества разработок с большей ответственностью отнесутся к той опасности, которую может представлять недостаточно проверенное и научно обоснованное их использование - использование управляемое чисто финансовыми интересами биотехнологических комапаний. Расплата за такая спешка может быть очень горькой. Помните, что у природы нет своих адвокатов.Защита ее интересов является защитой интересов будущих человеческих поколений.

Читать полностью: http://h.ua/story/190755/#ixzz30n3Bnj3Q

 

Оставить комментарий