Генетически модифицированные организмы и генетически модифицированные продукты
Министерство здравоохранения Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гомельский государственный медицинский университет»
Кафедра общей гигиены, экологии и радиационной медицины
Реферат
«Генетически модифицированные организмы и генетически модифицированные продукты»
Подготовил
студент группы Л-234
Шкуратов Дмитрий
Содержание
1.Понятие
2.Исследования безопасности ГМО
.Экологическая безопасность
.Генетически модифицированные продукты
Список литературы
1. Понятие
Генетически модифицированный организм (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
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) рассматривает использование методов генетической инженерии для создания трансгенных сортов растений либо других организмов как неотъемлемую часть сельскохозяйственной биотехнологии. Прямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, является естественным развитием работ по селекции животных и растений, расширивших возможности селекционеров в части управляемости процесса создания новых сортов и расширения его возможностей, в частности, передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами.
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 нынешней численности 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.
В медицине и фармацевтической промышленности
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. В настоящее время фармацевтическая промышленность выпускает большое количество лекарственных средств на основе рекомбинантных белков человека: такие белки производят генетически модифицированные микроорганизмы, либо генетически модифицированные клеточные линии животных. Генетическая модификация в данном случае заключается в том, что в клетку интродуцируется ген белка человека (например, ген инсулина, ген интерферона, ген бета-фоллитропина). Эта технология позволяет выделять белки не из донорской крови, а из ГМ-организмов, что снижает риск инфицирования препаратов и повышает чистоту выделенных белков. 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.
Бурно развивается новая отрасль медицины- генотерапия. В её основе лежат принципы сходные с использующимися при создании ГМО, но в качестве объекта модификации выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия- один из главных методов лечения некоторых заболеваний. Так, уже в 1999 году каждый четвёртый ребёнок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. Генотерапию, кроме использования в лечении, предлагают также использовать для замедления процессов старения
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, некоторые компании устанавливают ограничения на использование продаваемых ими генетически модифицированных семян, запрещая высеивание самостоятельно полученных семян. Для этого используются юридические ограничения типа контрактов, патентов или лицензирования семян. Также для подобных ограничений одно время прорабатывались технологии ограничительные технологии, которые так и не использовались в коммерчески доступных ГМ-линиях. Технологии GURT либо делают стерильным выращенные семена (V-GURT), либо требуют особых химических веществ для проявления внесенного с помощью модификации свойства (T-GURT). При этом стоит отметить, что в сельском хозяйстве широко применяются гибриды F1, которые, как и ГМО-сорта, требуют ежегодной закупки семенного материала.
С 1996 года, когда началось выращивание ГМ-растений, площади, занятые ГМ-культурами выросли до 175млн гектаров в 2013 году (более 11% от всех мировых посевных площадей). Такие растения выращиваются в 27 странах, особенно широко- в США, Бразилии, Аргентине, Канаде, Индии, Китае, при этом начиная с 2012 года производство ГМ-сортов развивающимися странами, превысило производство в промышленно развитых государствах. Из 18 миллионов фермерских хозяйств, выращивающих ГМ-культуры, более 90% приходится на малые хозяйства в развивающихся странах.
На 2013 год, в 36 странах, регулирующих использование ГМ-культур, было выдано 2 833 разрешений на использование таких культур, из них 1 322- для употребления в пишу, и 918- на корм скоту. Всего на рынок допущено 27 ГМ-культур (336 сортов), основными культурами являются: соя, кукуруза, хлопок, канола, картофель. Из применяемых ГМ-культур подавляющее большинство площадей занимают культуры, устойчивые к гербицидам и насекомым (часто к обеим сразу).
. Исследования безопасности ГМО
Оппоненты ускоренного внедрения ГМО утверждают, что отрицательные эффекты на здоровье человека могут проявиться не сразу и иметь необратимый характер. Однако, как отмечают ученые, миллионы людей во всем мире употребляют ГМ-продукты уже более 15 лет и никаких побочных эффектов этого до сих пор не известно.
Влияние продуктов питания, содержащих ГМО, на другие организмы неоднократно становилось объектом исследования как в лабораториях компаний, производящих ГМО (Монсанто и др.), так и независимых исследователей.
Подавляющее большинство исследований подтвердило безопасность ГМО. 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 проведенных 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
Все трансгенные сорта растений перед выходом на рынок проходят тщательную проверку на безопасность для человека и окружающей среды. Это приводит к тому, что стоимость разработки и вывода на рынок нового трансгенного растения-продукта чрезвычайно высока (от 50 до 200 млн долларов). Ряд исследователей отмечают парадоксальность сложившейся ситуации, когда генетически модифицированные сорта проходят многоступенчатую всестороннюю проверку безопасности, а сорта, полученные с помощью селекции, не проверяются никак[7]. Тем не менее, основной аргумент противников ГМ-организмов заключается в том, что прошло ещё недостаточно времени для того, чтобы можно было сделать окончательные выводы об их безопасности, и не исключено, что негативные последствия скажутся на будущих поколениях. Между тем, на модельных организмах с быстрой сменой поколений (мыши, крысы) отдалённых негативных генетических последствий не выявлено.
Продолжительный опыт использования организмов, полученных с помощью биотехнологии
Спорные исследования
В незначительной части исследований, в том числе и из России, утверждается, что употребление в пищу ГМО имеет негативные последствия. Эти исследования получили широкий общественный резонанс и были подвергнуты серьезной критике независимыми учёными в связи с наличием в них методологических, статистических и других ошибок.
Так, общественный резонанс и дискуссии вызвали опыты д.б.н. Ирины Ермаковой, сотрудника Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, которая ещё до начала самостоятельных опытов с ГМО выступала с публичными призывами к «остановке трансгенизации страны». В ходе опытов, по утверждению автора, у подопытных животных, употреблявших ГМ-корм, наблюдался ряд патологических изменений. Научное сообщество подвергло критике работы Ермаковой за нарушения в организации эксперимента и некорректную обработку полученных данных. Результаты Ермаковой не подтвердились в независимых экспериментах.
В августе 1998 года британский специалист по белкам Арпад Пустай, проводивший исследование токсичности картофеля с геном лектина подснежника, встроенного для устойчивости к вредителям, выступил на телевидении с заявлением о том, что у крыс, питавшихся картофелем, наблюдались отклонения в росте, нарушения функции органов и подавление иммунной системы, и сделал вывод об опасности трансгенной пищи. Заявление вызвало большой резонанс и подверглось сильной критике за неподобающую подготовку и выполнение опытов, статистическую недостоверность и недостаток необходимого наблюдения. Институт Роуэтта, в котором работал Арпад, отказался продлевать его ежегодный контракт и запретил публичные выступления. В октябре 1999 года на публикацию статьи Арпада решился британский журнал The Lancet. В ней уже не содержалось громких заявлений, а говорилось, что длительное кормление крыс трансгенным картофелем вызывает изменения в слизистой пищеварительного тракта. В ноябре того же года журнал опубликовал критические рецензии на статью, в которых указывалось, что результаты опытов недостоверны, поскольку рацион обеих групп крыс, кормившихся трансгенным и обычным картофелем, не был одинаков по количеству белка в нём, а изменения в слизистой могли быть вызваны переходом на нетипичный для крыс рацион, так как замеров подобных изменений у контрольной группы не проводилось.
В 2007, 2009 и 2011 годах Жак-Эрик Сералини опубликовал статьи, в которых описывались систематические патологические изменения функций печени и почек у мышей, питавшихся тремя исследовавшимися сортами генетически модифицированной кукурузы в течение девяноста дней.. Данные, полученные Сералини, были проверены Европейским агентством по безопасности продуктов питания (EFSA), специалисты которого пришли к выводу, что в действительности небольшие различия между экспериментальными и контрольными группами находились в пределах нормы, а также что статистические методы, применявшиеся в работах Сералини, использовались некорректно. Выводы сделанные специалистами EFSA были поддержаны Организацией пищевых стандартов Австралии и Новой Зеландии и французским Высшим советом по биотехнологиям. Развернутая критика работ Сералини была опубликована также компанией Monsanto.
В 2012 году Сералини опубликовал в журнале «Food and Chemical Toxicology» статью, в которой приводились результаты исследований долгосрочного влияния питания ГМ-кукурузой, устойчивой к раундапу, на крыс. В статье утверждалось, что крысы, которые питались ГМ-кукурузой, чаще были подвержены заболеванию раком. Публикация вызвала очень серьезную критику. Перед публикацией Сералини созвал пресс-конференцию, при этом журналисты получали доступ только при условии подписания соглашения о конфиденциальности и не могли включить отзывы других ученых в свои статьи. Это вызвало резкую критику как со стороны ученых, так и со стороны журналистов, поскольку исключало возможность критических комментариев в журналистских публикациях, сообщавших об этом исследовании. Критиковались также и методы исследований. Специалисты отмечали, что крысы линии Спраг Доули не подходят для подобных длительных исследований, поскольку даже в норме имеют почти 80-процентную заболеваемость раком. Серьезные вопросы также вызвали методы статистической обработки результатов и отсутствие данных о количестве пищи, которой кормили крыс, и их темпов роста. Также специалистами было отмечено отсутствие зависимости доза-эффект и не определенные механизмы развитияопухолей. Шесть французских национальных академий наук выпустили совместное заявление, критикующее исследование и журнал, опубликовавший его. Журнал «Food and Chemical Toxicology» опубликовал 17 писем от ученых, которые критиковали работу Сералини. Результатом критики стало то, что в ноябре 2013 года журнал отозвал публикацию статьи Сералини.
Потенциальная опасность продуктов традиционного сельского хозяйства
Традиционное сельское хозяйство немыслимо без использования минеральных удобрений, инсектицидов, фунгицидов и др. Многие из этих средств официально признаны вредными и опасными, но продолжают использоваться в развивающихся странах. Такие средства, как, например, ДДТ, нанесли огромный вред биосфере и здоровью людей.
Создание генетически модифицированных растений, малотребовательных к условиям среды и невосприимчивых к вредителям - альтернативный способ повышения продуктивности сельского хозяйства, позволяющий существенно снизить использование вредных химикатов.
3. Экологическая безопасность
Распространённость горизонтального переноса генов в природе
Ti плазмида A. tumefaciens- природное средство модификации генома
В природе широко распространён горизонтальный перенос генов, в ходе которого виды естественным образом обмениваются генетическим материалом (иногда значительными фрагментами геномов).
Кроме этого, существуют паразитические организмы (например, Agrobacterium tumefaciens), целенаправленно модифицирующие геном своих хозяев.
Таким образом, генная модификация организмов не является чем-нибудь «противоестественным», масштабы деятельности человека в этом направлении ничтожны по сравнению с аналогичными процессами, происходящими в природе. Сторонники данной точки зрения отмечают, что «никто не беспокоится о том, что пшеница, которую для повышения продуктивности мы отбирали столетия, вдруг смешается с дикими формами, или что породы молочных коров, дающие в 20 раз больше молока, размножатся и 'испортят' диких коров».
Некоторые исследователи (Э. Уилсон) говорят о том, что использование генетически модифицированных организмов существенно улучшит экологическую ситуацию и поможет решить проблему уменьшения биологического разнообразия (через повышение эффективности использования уже освоенных территорий, отказ от пестицидов и т.п.).
Вытеснение естественных видов и распространение гибридов с ГМО
Поскольку генетическая модификация организмов зачастую направлена на повышение жизнеспособности растений в определённых условиях, существует мнение, что одичавшие генетически модифицированные организмы могут вытеснить дикие популяции соответствующих видов в их естественных экологических нишах, то есть выступать в роли инвазивных видов. В то время как большинство признаков ГМО дают преимущество только в условиях искусственных экосистем, в которых они культивируются (например, устойчивость к гербицидам у растений), другие признаки (например, устойчивость к насекомым-вредителям) могут давать генетически модифицированным растениям преимущество в диких условиях.
Также, помимо распространения самих ГМО, они могут образовывать гибриды с дикими организмами и представителями близкородственных видов, распространяя введённые гены в дикой популяции. Кроме того, перенос генов между различными видами может происходить в результате переноса бактериями или вирусами.
Подобной точки зрения придерживается, в частности, международная экологическая организация «Гринпис».
В результате исследования дикорастущего рапса, проведенного в сельской местности штата Северная Дакота летом 2010 года сотрудниками Университета штата Арканзас, было установлено, что 80% обследованных растений имеют трансгенные признаки устойчивости к гербициду Roundup или Liberty, причем из 406 обследованных растений два содержали сразу оба гена, что свидетельствует об их появлении в результате перекрёстного опыления с генно-модифицированным рапсом (канолой
4. Генетически модифицированные продукты
Теперь можно перейти к непосредственному рассмотрению понятия генетически модифицированных продуктов. Для начала немного истории.
К 60-м гг. 20 в. медицинская наука достигла больших успехов в борьбе с болезнями и смертностью. Были побеждены чума, холера и другие опасные вирусные заболевания, которые в предыдущие столетия истребляли до трети населения Европы. Эти успехи повлекли за собой скачкообразный рост населения на земном шаре. В то же время это привело к катастрофической нехватке воды и пищи в развивающихся странах. Но могло затронуть и развитые в экономическом отношении страны. Возникла новая угроза человечеству - голод. Однако к тому времени генная инженерия получила достаточное развитие, чтобы направить свой научный потенциал на решение возникшей проблемы. Учеными многих стран было решено заняться развитием вышеупомянутой биотехнологии, чтобы с ее помощью создавать и производить в больших количествах продукты с измененной генной структурой, которые бы обладали важными для человека свойствами. Например, для сельскохозяйственной продукции это - повышение урожайности по сравнению с аналогичным не модифицированным на генном уровне злаком, овощем или фруктом. В сфере торговли - это увеличение срока хранения и реализации продукта за счет частичного изменения его генотипа.
Эти идеи в свое время были приняты научной общественностью с воодушевлением и ликованием. На них возлагались большие надежды на избавление человечества от угрозы голода. Ученые считали достижения биотехнологии едва ли не панацеей от надвигающейся проблемы. Но тогда никто не знал последствий применения генно-модифицированнных продуктов. И действительно, все ли так хорошо при использовании данных продуктов питания человеком в процессе его жизнедеятельности.
Тема трансгенных продуктов, поднятая Гринпис, стала действительно актуальной. С одной стороны, точные анализы показывают, что до 40% наших продуктов питания, которые продаются в магазинах, содержат генетически модифицированные вещества. Эти вещества нелегально поставляются из Америки - в основном соя, кукуруза, и так далее. Проблема в том, что в России нет ни одной сертифицированной лаборатории, которая могла бы проверить соответствие официальным требованиям, которые предъявляются у нас к импортным продуктам питания. Уже больше года, что ни в одном продукте питания в России не должно быть больше 5% генетически модифицированных веществ. Когда неофициально делали такие проверки, оказывалось, что в Санкт-Петербурге, например, примерно в 40% продуктов содержание генетически модифицированных организмов превышает норму. Такое ощущение, что Россию используют крупные западные компании как нелегальный полигон для проверки вот таких опасных продуктов питания.
Процесс создания генетически модифицированных организмов идет непрерывно, постоянно появляются какие-то новые сорта, которые нужно проверять. Какую-то проверку делают в Америке. Европа держится очень твердо - в любом пищевом продукте не должно содержаться больше, чем 0,9% генетически модифицированных веществ. Более того, принято решение Европейской комиссией, что в продуктах детского питания не должно содержаться никаких генетически модифицированных продуктов - ноль. Для того чтобы товар получил одобрение и в Америке, и других странах, которые разрешают генетически модифицированные продукты, нужно провести очень широкие эксперименты. Такие эксперименты выгоднее провести в какой-то бедной стране. Это дешевле и так далее. В прошлом западные компании у нас нелегально сбывали пестициды. То же самое сейчас происходит с генетически модифицированными продуктами. Первые проверки особо опасных веществ, видимо, делаются у нас в России, на Кавказе, в Армении, в Азербайджане, в Грузии и так далее.
Генетически измененные продукты вызывают не только различного рода раковые заболевания. Нарушается иммунитет. Нарушенный иммунитет это значит, можно заболеть чем угодно, хоть гриппом, а если б Вы не ели эти продукты, вы бы гриппом не заболели. Трансгенные продукты способствуют появлению аллергии, и это в экспериментах доказано. Сейчас происходит увеличение числа заболевших аллергией в России. Если раньше 10-12 лет назад, в спектре заболеваний аллергии там было около 10-12% всего населения, 15% максимум, то теперь до 25-30%. То же самое произошло и происходит в Америке, и в еще больших масштабах, чем у нас. Там как раз генетически модифицированные продукты очень широко распространены. Но и в Америке, в отличие от нас, очень много денег тратится на медицину. Мы-то заболеваем, а они травят себя и очень здорово лечат, а мы травим себя, но не лечим. Недавно был проведен эксперимент, когда несколько месяцев кормили крыс генетически модифицированным картофелем. У них произошло изменение в кишечнике, у них произошли необратимые изменения в желудке, у них стал меньше мозг, и много чего другого.
Генетически измененные компоненты используются сейчас практически во всех колбасах, колбасных изделиях в широком смысле слова, где очень много сои, - говорит А. Яблоков. - Кукурузные каши, кукуруза и так далее. Потому что генетически изменённые продукты сейчас это чаще всего соя и кукуруза. Одно время у нас все рынки были завалены картошкой, которую не ел колорадский жук. Колорадский жук её совершенно правильно не ел, и нам этот генетически изменённый картофель тоже не надо было есть.
По закону на упаковке должно быть написано, что в данном продукте используется генетически измененный компонент. На самом деле этого не пишут. Чтобы уберечься от покупки генетически модифицированных продуктов, надо избегать покупать соевые продукты, продукты с кукурузой, картофельные хлопья, чипсы - это практический совет.
На вопрос может ли человек сам, купив подозрительный продукт отнести его в лабораторию на проверку, Яблоков отвечает следующее: Пока это невозможно. Пока это можно сделать только, если вы пойдете в какой-нибудь крупный научный институт. То, что я вам говорил про Санкт-Петербург, это Институт цитологии, который был инициатором проверки продуктов, проведенной неофициально. Я думаю, что это ничего не будет стоить, но главное - найти такой институт. Наверное, крупные биохимические лаборатории в университетах могли бы этим заняться, может быть, даже на коммерческой основе.
Вот еще один пример глобального проникновения небезопасных трансгенных продуктов на мировой рынок питания.
Новый посол США в Ватикане предложил Папе Римскому накормить голодающих генетически модифицированными продуктами.
На церемонии вручения верительных грамот, новый посол США в Ватикане Френсис Руни призвал Бенедикта XVI заступиться за генетически модифицированные продукты, заявив, что они могут быть использованы для того, чтобы бороться с голодом во всем мире.
"Для сложной проблемы мирового голода нет единого решения, но нельзя позволить иррациональным страхам помешать нам исследовать технологии, могущие стать частью этого решения", - заявил Руни.
Он пояснил, что новейшие научные достижения могут помочь людям даже в самых сложных природных условиях производить достаточно пищи для того, чтобы прокормиться. "Мы надеемся, что Святейший престол поможет миру осознать моральную необходимость изучения этих технологий", - заявил Руни.
Журналисты отмечают, что США уже в течение нескольких лет пытаются предложить свои генетически модифицированные продукты для борьбы с нехваткой пищи в беднейших регионах мира, однако до сих пор они встречали настороженный прием.
Противники новой технологии отмечают, что для борьбы с мировым голодом вполне хватит имеющихся запасов пищи, необходимо лишь достаточная политическая воля. Что же касается генетически модифицированных продуктов, то возможная опасность их употребления перевешивает возможную пользу от них.
генетический модифицированный экология здоровье
Список литературы
2. 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