Как и все технологии, ГМО имеют свои преимущества и риски, которые необходимо учитывать.
Аббревиатура ГМО относится ко всем организмам, чье генетическое наследие было искусственно изменено человеком с помощью методов генной инженерии. Изменяя их ДНК, фактически можно улучшить некоторые характеристики живых организмов, например, устойчивость растений к пестицидам, засухе или некоторым паразитам.
Продукты могут содержать ингредиенты, полученные из ГМО (например, хлопковое масло, кукурузная мука, соевый соус), или они могут быть непосредственно ГМО, например, початки кукурузы или папайя.
Начиная с 90-х годов прошлого века, с развитием биотехнологий к настоящему времени с помощью этих методов были модифицированы многие организмы как в сельском хозяйстве, так и в медицине.
В сельском хозяйстве, например, производятся модифицированные кукуруза, хлопок и соевые бобы для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и, в некоторых случаях, для сокращения использования пестицидов. США и Китай были одними из первых стран, которые начали продвигать эти культуры. В Азии, в частности, выращивают рис, модифицированный для производства большего количества витамина А, называемый золотым рисом.
В биомедицинской области первыми генетически модифицированными продуктами стали инсулин, полученный из бактерии Escherichia coli, и рекомбинантная вакцина против гепатита В, полученная из ГМ-дрожжей. С тех пор исследования продолжаются, особенно в области вакцин. В биомедицине генная терапия по-прежнему дает важные результаты в борьбе с некоторыми генетическими заболеваниями, и проводятся исследования по ее применению при некоторых формах рака.
Технологии, способные модифицировать ДНК, также применяются для модификации некоторых видов насекомых, в первую очередь комаров, которые являются переносчиками паразита, вызывающего малярию. Одним из последних достижений в данной сфере является метод Crispr, позволяющий модифицировать ДНК с большой точностью, удостоенный Нобелевской премии по химии в 2020 году.
Рассмотрим несколько продуктов и их преимущества, приобретенные в результате генетического “редактирования”.
Яблоки (например, сорта Голден делишес, Гринсливз) – устойчивость к насекомым.
Брокколи – замедленное созревание, поэтому растение дольше остается зеленым.
Канола (сорт рапса) – устойчивость к некоторым гербицидам.
Картофель – устойчивость к фитопаразитарным нематодам и к заболеваниям, более сладкий вкус благодаря блокировке фермента, превращающего сахарозу в крахмал. Кроме того, благодаря изменению генов этой культуры удалось получить картофель фри, который готовится с меньшим количеством жира. Введение гена E. Coli для производства крахмала привело к тому, что в модифицированном картофеле на 30-60% больше крахмала и меньше влаги; в результате он впитывает меньше жира при жарке.
Помидоры – устойчивость к нападению насекомых.
Соя – повышенное содержание метионина; таким образом продукт становится более насыщенным белком и, как следствие, приобретает более высокую пищевую ценность. Этого удалось добиться благодаря вставке и экспрессии гена, полученного из бразильского ореха (Hevea Brazilensis).
Кофе – более выраженный вкус и устойчивость к вредителям; меньшее содержание кофеина.
Капуста, кукуруза, горчица – устойчивость к насекомым-вредителям.
Хлопок – устойчивость к гербицидам.
Также удалось получить подсолнечное масло с высоким процентом мононенасыщенных жирных кислот.
Кукуруза и соевые бобы, две наиболее распространенные ГМ-культуры, в основном используются в качестве корма животных. Так, люди во многих странах потребляют мясо, молоко и яйца от животных, которых кормят ГМ-культурами. Многие переработанные продукты, потребляемые во всем мире, такие как пищевое масло и другие компоненты, содержат генетически модифицированные культуры. Люцерна, тыква и папайя — самые популярные генетически модифицированные продукты в США; в Китае востребованы помидоры, папайя и сладкий перец с измененными генами.
Использование генетически модифицированных культур варьируется в зависимости от страны. Генетически модифицированная кукуруза и соевые бобы экспортируются десятками миллионов тонн из Северной и Южной Америки в другие регионы мира, где не хватает доступных растительных белков для кормов животных.
Растительные масла, специальные крахмалы (часто добавляемые в блюда в качестве начинки и теста) и другие кулинарные продукты содержат генетически модифицированные культуры.
Генетическая модификация ГМО включает мутацию, вставку или удаление определенных генов-мишеней. Вставленные гены обычно происходят от другого вида (трансгенные). То же самое происходит и в природе, когда кусочек экзогенной ДНК (например, вирусной) по какой-то причине проникает через клеточную мембрану в ядро.
Для переноса генов чаще всего используются системы Agrobacterium и биолистика или биобаллистика. Однако сегодня используются различные методы, в том числе слияние протопластов, методология усов, подавление генов, электропорация или микроинъекция и другие.
Трансформация, опосредованная Agrobacterium, была первой системой переноса генов, позволившей получить генетически модифицированное растение в 1983 году, когда ученые сообщили о переносе бактериальных генов на растения и от одного вида растений к другому.
Agrobacterium tumefaciens — это бактерии, патоген растений, обладающие естественной способностью передавать гены растениям, которые они заражают (хозяевам). Эти бактерии проникают в растение через рану, вводят в клетку свой генетический материал, и небольшая его часть интегрируется в геном клетки-хозяина. Перенесенный сегмент ДНК известен как область Т-ДНК (переносная ДНК) и находится на резидентной плазмиде бактерий, называемой Ti (опухолеиндуцирующей) плазмидой.
Вставленная генная конструкция имеет базовый молекулярный состав, который обеспечивает правильную экспрессию вставленного гена в растении-хозяине. Для него конструируется кассета экспрессии, состоящая из промоторной области (способствует тому, сколько белка производить и когда), кодирующей области (информацию для производства белка) и терминаторной области (заканчивается экспрессия или производство белка).
Промоторы и терминаторы представляют собой последовательности генов растений, вирусов или бактерий. Кассету экспрессии встраивают в молекулу ДНК или вектор трансформации. Векторами, наиболее часто используемыми при трансформации бактерий, являются плазмиды, небольшие кольцевые молекулы ДНК, которые естественным образом встречаются у бактерий и размер которых варьируется от 5 до 400 т.п.н., которые находятся за пределами центральной бактериальной хромосомы и перемещаются в цитоплазме. В природе плазмиды содержат гены, которые не являются необходимыми для нормального функционирования бактериальной клетки и могут обмениваться между бактериями одного и того же вида.
В случае трансформации растений необходимо объединить активность как минимум трех генов. Ген, который позволяет отбирать будущие трансгенные растения, ген, который служит для отбора рекомбинантных бактерий, и другой ген, представляющий коммерческий или исследовательский интерес. Затем инсерционная кассета содержит два гена: маркер селекции растений и интересующий ген.
Бактериальную плазмиду с кассетой экспрессии вводят в Agrobacterium, которую приводят в контакт (совместное культивирование) с растительной тканью интересующего растения. После совместного культивирования эксплантаты переносят в среду для регенерации, содержащую антибиотик для остановки роста бактерий и селективный агент. Последний используется для обеспечения регенерации только потенциально трансгенных сеянцев. Проростки, регенерированные в селекционной среде после совместного культивирования, должны быть охарактеризованы на молекулярном уровне. Необходимо продемонстрировать наличие трансгена в геноме растения и то, что он правильно транскрибируется и транслируется. Впоследствии биологические тесты проводятся в теплице и в полевых условиях, чтобы продемонстрировать, что растение проявляет желаемый фенотип.
Трансформация растений методом биолиза или генной пушки — один из методов, разработанных для переноса генов в геномы растений в 80-х годах прошлого 20 века.
Биолистика позволяет ориентировать обнаженные фрагменты ДНК внутрь любой клетки. Поскольку это физический метод, он применим практически ко всем биологическим системам. Плазмида с кассетой для вставки покрывает микроснаряды из золота или вольфрама, которые выстреливают в интересующую растительную ткань. Впоследствии бомбардированные клетки переносят в культуральную среду, где будут отобраны и регенерированы потенциально трансгенные проростки.
Разработка генетически модифицированного растения с момента открытия интересующего гена и желаемой характеристики до его одобрения для различных целей (потребление человеком ил животными) может занять около 13 лет и приблизительно обходится в 136 миллионов долларов.
Их плюсы обусловлены улучшением или полезностью, которую генетически модифицированные организмы привносят в различные области человеческой деятельности.
Выделим основные преимущества:
1. Ускоренный рост продукта.
Зная физиологию организмов, можно обнаружить гены, участвующие в механизмах роста. Это можно использовать для получения более крупных или быстрорастущих животных или растений.
Например, трансгенному лососю требуется вдвое меньше времени, чтобы достичь взрослого размера, чем дикому лососю. Это дает производителям преимущество в плане выхода на рынок за меньшие сроки.
2. Увеличение производства.
Урожайность сельскохозяйственных культур снижается из-за присутствия сорняков, конкурирующих за воду и питательные вещества. Одной из стратегий уничтожения конкурирующих сорняков является модификация растений, представляющих сельскохозяйственный интерес, таких как кукуруза и соевые бобы, чтобы они стали устойчивыми к гербицидам.
3. Защита от сельскохозяйственных болезней.
В некоторых регионах мира посевы подвергаются атакам вирусов, грибков или бактерий, которые уничтожают их, что приводит к большим экономическим потерям. С помощью биоинженерных методов можно создавать продукты питания, способные противостоять атаке этих агентов.
Например, папайя поражается вирусом, уничтожающим растение. Была выведена устойчивая к нему папайя, что позволило восстановить выращивание данного фрукта во многих регионах.
4. Борьба с дефицитом питательных веществ.
Во многих человеческих популяциях наблюдается дефицит питательных веществ, вызывающий заболевания. Обычно это происходит из-за трудностей с доступом к определенным видам продуктов. Пищевые добавки стоят недешево и доступны не всем.
Например, в некоторых районах Азии наблюдается дефицит витамина А, вызывающий проблемы со зрением и детскую смертность. Для решения этой проблемы был разработан рис, который содержит β-каротин - предшественник витамина А. Он известен как золотой рис.
5. Борьба с вредителями в сельском хозяйстве.
Бактерия Bacillus thuringensis производит инсектицид, который обычно используется для защиты сельскохозяйственных культур. Удалось вставить ген этой бактерии в некоторые растения, чтобы растение могло само производить инсектицид.
6. Точность желаемых характеристик.
С момента создания сельского хозяйства люди отбирали для потребления лучшие растения и животных. Благодаря искусственному отбору и гибридизации удалось создать определенные виды, однако это очень растянутый во времени процесс. Например, кукуруза, которую мы знаем сейчас, возникла на протяжении тысячелетий и произошла от растения (теосинте), в котором было всего несколько зерен.
С помощью модификации генов можно указать желаемый эффект, например, производство свиньи с большей мышечной массой или коровы с большей молочной продуктивностью. Этот процесс происходит намного быстрее, чем искусственный отбор или гибридизация, и его легче контролировать.
7. Снижение воздействия сельского хозяйства на окружающую среду.
Использование удобрений, пестицидов, гербицидов и антибиотиков — обычная практика сельскохозяйственной промышленности, которая изменяет окружающую среду. С созданием устойчивых к вредителям и быстрорастущих организмов сокращается использование токсинов и веществ, которые могут изменить баланс экосистем.
8. Снижение содержания вредных для человека токсинов.
Кукуруза, пораженная насекомыми, с большей вероятностью будет заражена грибами, продуцирующими микотоксины. Эти микотоксины вызывают повреждение печени, являются канцерогенными, а беременные женщины, потребляющие кукурузу, загрязненную микотоксинами, подвергаются повышенному риску рождения детей с дефектами.
При введении гена бактерии Bacillus thuringensis в кукурузу уровень микотоксинов в початках снижается.
9. Сохранение биоразнообразия.
С внедрением более продуктивных трансгенных культур необходимость вмешательства в целинные районы снизится. Таким образом, дикая фауна и флора защищены от воздействия преобразования леса для сельскохозяйственного использования.
С другой стороны, при сокращении применения синтетических пестицидов неспецифического действия сохраняется разнообразие насекомых, не поражающих посевы.
Трансгенные продукты представляют некоторые риски и проблемы, если их использование не регулируется должным образом.
1. Биологическая конкуренция с исходными видами.
Один из рисков, связанных с использованием генетически модифицированных организмов, заключается в том, что они развиваются лучше, чем местные виды, создавая конкуренцию за доступные ресурсы. Это может привести к упадку и потенциальному исчезновению исходных видов.
2. Потенциальное негативное воздействие на здоровье человека.
Противники генетически модифицированных продуктов утверждают, что они могут вызвать аллергию или другие проблемы со здоровьем. В этом смысле, чтобы гарантировать, что организм этого типа безопасен для потребления человеком, перед его продажей проводятся различные тесты и анализы.
С другой стороны, контролируемые исследования, проведенные на ГМ-продуктах, показывают, что они склонны вызывать заболевания не более, чем обычные продукты.
3. Утрата биоразнообразия.
Одним из наиболее распространенных рисков является исчезновение местных видов из-за превосходства генетически модифицированных. Эту проблему удалось решить путем создания ГМО, неспособных к размножению.
4. Сложности регулирования и легализации сбыта.
Картахенский протокол по биобезопасности – это соглашение между разными странами, устанавливающее правила ввоза и вывоза живых организмов с модификациями их генома.
Однако каждая страна несет ответственность за принятие законов об использовании генетически модифицированных продуктов питания.
5. Этические последствия.
Генетические манипуляции любого рода всегда вызывали беспокойство. Обеспечение питания человека может стать причиной производства большего количества и лучшего качества генетически модифицированных продуктов.
Но этично ли создавать рыбу, которая светится в темноте, чтобы ее было легче поймать? Поможет ли продовольственной безопасности производство синей декоративной кукурузы без какой-либо дополнительной питательной ценности?
6. Негативное воздействие на дикую природу.
Использование некоторых гербицидов на устойчивых к ним культурах не только уничтожает сорняки, но также может повлиять на дикую природу, например, на полезных насекомых-опылителей.
7. Развитие суперсорняков и супербактерий.
Еще одним потенциальным экологическим риском, связанным с ГМО, является развитие суперсорняков и супербактерий, устойчивых к пестицидам и другим методам борьбы. Это может привести к увеличению использования химикатов, что еще больше нанесет вред окружающей среде. Например, если генетически модифицированная культура будет устойчива к определенному гербициду, фермеры могут использовать этот гербицид чаще, что приведет к развитию устойчивых к гербицидам сорняков. Это, в свою очередь, может привести к использованию еще более мощных гербицидов, что еще больше нанесет ущерб окружающей среде.
На протяжении десятилетий ведутся очень оживленные дебаты относительно вреда генетически модифицированных организмов для здоровья и окружающей среды, в которых научный мир принял участие, предоставив большой объем данных.
Группа ученых проанализировала результаты как минимум 20-летних исследований и подтвердила, что ГМО можно считать столь же безопасными, как и традиционные продукты. Крупнейшее исследование воздействия ГМО, когда-либо проводившееся, датируется 2018 годом и было опубликовано в журнале Scientific Reports. Оно впервые продемонстрировало, что нет никаких доказательств того, что ГМ-кукуруза опасна для здоровья людей и животных, а также для окружающей среды.
В ходе исследования были проанализированы данные о сельскохозяйственных культурах в США, Европе, Южной Америке, Азии, Африке и Австралии, в общей сложности 11 699 данных были извлечены примерно из 6 000 статей, опубликованных с 1996 по 2016 год в аккредитованных научных журналах.
Однако в 2024 году Французское агентство по здоровью и безопасности (ANSES) опубликовало отчет, в котором анализируется предложение Европейской комиссии по дерегулированию ГМО, полученных с помощью новых геномных методов (NGT). Это второе досье, опубликованное агентством за несколько месяцев.
О рисках для здоровья, связанных с новыми ГМО, ясно говорится в результате примерно десяти тематических исследований, проведенных учеными ANSES. Группа работала, среди прочего, над рисом, пшеницей, картофелем, виноградом и помидорами, используя наиболее многообещающий из NGT, а именно CRISPR/Cas.
Ученые отмечают, что некоторые потенциальные риски неоднократно появляются в тематических исследованиях и что к ним относятся последствия, связанные с неожиданными изменениями в составе растения, которые могут привести к проблемам с аллергенностью или токсичностью, а также долгосрочным экологическим рискам, таким как риск потока генов от модифицированных растений к совместимым диким или культивируемым популяциям.
ANSES призывает оценивать новые генетически модифицированные растения в каждом конкретном случае с точки зрения рисков для здоровья и окружающей среды. В частности, опылители могут сильно пострадать в результате передачи инсектицидных свойств от растений NGT к другим растениям. Команда исследователей также призывает провести дополнительные оценки трансгенных ГМО . Необходимо, пишет агентство, измерить токсичные, генотоксические и антипитательные соединения, экспрессируемые модифицированными растениями, определить основные аллергены и оценить долгосрочные кумулятивные эффекты.
Все это рекомендуется не только для потребления человеком, но и для новых ГМО, предназначенных для корма животным.
Согласно отчету, наконец, важно подготовить план мониторинга после любого возможного выхода на рынок, как для воздействия этих новых ГМО на окружающую среду, так и для их социально-экономических последствий.
Многие продукты питания в супермаркетах сегодня произведены из генетически модифицированных ингредиентов. Как потребитель, вы можете избежать ГМ-продуктов несколькими способами.
Обращайте внимание на упаковку и определенные опознавательные знаки:
Штрих-код (PLU-код), который состоит из 5-ти цифр (для товаров из США). Определите, как выращивается продукция, прочитав ее номер на этикетке или наклейке. Четырехзначное число означает, что продукты питания были выращены традиционным способом.
Пятизначное число, начинающееся с цифры 9, означает, что продукция является органической. Пятизначное число, начинающееся с цифры 8, означает, что оно генетически модифицировано.
Надписи «Без ГМО», «Non-GMO» и «Made without genetically modified ingredients». Это значит, что в продуктах может содержаться минимальная доля ГМО — не более 0,9%.
Надписи “100 % organic”, «Organic», «Made with organic ingredients» говорят о том, что в продукте ГМО не содержится в принципе.
Отметим, что если обработанные или упакованные продукты питания просто помечены как «органические», то они могут содержать до 30% генетически модифицированных (ГМ) продуктов.
Индустрия натуральных продуктов, наряду со многими заинтересованными потребителями и другими людьми, уже давно настаивает и поддерживает усилия, требующие обязательной маркировки продуктов, содержащих ГМО. Потребители неоднократно заявляли, что не хотят, чтобы в их продуктах были генетические модификации. Если бы такие продукты были маркированы, их продажи, скорее всего, резко упали бы, что привело бы к их экономическому краху. К сожалению, по разным причинам усилия по обязательной маркировке не увенчались успехом.
Ешьте продукты местного производства. Поскольку большая часть генетически модифицированных продуктов питания производится крупными промышленными предприятиями, вы с большей вероятностью найдете продукты без ГМО, выращенные небольшими местными фермами.
Знайте, какие продукты и их производные, скорее всего, созданы с помощью генной инженерии. В этом списке:
Соевые бобы и соевые продукты, такие как соевый лецитин, соевый белок, изолированная соя, соевая мука и т. д. Соя является наиболее модифицированным продуктом питания и также широко используется в качестве добавки. Если вы потребляете соевые продукты, такие как тофу или соевое молоко, убедитесь, что на маркировке указано, что тофу или соевые бобы являются органическими.
Кукуруза и продукты на ее основе. Кукуруза также является сильно модифицированной пищей (исключением может быть попкорн, большая часть подходящего для него сорта кукурузы выращивается без генной модификации). Лучше всего искать продукты с надписью «100% органический». Производные кукурузы включают кукурузный крахмал, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, модифицированный пищевой/кукурузный крахмал, кукурузное масло и т. д.
Рапсовое масло. Практически все рапсовое масло, производимое в мире (за исключением ЕС), получено из генетически модифицированных культур.
Молочные продукты. Многие молочные фермы дают коровам генетически модифицированный гормон роста rBGH или rBST для увеличения надоев молока. Ищите молочные продукты с маркировкой «без r-BGH/rBST». А еще лучше покупайте органическое молоко и молочные продукты, чтобы избежать ГМО и пестицидов.
Сахарная свекла. На этикетках продуктов, содержащих слово «сахар», может быть указан либо тростниковый сахар, либо сахарная свекла. Поэтому, чтобы избегать свекольного сахара, ищите продукты с ингредиентами, на которых написано: «испаренный тростниковый сахар», «органический сахар» или «тростниковый сахар».
Аспартам. Помимо того, что он является неестественным и вредным для здоровья искусственным подсластителем, он сделан с применением ГМО. Аспартам содержится в таких продуктах, как «Equal», «NutraSweet», жевательной резинке без сахара, а также диетических газированных напитках и напитках.
Кроме того, эксперты рекомендуют выбирать “неидеальные” с виду овощи и фрукты, которые не одинакового размера и не выглядят откалиброванными. В этом случае больше шансов, что они не претерпевали генетических модификаций.
Технология ГМО может произвести революцию в медицине, создав новые методы лечения и лекарства. Например, генетически модифицированные вирусы изучаются как потенциальное средство лечения рака.
Ученые рассматривают использование генетически модифицированных вирусов для обнаружения и уничтожения раковых клеток. Модифицируя вирусы для воздействия на определенные опухолевые клетки, они потенциально могут быть использованы в качестве более эффективного и целенаправленного лечения рака.
Аденовирусы были генетически модифицированы, чтобы служить векторами для генной терапии, например, для лечения генетических заболеваний или некоторых типов рака.
Генетически модифицированные организмы имеют свои преимущества и недостатки.
Они могут ускорить рост растений, увеличить объемы производства, защитить от болезней и вредителей, снизить воздействие сельского хозяйства на окружающую среду и сохранить биоразнообразие.
Однако существуют риски биологической конкуренции, негативного воздействия на здоровье, утраты биоразнообразия. Среди минусов также негативное воздействие на дикую природу и окружающую среду.
Latifah A, Fadhli H, Roosfa H, Mus CS, Nurina A, Zinatul ZA, et al. Risks and benefits of genetically modified foods. Afr J Biotechnol. 2011;
Linkiewicz A, Wiśniewska I, Sowa S. Molekularne metody wykrywania i identyfikacji organizmów genetycznie zmodyfikowanych (GMO). Biotechnologia. 2006; 3(74): 44–52.
Lemaux P. Genetically engineered plants and foods: A scientist’s analysis of the issue (part 1). Annu Rev Plant Biol. 2008; 59: 771–812.
Qaim M. The economics of genetically modified crops. Annu Rev Resour Econ. 2009;
Ochocki Z, Stańczak A. Organizmy genetycznie zmodyfikowane – żywność i leki przyszłości? Część I i II. Farm Pol. 2005;
Maghari BM, Ardekani AM. Genetically modified foods and social concerns. Avicenna J Med Biotech. 2011;
Hug K. Genetically modified organisms: Do the benefits outweigh the risks? Medicina (Kaunas). 2008.
Wrześniewska-Wal I. Prawne aspekty wprowadzania do obrotu żywności genetycznie zmodyfikowanej. Post Nauk Med. 2009; 4: 310–315.
Средняя продолжительность жизни мужчин в России сегодня – 67 лет. Это почти на 10 лет меньше, чем у женщин, и не намного больше среднего возраста выхода на пенсию. Почему мужчины живут меньше и можно ли на это повлиять?
Дефицит железа является серьезной и распространенной проблемой, так как этот элемент задействован во многих процессах организма. Это состояние встречается у 10-17% взрослого населения планеты и примерно у 50% беременных женщин. Нехватка железа может привести к анемии, слабости, утомляемости, плохому обмену веществ и другим проблемам со здоровьем, поэтому очень важно его своевременно скорректировать.
Пользу сна для человеческого организма сложно переоценить. Важную роль при этом играет поза спящего. Какая из них считается оптимальной для отдыха и здоровья?
Состояние нашего здоровья напрямую зависит от пищи, которую мы едим. И очень часто в погоне за бесчисленным множеством дел мы забываем порадовать наш организм правильным завтраком. А потом сталкиваемся с последствиями несбалансированного питания от ухудшения самочувствия до ожирения.
Каким должно быть утреннее меню, чтобы сохранить здоровье, бодрость и стройность? Давайте разберемся.