Користувацький вхід

Генетично Модифіковані Організми (ГМО)

Зареєструйтесь,
щоб мати можливість переглядати всі сторінки та файли,
публікувати власні матеріали, отримувати сертифікати.

...

0

Тема: « Генетично Модифіковані Організми (ГМО) »

Генети́чно модифіко́вані органі́зми — ГМО (англ. Genetically modified organisms, GMOs) — Генетично модифікованими називають організми, генетичний матеріал яких був змінений шляхом, що не відбувається в природних умовах, на відміну від схрещування або природної рекомбінації. Відповідне формулювання затверджене в статті 2 Директиви 2001/18/ЄС Європейського парламенту та Ради від 12 березня 2001 року про вивільнення у навколишнє середовище генетично модифікованих організмів.

Методи отримання ГМО
Отримують генетично модифіковані організми за допомогою методів генетичної інженерії.
(Ге́нна інженері́я — це біотехнологічний прийом, спрямований на конструювання рекомбінантних молекул ДНК на основі ДНК, взятої з різних джерел.
Методи: Генна інженерія ґрунтується на молекулярній біології, яка дає можливість вносити зміни в молекулярну взаємодію основних біологічних молекул у клітині й поза нею.
Біологи оволоділи методами, які дають можливість маніпулювати біологічними молекулами, досліджувати і змінювати їхню структуру. За рахунок змін в основних біологічних молекулах ДНК є можливість створювати варіанти живих систем, які не виникають в результаті природної еволюції.
Технології одержання рекомбінантних молекул ДНК і клонування (розмноження) генів передували методи, за допомогою яких молекулу ДНК розщеплюють на фрагменти, модифікують і знову реконструюють в одне ціле. При цьому мають багато копій цієї молекули. Потім, використовуючи цю рекомбінантну молекулу, можна синтезувати молекули РНК і одержати білок з певними якостями і властивостями.)

Наприклад, переносом в геном створеної поза організмом рекомбінантної ДНК, що містить нові, або змінені гени. Деякі процедури штучного злиття клітин також можуть вважатись генетичною модифікацією. Технологія дозволяє переносити гени між видами, надаючи організмові нових властивостей. Її застосовують як у науково-дослідних цілях так і в господарських з метою отримання організмів із якостями, які важко або неможливо отримати методами класичної селекції. Генетична модифікація в цьому випадку носить цілеспрямований характер, на відміну від випадкового, який притаманний для природного та штучного мутагенезу.

Генна інженерія i сільське господарство
На сьогоднішній день генетична інженерія сільськогосподарських рослин розвивається переважно в руслі класичної селекції. Основні зусилля вчених зосереджені на захисті рослин від несприятливих (біотичних та абіотичних) факторів, покращенні якості та зменшенні втрат при зберіганні продукції рослинництва. Зокрема, це підвищення стійкості проти хвороб, шкідників, заморозків, солонцюватості ґрунту тощо, видалення небажаних компонентів із рослинних олій, зміна властивостей білка і крохмалю в пшеничному борошні, покращення лежкості та смакових якостей овочів та ін. Порівняно з традиційною селекцією, основними інструментами якої є схрещування і відбір, генна інженерія дає можливість використання принципово нових генів, які визначають агрономічно важливі ознаки, і нових молекулярно-генетичних методів моніторингу трансгенів (молекулярні маркери генів), що в багато разів прискорюють процес створення трансгенних рослин. Селекціонерів приваблює можливість цілеспрямованого генетичного “ремонту” рослин. Важливим направленням є створення генетично модифікованих рослин (ГМР) з ознакою чоловічої стерильності. Крім того, завдяки генетичній модифікації рослини можуть виконувати не властиву їм раніше функцію. Прикладом є коренеплоди цукрових буряків, які накопичують замість сахарози низькомолекулярні фруктами, банани, які використовують як їстівну вакцину. Завдяки введенню генів бактерій вищі рослини набувають властивості руйнувати чужорідні органічні сполуки (ксенобіотики), що забруднюють оточуюче середовище. Вирощування ГМР, стійких до широкого спектру хвороб та комах-шкідників, може суттєво знизити, а в подальшому звести до мінімуму пестицидне навантаження на оточуюче середовище.
Генетично модифіковані рослини в Україні
Зростання площ під трансгенними культурами в розвинених країнах йде значно інтенсивніше порівняно з країнами, що розвиваються. Нині в Україні випробовуються трансгенні сорти кукурудзи, цукрових буряків і ріпаку, стійкі проти гербіцидів; кукурудзи, стійкої проти кукурудзяного метелика, а також картоплі, стійкої проти колорадського жука. Створено систему органів, які з залученням спеціалістів (генетиків, селекціонерів, генних інженерів, екологів, медиків, токсикологів) оцінюють трансгенні сорти для визначення потенційного впливу на людину, тварин і навколишнє середовище. Лише після таких експертиз сорт допускається до випробування з дотриманням усіх відповідних вимог, прийнятих у Європейському Союзі.

При розгляді проблеми можливого впливу трансгенних рослин на оточуюче середовище обговорюються в основному такі основні аспекти:
• сконструйовані гени будуть передані з пилком близькородинним диким видам, і їхнє гібридне потомство набуде властивості підвищеної насіннєвої продуктивності та здатність конкурувати з іншими рослинами;
• трансгенні сільськогосподарські рослини стануть бур’янами і витіснять рослини, які ростуть поряд;
• трансгенні рослини стануть прямою загрозою для людини, домашніх та диких тварин (наприклад через їхню токсичність або алергенність).
Ще одним важливим аспектом є отримання трансгенних рослин з кращою здатністю використовувати мінеральні речовини, що, крім посилення їхнього росту, буде перешкоджати змиву таких сполук у ґрунтові води та потраплянню в джерела водопостачання.
Гарантією проти небажаних наслідків генетичної модифікації рослин є законодавче регулювання поширення ГМР та розробка пов’язаних із цим методів оцінки екологічного ризику. Крім того, значна уваги приділяється достатній інформованості агрономів, селекціонерів, насіннєводів, потенційних покупців щодо особливостей продуктів із генетично модифікованих рослин. В Україні та ряді інших країн прийняті закони, які попереджують несанкціоноване розповсюдження трансгенного насіннєвого матеріалу, що забезпечує моніторинг у посівах, а також маркування харчових товарів, виготовлених із продуктів ГМР або з їх додаванням.

Генетично модифікована їжа

Генетично модифікована їжа — це продукти харчування, отримані з генетично модифікованих організімів, рослин, тварин і мікроорганізмів. Згідно з українським законодавством, продукти, що отримані за допомогою генетично-модифікованих організмів, також вважаються генетично модифікованими. Генетично модифіковані організми набувають певних якостей завдяки переносу в геном окремих генів теоретично з будь-якого організму (у випадку трансгенезу) або з геному споріднених видів (цисгенез).

Мета генетичного модифікування
Генетична модифікація може надавати рослині і харчовому продукту, що виробляється з неї, цілий ряд певних ознак. Переважна кількість генно-модифікованих організмів, що культивуються, несуть стійкості до збудників хвороб (вірусів та грибів), комах-шкідників або до гербіцидів. Це значно полегшує культивування, а також зменшує витрати на обробку ядохімікатами.
Стійкість до гербіцидів
Більшість гербіцидів діють вибірково проти небажаних видів рослин. Крім цього існують гербіциди широкого спектру дії, які впливають на обмін речовин майже всіх видів рослин, як наприклад гліфосат, глюфозінат амонію або імідазолін. Завдяки переносу гену 5-енолпірувілшікімат-3-фосфат синтази (ЕПШФС) з ґрунтової бактерії Agrobacterium tumefaciens в геном рослини, вдалось надати ознаки стійскості до гліфосату (Раундап — комерційна назва виробника Монсанто).
Переніс гену фосфінотріцин ацетил трансферази (pat-gene) з бактерії Streptomyces viridochromogenes, забезпечив трансгенним рослинам стійкість до гербіциду глюфозінат амонію (Ліберті — комерційна назва виробника Баєр).
В 2008 році вирощування трансгенних рослин зі стійкістю до гербіцидів займало перше місце в загальній кількості вирощуваних трансгенних рослин загалом і складало 63% або 79 млн з 125 млн гектарів, засіяних трансгенними рослинами у світі. Підраховано, що тільки вирощування трансгенної сої зі стійкістю до гербіцидів з 1996 по 2007 роки призвело до кумулятивного зменшення використання загальної кількості гербіцидів на 73 тисячі тон (4.6%) [1]. В 2009 році стійкі до гербіцидів рослин потіснили сорти, стійкі до комах-шкідників та ті, які несуть одразу дві або три вбудовані ознаки [2].
Стійкість до комах
Бактеріальний Bt-токсин здавна застосовувався в сільському господарстві як ефективний інсектицид. В органічному землеробстві поширене застосування бактеріальної суспензії Bacillus thuringiensis для боротьби з комахами-шкідниками. Перенесений в геном рослини бактеріальний ген cry Bt-токсину надає рослині стійкості проти ряду комах-шкідників. Напоширеніші рослини, в які вбудовують ген Bt-токсину — кукурудза (лінія MON810 виробництва Монсанто) та бавовник, який розроблений і впроваджений Монсанто в 1996 році. Була спроба перенести ген Bt-токсину в картоплю з метою боротьби проти колорадського жука, але захід виявився неефективним, оскільки трансгенна картопля виявилась вразлива до попелиці Aphidius nigripes . Переваги трансгенних рослин в тому, що цільове впровадження інсектициду в рослину захищає нешкідливі і корисні комахи від тотального винищення внаслідок обробки полів. Недоліки полягають в тому, що інсектицид присутній в рослині перманентно, що унеможивлює його дозування. Крім того, в трансгенних сортах першого покоління ген експресується під конститутивним промотором, тому продукт його гена присутній в усіх частинах рослини, навіть тих, які комахами не вражаються. Для уникнення цієї проблеми розробляються генетичні конструкції під контролем специфічного промотору У 2009 році трансгенні Bt-рослини були найпоширенішими за кількістю культивованих трансгенних рослин.
Стійкість до вірусів
Віруси викликають цілий ряд захворювань рослин і їхнє розповсюдження важко контролювати, засобів хімічної боротьби також не існує. Найефективнішими засобами боротьби вважається сівозміна та селекція стійких сортів. Генетична інженерія розглядається як перспективна технологія в розробці стійких видів рослин. Найпоширеніша стратегія — косупресія, тобто переніс в рослину гену вірусу, що кодує білок його оболонки. Рослина продукує вірусний білок до того, як вірус в неї проникне і це сповіщає їй сигнал про вірусну інвазію, включаються захисні механізми, які блокують розмноження вірусу, якщо він проникає в рослину.
Вперше цю стратегію застосували для порятунку папайної індустрії на Гаваях від вірусу кільцьової папайної плямистості. Вперше вірус було ідентифіковано в 1940 році, а в 1994 він швидко розповсюдився, в результаті чого індустрія опинилась перед загрозою повного знищення. У 1990 році почались інтенсивні роботи з трансформації папайї, які в 1991 році увінчались успіхом. Перші плоди комерціалізованого сорту папайї 'Rainbow' були зібрані в 1999 році.
Стійкість до грибів
Гриб Phytophthora infestans належить до класу рослинних паразитів, що спричиняє фітофтороз, який завдає значних збитків при культивуванні картоплі або томатів. Найефективніший метод боротьби з фітофторою — застосування фунгіцидів (за сезон може бути потреба до 16ти обробок, що серйозно забруднює ґрунти) та виведення сортів, стійких до захворювання. Методами класичної селекції вдалось частково перенести гени стійкості до фітофтори в культурні сорти, але разом з тим переносяться також ряд генів, що кодують небажані ознаки.
Компанія BASF розробила генно-модифікований сорт картоплі «Fortuna», в яку перенесли два гени Rpi-blb1 та Rpi-blb2 стійкості до фітофторозу з південноамериканського дикого виду картоплі Solanum bulbocastanum. В 2006 році сорт пройшов успішне польове випробування в Швеції, Нідерландах, Великобританії, Німеччині та Ірландії. В 2014 році очікується поява цього сорту на ринку.
Стійкість до посухи
Надостатнє постачання води завдяки зміні клімату або окремих посушливих періодів призводить до відчутних втрат врожаїв, особливо в регіонах з несприятливими умовами вирощування. Біотехнологія шукає можливості для штучного захисту рослин від засухи. Наприклад, ген cspB з особливих штамів бактерії Bacillus subtilis, що стійкі до замерзання, також надає рослинному організму якість стійкості до посухи. Компанія BASF та Monsanto розробила сорти кукурудзи, які в польових дослідженнях при несприятливих посушливих умовах давали врожайність від 6,7% до 13,4% більшу, ніж конвенційні сорти . Заявка на допуск подана в відповідні установи країн Північної Америки, Колумбії та Европейського Союзу. Також ці сорти планується залучити до програми Water Efficient Maize for Africa з 2015 до 2017 року , насінневий матеріал фірми будуть надавати селянам безкоштовно.
Стійкість до солей та алюмінію
Засолення грунтів — одна з важливих проблем сільськогосподарського рослинництва. В світі близько 60 млн гектарів полів мають таку ваду, що унеможливлює їхнє ефективне використання. Засобам генної модифікації вдалось отримати рапс, що несе ген іонного транспортера AtNHX1 з Арабідопсису, що робить його стійким до засолення хлоридом натрію до 200 мМоль/л . Інших фенотипових змін в рослині не спостерігається.
В кислих ґрунтах стрвоюються сприятливі умови для вивільнення з алюмінієвих сілікатів тривалентних іонів алюмінію, які для рослин є токсичним. Кислі ґрунти складають до 40% родючих земель, що робить їх малопридатними для культивування. Стійкість до алюмінію спробували сконструювати штучно, шляхом переносу в рослини рапсу гену мітохондріальної цитрат синтази з Арабідопсису .
Модифікація стійкості до солей та алюмінію знаходиться в стадії наукових розробок.
Модифікація харчових і технологічних якостей продукту
Зміна складу білків та амінокислот
В рослинній клітині синтез певних амінокислот виключається, якщо їхня концентрація досягла певної межі. Генно-інженерними методами в рослину кукурудзи перенесли бактеріальний ген cordapA з Corynebacterium glutamicum під контролем насінневого промотору Glb1. Цей ген кодує ензим лізин-нечутливу дигідропіколінат синтазу, яка не розпізнається рослинними системами зворотнього інгібування. Насіння кукурудзи лінії LY038, розроблена компанією Монсанто, містить збільшену кількість амінокислоти лізину, а тому поживніше в якості корму для тварин. Лінія кукурудзи LY038 комерціалізована і допущена до культивування в Австралії, Канаді, Японії, Мексиці, Філіпінах та Сполучених Штатах . В Європі запит на культивування був поданий в Нідерландах, отримав в 2007 році дозвіл , але в 2009 році запит відізваний.
Зміна композиції жирів і жирних кислот
Споживання незамінних жирних кислот є важливою умовою для запобігання пренатальних і неонатальних вад в розвитку, оскільки вони необхідні для нормального розвитку багатих молекулярними мембранами тканин мозку, нервової та судинної систем. Поліненасичені жирні кислоти з вуглецевим ланцюгом понад 16 атомів знаходяться переважно в тваринних клітинах. Наприклад, докозагексаенова кислота, в людському тілі не синтезується і повинна поступати в організм з їжею. Виробництво незамінних жирних кислот у харчових рослин розглядається харчовою індустрією як нове і дешеве джерело поживних харчових компонентів.
В насінні рапсу в нормі не присутні такі жирні кислоти, як арахідонова, ейкозопентаенова та докозагексаенова кислота. Натомість насіння близького азіатського родича рапсу коричневої гірчиці Brassica Juncea містить лінолеву та ліноленову кислоти, які можуть бути перетворені в три послідовних біохімічних кроки на арахідонову та ейкозопентаенову кислоти. Створені трансгенні лінії коричневої гірчиці, в які перенесено цілі блоки (від трьох до дев'яти генів, що кодують ензими для перетворення лінолевої та ліноленової кислот в арахідонову, ейкозопентаенову та докозагексаенову кислоти.
Хоча врожайність цих рослин, як і раніше, низька, ці експерименти показують, що в принципі можливо перетворення ліпідного метаболізму так, щоб поліненасичені жирні кислоти продукувались в олійних культурах .
Зміна композиції вуглеводів
Бульби картоплі містять крохмаль, який існує в двох формах: амілоза (20-30%) та амілопектин (70-80%), кожна за яких має свої хімічні та фізичні властивості. Амілопектин складається з великих розгалуджених молекул полісахаридів, а молекули амілози — у вигляді ланцюгів. Амілопектин розчинний в воді і його фізичні властивості зручніші для використання в паперовій і хімічній індустрії. Як правило, виробничі технології передбачають додаткові кроки в розділенні або модифікуванні амілози і амілопектину хімічним, фізичним або ензиматичним шляхом.
Компанія BASF розробила технічний сорт картоплі «Amflora», в якого генно-інженерним шляхом виключений ген грануло-пов'язаної крохмаль синтази, яка сприяє синтезу амілози . Така картопля накопичує в бульбах виключно амілопектин, а тому технологічно придатніша до обробки.
Сорт «Amflora» отримав допуск Європейського Союзу і в 2010 році плановано засадити 20 гектарів в Німеччині, 80 гектарів в Швеції та 150 гектарів в Чехії.

Зниження алергенності та детоксифікація
Значна частка населення має алергію на певні продукти харчування. Алерген соєвих бобів особливо проблематичний, оскільки соєві продукти знаходять усе ширше використання у виробництві продуктів харчування у зв'язку з високою поживною цінністю соєвих білків. Це означає, що алергикам на сою все важче отримати неалергенні продукти харчування. Крім того, у свиней і телят, що споживають соєві корми, також спостерігають алергічні прояви. Харчовими алергенами майже завжди є природні білки. Одним з високоалергенних білків насіння сої є Gly-m-Bd-30-K, який становить близько одного відсотка від загального білка насіння. Саме на цей білок реагують більш ніж 65 відсотків алергіків. Можна заблокувати ген цього білка і розробити лінії сої, які більше не містять цього алергену .
Урожай бавовнику на кожен кг волокна дає близько 1,6 кг насіння, яка містить близько 20% олії. Після соєвих бобів бавовник є другим за кількістю джерелом олії, харчове використання якої обмежене, завдяки високому вмісту госиполу та інших терпеноїдів. Госипол токсичний для серця, печінки і репродуктивної системи людини. Теоретично 44 мега тонн щорічно могли б покрити потреби в олії для півмільярда людей. Конвенційними методами отримати бавовник без госиполу можливо, але в такому разі рослина стає беззахисна перед комахами-шкідниками. Генно-інженерними методами можливо цільово в насінні перервати один з перших кроків біохімічного шляху синтезу госиполу. В цьому разі вміст госиполу в насінні редукується до 99%, а решта органів рослини і надалі його продукують, що захищає їх від шкідників.
Зниження алергенності та детоксифікація генно-інженерними методами знаходяться в стадії наукових розробок.
Методи перевірки на наявність ГМО
???
Як правило, перевірка на наявність ГМО проводиться за допомогою базового методу полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР). ПЛР передбачає три основних дії:
1. Штучний дизайн невеликих ділянок ДНК, праймерів, які комплементарні до вбудованого в організм гену, здатні його хімічно розпізнати і специфічно з ним зв'язатись.
2. Коли праймери знаходять цільову послідовність, запускається швидка ланцюгова реакція синтезу вбудованої ділянки ДНК. Таким чином, вбудована цільова молекула ДНК копіюється мільони разів (ампліфікується).
3. Ампліфікований продукт можна детектувати (візуалізувати) за допомогою різних приладів. Якщо продукт детектується, то це свідчить, що в пробі наявна ДНК генно-модифікованого організму.
Кількісне визначення на наявність ГМО: точну кількість ГМО в продукті визначити неможливо. Довгий час визначення на наявність ГМО було переважно якісна: можна було визначити, чи продукт містить ГМО чи ні. Відносно недавно розроблено методи кількісного визначення — ПЛР в режимі реального часу, коли детектований продукт маркується флуоресцентним барвником і інтенсивність випромінення порівнюється з відкаліброваними стандартами. Втім, навіть найкращі прилади все ще демонструють серйозну похибку.
Кількісна визначення на наявність можливе тільки тоді, коли з продукту можна виділити достатньо ДНК. Якщо виникають труднощі з виділенням ДНК, яка доволі нестабільна, руйнується і втрачається в процесі обробки продукту (очистка і рафінування олії або лецитину, термічна і хімічна обробка, тиск), то кількісна детекція неможлива . Методи виділення ДНК різняться від однієї лабораторії до іншої, тому показники кількісної детекції можуть також різнитись, навіть якщо аналізувався один і той самий продукт .
Незалежно від того, якісне чи кількісне визначення застосовується для аналізу харчових продуктів на вміст ГМО, недоліком методу є велика кількість фальш-позитивних та фальш-негативних результатів. Найточніші результати можна отримати при аналізі необробленої рослинної сировини.
Для якісного визначення вмісту ГМО іноді використовують також стандартизовані тестові чіп-системи. Методи виділення ДНК різняться від однієї лабораторії до іншої, тому показники кількісної детекції можуть також різнитись, навіть якщо аналізувався один і той самий продукт , в основі яких лежить принцип комплементарної гібридизації ДНК з міткою, нанесеною на чіп. Лімітуючим фактором цього методу є також ефективне виділення ДНК. Крім того, подібні тестові системи не охоплюють всього різноманіття ГМО і складні для розбудови.
Українські лабораторії, які надають послуги кількісного визначення вмісту ГМО: Випробувальний центр ДП «Інститут екогігієни і токсикології ім Л. І. Медведя», Державне підприємство «Укрметртестстандарт» , Національний університет біоресурсів і природокористування, Центр діагностики вірусів та трансгенів насіння і рослин, Державне підприємство «Вінницястандартметрологія»
Шлях до комерціалізації
В кожній країні шлях ГМО до комерціалізації різний. Допуск до продажу і культивування передбачає різні процедури, але всі вони базуються на однакових принципах.
Безпека: продукт повинен бути безпечний і не становити загрози здоров'ю людей або тварин. Він також повинен бути безпечним для довкілля. Безпечність визначається згідно з розробленими тестами, які базуються на актуальних наукових знаннях і здійснюються з застосуванням сучасних технологічних платформ. Якщо продукт не задовольняє вищезазначеним вимогам — він не отримує дозвіл на культивування або розповсюдження. Якщо з часом продукт демонструє небезпечні якості, він відкликається з ринку.
Право вибору: навіть якщо ГМО отримує дозвіл на культивування або розповсюдження, споживачі, фермери та бізнес повинні мати право вибору використовувати (споживати) його чи ні. Це означає, що в перспективі повинна існувати можливість виробляти продукцію без застосування генетичної інженерії. Забезпечення принципу співіснування можливо за умови дотримання двох правил:
Маркування: найважливіший захід для забезпечення права вибору. Де б і яким чином ГМО не застосовувався, він повинен бути ясно маркований. В такому разі споживач має змогу робити свідомий вибір.
Відслідковування: маркування також необхідне, навіть якщо ГМО не можна детектувати в остаточному продукті. Це стосується виробників та поставників продуктів. В цьому разі вони зобов'язуються інформувати споживачів шляхом надання відповідної документації стосовно сировини.
Допуск для однієї генно-модифікованої культури в одній країні оцінюється від 6 до 15 млн доларів США, куди включені розходи на підготовку запиту, оцінка молекулярних характеристик, складу та токсичності продукту, досліди на тваринах, характеристика білків на аллергенність, оцінка агрономічних якостей, розробка методів тестування, підготовка юридичних документів для організації експорту. Витрати оплачує подавач запиту на допуск.
Ризики, пов'язані з ГМ продуктами харчування
Ризик для здоров'я
Встановити 100% безпеку харчових продуктів науково неможливо. Втім, аргументувати безпечність генетично-модифікованої їжі тільки на принципі Argumentum ad Ignorantiam було б помилково. Тому генетично-модифіковані продукти проходять докладні аналізи, що базуються на сучасних наукових знаннях.
Харчові алергії, що можуть бути пов'язані з ГМО ==== Одним з можливих ризиків вживання генетично модифікованої їжі розглядається її потенційна алергенність. Коли новий ген вбудовують в геном рослини, то кінцевим результатом є синтез в рослині нового білка, який може бути новим в дієті. Через це ми не можем визначити аллергенність продукту, базуючись на минулому досвіді. Теоретично, кожний протеїн може потенційно бути тригером алергійної реакції, якщо на його поверхні є специфічні місця з'язку до IgE антитіл. Антитіла, які специфічні для конкретного антигену, виробляються в організмі індивідууму, чутливого до алергену. Чутливість до алергенів часто залежить від генетичної схильності. Розрахування алергійного потенціалу не можна зробити зі 100%-ною впевненістю. Нові потенційні алергени формуються також у сортах конвенційної селекції, але відслідкувати подібні алергени дуже важко, крім того, процедура допуску конвенційних сортів аналізу на алергенність не передбачається.
Натомість, кожен генно-модифікований сорт, перш ніж потрапить до споживача, проходить процедуру оцінки його алергійного потенціалу. Тести передбачають оцінку білкової послідовності з відомими алергенами, стабільність білка під час переварювання, тести за допомогою крові від чутливих до алергену індивідуумів, тести на тваринах.
Якщо продукт в процесі розробки демонструє алергійні властивості, запит на комерціалізацію може бути відкликаний. Наприклад, в 1996 році компанія Pioneer Hi-Bred розробляла кормову сою з підвищеним вмістом амінокилоти метіоніну. Для цього використали ген бразільського горіху, який, як згодом виявилось, демонстрував алергійні якості. Розробка продукту припинена, оскільки існував ризик, що кормова соя може випадково потрапити на стіл до споживача.
Інший приклад потенційно-алергенного продукту — кормовий сорт Bt-кукурудзи «StarLink», розроблений Aventis Crop Sciences. Регулюючі органи США дозволили продаж насіння «StarLink» зі застереженням, що культура не повинна бути використана для споживання людиною. Обмеження базувалось на тестах, які демонстрували гірші перетравлювальні якості білка. Не зважаючи на обмеження, насіння кукурудзи «StarLink» було знайдене в продуктах харчування. 28 осіб звернулись до медичних установ з підозрою на алергічну реакцію. Однак, у центрі з контролю за захворюваннями США вивчили кров цих людей і прийшли до висновку, що немає ніяких доказів підвищеної чутливісті до білка Bt-кукурудзи «StarLink». З 2001 року культивування сорту припинено. Моніторинг продемонстрував, що з 2004 року жодних слідів культивування сорту не спостерігається .
У 2005 році австралійська компанія CSIRO розробила пасовищний горох, стійкий до комах-шкідників. Експериментальні дослідження продемонстрували алергічні враження легенів у мишей. Подальша розробка цього сорту була негайно припинена .
Станом на 2010 рік інших прикладів аллергенності трансгенних продуктів не спостерігалось. Сучасний аналіз генно-модифікованих продуктів на алергенність значно докладніший, ніж аналіз будь-яких інших продуктів на алергенність. Крім того, постійний моніторинг генно-модифікованих продуктів надає змогу відслідкувати їхню присутність у випадку, коли подібна алергія раптом буде встановлена.

Токсичність, що може бути пов'язана з ГМО
Окремі продукти генів, що переносяться в організм генно-інженерними методами, можуть демонструвати токсичні властивості. В 1999 році опублікована стаття Арпада Пуштаї (Árpád Pusztai) щодо токсичності генно-модифікованої картоплі для щурів. В картоплю було вбудовано ген лектину з підсніжника Galanthus nivalis з метою підвищити стійкість картоплі до нематоди. Згодовування картоплі щурам продемонструвало токсичний ефект генно-модифікованого сорту . Опублікуванню даних передував гучний скандал, оскільки результати були представлені до експертної оцінки науковцями. Запропоноване Пуштаї пояснення, що менше лектин, а скоріш спосіб перенесення гену, викликав токсичний ефект, не підтримане більшістю науковців, оскільки даних, представлених у статті, недостатньо для формулювання саме таких висновків. Розробка трансгенної картоплі з геном лектину припинена.
Сучасна методологія допуску трансгенних рослин передбачає хімічний аналіз складу в порівнянні з конвенційними продуктами та досліди на експериментальних тваринах . Окремим предметом дискусії є дизайн експериментів на тваринах. Російська дослідниця Ірина Єрмакова провела дослідження на щурах, яке, на її думку, демонструє патологічний вплив генно-модифікованої сої на репродуктивні якості тварин . Оскільки дані широко дискутувались в світовій пресі, не будучи опублікованими в реферованих журналах, наукова спільнота розглянула результати докладніше . Огляд шести незалежних світових експертів встановив, що:
1. Результати Ірини Єрмакової суперечать стандартизованим результатам інших дослідників, що працювали з тим самим сортом сої і не виявили токсичного впливу на організм.
2. В своїй работі Єрмакова зазначила, що отримала трансгенну сою з Нідерландів, хоча зазначена фірма не поставляє генно-модифіковану сою.
3. Використані ГМО продукти і контрольні зразки є сумішшю оригінальних сортів.
4. Не було наведено доказів, що контрольні зразки не містять матеріалу з модифікованими генами, так само не показано, що трансгенна соя на 100% трансгенна.
5. Відсутній опис дієт і складових раціону щурів.
6. Відсутні дані щодо харчування окремих особин, а продемонстровані дані стосуються груп особин.
7. Смертність в контрольній групі значно перевищувала нормальну смертність щурів цієї лабораторної лінії. Також знижена вага в контрольній групі вказує на недостатній догляд або недостатнє харчування щурів, що робить висновки дослідниці нерелевантними.
В 2009 році опубліковані дослідження Séralini, щодо оцінки токсичного впливу трансгенних сортів кукурудзи NK 603, MON 810, MON 863 на здоров'я щурів. Автори перерахували власними статистичними методами результати годування щурів, отримані Монсанто для сортів NK 603 та MON 810 в 2000 році та Covance Laboratories Inc для сорту MON 863 в 2001 році. Висновки свідчать про гепатотоксичність вживання цих генно-модифікованих сортів, тому привернули пильну увагу регулюючих органів.
EFSA GMO Panel висунула ряд критичних зауважень до обраного статистичного методу обчислення та висновків, наведених у статті :
1. результати представлені виключно у вигляді відсотка відмінностей для кожної змінної, а не в їхніх фактично вимірюваних одиницях;
2. розраховані значення параметрів токсикологічних випробувань не пов'язані з діапазоном нормального розподілу для досліджуваних видів;
3. розраховані значення токсикологічних параметрів не порівнювались з нормальним розподілом у піддослідних тварин, які годувались різними раціонами;
4. статистично достовірні відмінності не пов'язані з дозами;
5. і нарешті, невідповідності між статистичними аргументами Séralini та результатами цих трьох досліджень годування тварин, які пов'язані з патологією органів, гістопатологією та гістохімією.
EFSA дійшли висновку, що результати, продемонстровані Séralini не дають підстав для перегляду попередніх висновків про безпеку харчових продуктів, отриманих з трансгенних сортів кукурудзи NK 603, MON 810 та MON 863.
Станом на 2010 рік інших науково-задокументованих прикладів токсичності і негативного впливу на організм трансгенних продуктів, що допущені до комерційного вирощування, не спостерігалось. До 2007 року опубліковано 270 наукових робіт, які демонструють безпеку генно-модифікованих продуктів [
Горизонтальний переніс генів від ГМО до споживача
Розвиток технології генної модифікації і вживання генетично-модифікованої їжі стимулювали ряд експериментів з вивчення долі вжитої з продуктами ДНК в травній системі. Середньостатистична людина разом з продуктами вживає 0,1 — 1 г ДНК, незалежно від дієти. В процесі травлення 95% ДНК деградує до окремих нуклеотидів, 5% у вигляді шматків довжиною від 100 до 400 нуклеотидів доходять до кишечника. Оскільки в процесі виготовлення генно-модифікованих організмів широко використовують конститутивні промотори, які здатні включати гени також в тваринних клітинах, то залишається ризик, що шматки ДНК, які кодують промотори вбудуються в геном людини і активують сплячі гени.
Досліди на мишах демонструють, що непереварена ДНК будь-якої їжі здатна проникати в кров, поступати в печінку і навіть проникати через плацентарний бар'єр. Але жодного випадку вбудовування шматків чужорідної ДНК в геном потомства не спостерігалось.
Ризик для довкілля
Однією з проблем, пов'язаних з трансгенними рослинами є потенційний вплив на ряд екосистем.
Міграція генів завдяки переопиленню
Трансгени мають потенціал для впливу на довкілля, якщо вони збільшать присутність і збережуться в природних популяціях. Ці проблеми так само стосуються і конвенційної селекції. Необхідно враховувати такі фактори ризику:
1. Чи здатні трансгенні рослини рости за межами посівної площі?
2. Чи може трансгенна рослина передати свої гени місцевим диким видам і чи буде гібридне потомство родючим?
3. Чи впровадження трансгенів мають селективні переваги перед дикими рослинами у дикій природі?
Багато одомашнених рослин можуть перехрещуватись з дикими родичами, коли вони ростуть у безпосередній близькості, таким чином гени культивованих рослин можуть бути передані гібридам. Це стосується як трансгенних рослин, так і сортів ковенційної селекції, оскільки в будь-якому випадку мова йде гени, які можуть мати негативні наслідки для екосистеми після вивільнення у дику природу. Це зазвичай не викликає серйозну стурбованість, незважаючи на побоювання з приводу 'мутантів-супербур'янів', які б могли захаращити місцеву дику природу. Хоча гібриди між одомашненими і дикими рослинами далеко не рідкість, в більшості випадків ці гібриди не є родючим завдяки поліплоїдії і не зберігаються в довкіллі довгий час після того, як одомашнений сорт рослин вилучається з культивування. Однак, це не виключає можливості негативного впливу.
У деяких випадках, пилок з одомашнених рослин може поширюватися на багато кілометрів з вітром і запліднювати інші рослини. Це може ускладнити оцінку потенційного збитку від перехрещування, оскільки потенційні гібриди знаходяться далеко від дослідних полів. Для вирішення цієї проблеми пропонуються системи, призначені для запобігання передачі трансгенів, наприклад, термінаторні технології та методи генетичної трансформації виключно хлоропластів так, щоб пилок не був трансгенний. Що стосується першого напрямку термінаторної технології, то існують передумови для несправедливого використання технологіії, яка може сприяти залежності бідних фермерів від виробників. Тоді як генетична трансформація хлоропластів не має такий особливостей, натомість має технічні обмеження, які ще необхідно подолати. На сьогодні ще нема жодного комерціалізованого сорту трансгенних рослин з вбудованою системою запобігання переопилення.
Є, принаймні, три можливі шляхи, що можуть призвести до вивільнення трансгенів:
1. гібридизації з не-трансгенними сільськогосподарськими культурами того ж виду та сорту;
2. гібридизація з дикими рослинами одного й того ж виду;
3. гібридизація з дикими рослинами близькоспоріднених видів, як правило, одного і того ж роду.
Однак, треба задовольнити ряд умов, щоб такі гібриди утворились:
1. трансгенні рослини повинні культивуватись досить близько до диких видів, щоб пилок міг фізично їх досягнути;
2. дикі і трансгенні рослини повинні цвісти одночасно;
3. дикі і трансгенні рослини повинні бути генетично сумісні.
Для того, щоб нащадки збереглись, вони повинні були життєздатними і плідними, а також містити перенесений ген.
Дослідження показують, що вивільнення трансгенних рослин найімовірніше може трапитись шляхом гібридизації з дикими рослинами споріднених видів .
1. Відомо, що деякі сільськогосподарські культури здатні схрещуватися з дикими предками.
2. При цьому розуміється, як базовий принцип популяційної генетики, що розповсюдження трансгенів в дикій популяції буде безпосередньо пов'язане з ступінню пристосованості разом зі швидкістю притоку генів в популяцію. Вигідні гени будуть швидко поширюватися, нейтральні гени будуть розповсюджуватися шляхом генетичного дрейфу, невигідні гени будуть розповсюджуватись лише у випадку постійного притоку.
3. Екологічний вплив трансгенів не відомий, але загальноприйнятим є те, що тільки гени, які покращують ступінь пристосування до абіотичних факторів, дадуть гібридним рослинам достатню перевагу, щоб стати агресивним бур'яном. Абіотичні фактори, такі як клімат, мінеральні солі або температура — є неживою частиною екосистеми. Гени, які поліпшують пристосування до біотичних факторів, можуть порушувати (іноді дуже чутливий) баланс екосистеми. Так, наприклад, дикі рослини, які отримали ген стійкості до комах від трансгенної рослини, можуть стати стійкішими до одного зі своїх природних шкідників. Це могло б сприяти збільшенню присутності цієї рослини, а разом з тим може зменшитись кількість тварин, що знаходяться вище в харчовому ланцюзі від шкідника, як джерела їжі. Тим не менше, точні наслідки трансгенів з селективною перевагою в природному середовищі майже неможливо надійно передбачити.
Міграція генів завдяки горизонтальному переносу генів
Окреме зауваження екологів викликає використання гену з nptII з кишкової палички Escherichia coli стійкості до антибіотику канаміцину, як селективного маркеру. Його містять більшість комерціалізованих трансгенних рослин. Вважається, що цей ген може потрапити з залишками ДНК рослин в ґрунт, а звідти в геном ґрунтових бактерій. В результаті це призведе до фіксування стійкості до антибіотиків в бактеріальній популяції і переносу її в хвороботворні бактерії.
ДНК трансгенних рослин дійсно деякий час залишається в ґрунті, хоча при цьому деградує . Крім того, бактерії здатні «імпортувати» у власний геном чужорідні гени. Підрахована частота такої події в природніх умовах на бактері Acinetobacter: переніс в геном бактерії кільцьової плазміди 1,9 x 10-5, лінеаризованої молекули 2,0 x 10-8, переніс ДНК від трансгенних решток — менше ліміту вимірювання 1 -11.
Експериментальні дані екологічних досліджень
Станом на 2007 рік в світі вирощувалось 14 млн гектарів трансгенного бавовнику, з них 3,8 млн га в Китаї. Бавовникова совка один з найсерйозніших шкідників, личинка якого вражає не тільки бавовник, а й злаки, овочі і інші культурні рослини. В Азії вона за сезон дає чотири покоління. Пшениця — основна рослина-хазяїн для першого покоління совки, а бавовник, соя, арахіс і овочеві — це хазяї для наступних трьох поколінь. Основним агротехнічним заходом боротьби було інтенсивна, до 8ми разів за сезон, обробка полів інсектицидами. Втім це привело до появи стійкої до інсектицидів совки і, як результат, спалах кількості совки в 1992 році і, відповідно, збільшення інтенсивності обробки інсектицидами.
В 1997 році на ринок випущений перший трансгенний бавовник, що містить ген Bt-токсину, культивування якого призвело до збільшення врожайності і різкого зменшення використання інсектицидів до двох поливів за сезон. Результати десятирічного моніторингу екологічної ситуації свідчать, що з 1997 року щільність враження личинкою совки знижується і продовжує знижуватись. Крім того, популяція совки зменшилась не тільки на трансгенному бавовнику, а й на інших культурних рослинах. Це пояснюється тим, що бавовник, як рослина-хазяїн для другої сезонної хвилі розмноження совки, суттєво редукує цю другу хвилю, що відповідно одразу відображається на чисельності особин третій і четвертій хвилі.
Одночасно зі зменшенням совки на бавовникових полях дещо збільшилась кількість іншого шкідника — клопів з сімейства Miridae. Це пояснюється зменшеною інтенсивністю застосування інсектицидів. Все це створило сприятливі умови для розвитку цього шкідника .
Fusarium proliferatum — фітопатогенний грибок, що ушкоджує кукурузу і продукує цитотоксин фумонізин, нейро- , пневмотоксичний і канцерогенний для людей, а тому припустимий вміст його строго контролюється. Результати екологічного моніторингу конвенційних сортів та генномодифікованої Bt-кукурудзи продемонстрували неочікуваний ефект зменшення враження цим грибком генномодифікованих сортів. Очевидно, грибок вражає переважно пошкоджені комахами рослини, а стійкі до комах трансгенні рослини фузаріозом не вражаються .

Гусінь метелика Монарха (Danaus plexippus) на листку ластовня
В 1999 році проведене перше експериментальне дослідження щодо оцінки ризику впливу трансгенних рослин на довкілля. Оцінювали можливість і вплив токсичного забруднення пилком Bt-кукурудзи квіток ваточника сірійського Asclepias syriaca, пилком якої живиться метелик Монарх Danaus plexippus. Встановлено, що в лабораторних умовах згодовування пилку Bt-кукурудзи гусіні метелика призводить до уповільнення росту та підвищеної смертності личинок. Пізніші дослідження щодо оцінки ризику з урахуванням рівня експозиції і забруднення трансгенним пилком, використання пестицидів та інших потенціальних токсичних речовин, показали, що вплив пилку Bt-кукурудзи на популяцію метелика монарха залишається низьким .
Аналогічне лабораторне дослідження було проведено на личинках волохокрильців Hydropsyche borealis ряду Trichoptera. Штучне вигодовування личинок пилком Bt-кукурудзи продемонструвало збільшення смертності на 20% . Ті ж автори відтворили дослід в природних умовах з метою перевірки результатів, отриманих в лабораторних умовах. Волохокрильці культивувались в контейнерах, встановлених поряд з полями, засіяними Bt-кукурудзою. В природніх умовах впливу трансгенного пилку на життєздатність волохокрильців не спостерігалось .

Причиною масової загибелі медоносних бджіл, що досягла в США свого піку в 2007 році і яка отримала назву «колапс бджолиних колоній», довгий час вважалось вирощування Bt-культур . Пізніше встановлено, що причиною загибелі стала вірусна інфекція, а не ГМО.
Європейське законодавство
В Європейському Союзі допуск ГМО регулюється двома законодавчими актами:
1. Directive on the Deliberate Release into the Environment of Genetically Modified Organisms (2001/18). Цей закон регулює правила комерційного допуску ГМ рослин (що здатні до розмноження), та випуск таких рослин в оточуюче середовище.
2. Regulation on Genetically Modified Food and Feed (1829/2003). Цей закон регулює допуск на ринок їжі та кормів, що вироблені з або містять ГМ рослини.
Крім цих двох законів, існує цілий ряд уточнюючих нормативних актів. Повний перелік трансгенних рослин, що допущені до комерціалізації в Європі, можна знайти на сайті GMO compass .
Інші світові регулюючі акти
Продовольча та сільськогосподарська організація ООН разом зі Всесвітньою організацією охорони здоров'я розробили додаток до Кодекс Аліментаріус — «Foods derived from modern biotechnology», що регулює правила безпеки стосовно генно-модифікованих продуктів .
Проблеми узгодження законодавств
Не зважаючи на те, що закони, які регулюють допуск ГМ продуктів на ринок подібні, в їхній реалізації існують певні розбіжності. США декларує політику вільної торгівлі, натомість Європа допускає вільну торгівлю з певними обмеженнями, що базується на принципі обережності. В 2003 році США , Канада та Аргентина подали скаргу в Світову організацію торгівлі щодо обмежень з боку Європи. В 2005 році СОТ задовольнила більшість пунктів скарги.
Також спостерігається асинхронний допуск ГМ продуктів в різних країнах, що викликає штучну зміну торгових пріоритетів. Наприклад, згідно з Європейським законодавством, продукти схрещування раніше допущеного і комерціалізованого генно-модифікованого сорту з конвенційними сортами, вважаються новим ГМ-продуктом і підлягають новій процедурі допуску. Натомість в Сполучених Штатах такі продукти окремого дозволу не потребують.
Переважна кількість допусків ГМ в Європі стосується дозволів на імпорт сировини, а не культивування. Так, Європа імпортує трансгенну сировину, вміст якої в готовому продукті не повинен перевищувати 0.9%. Внаслідок асинхронності допусків очікується або перебудова торгівельних ринків, або Європа відмовиться від принципу нульової толерантності .
Українське законодавство
В Україні допуск ГМ продуктів регулюють:
Закон «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні, транспортуванні та використанні генетично модифікованих організмів»
Постанова від 18 лютого 2009 р. N 114 про «Порядок державної реєстрації генетично модифікованих організмів джерел харчових продуктів, а також харчових продуктів, косметичних і лікарських засобів, які містять такі організми або отримані з їхнім використанням» .
Закон «Про захист прав споживачів» (Стаття 15. п 6) «Інформація про продукцію повинна містити: позначку про наявність або відсутність у складі продуктів харчування генетично модифікованих компонентів» 7
Таким чином, маркуванню підлягають не тільки продукти оримані з ГМО, а також харчові добавки, отримані за допомогою ГМО. Ні в Європейське, ні законодавство Сполучених Штатів не передбачає маркування харчових добавок, отриманих за допомогою генно-модифікованих мікроорганзмів. Крім того, Україна стала першою державою в світі, яка зобов'язала виробників та імпортерів харчових продуктів вказувати позначення «без ГМО» в маркуванні всіх, без винятку, харчових продуктів, навіть тих, у яких ГМО не може бути ні теоретично, ні практично.

Автор: 

Зубрицька Ганна Василівна
учитель біології
Токівська ЗШ

Голосування

Які матеріали Ви шукаєте?:

Останні коментарі