Генетически модифицированые организмы

[1]  [2]  [3] 

Площади, занятые посевами генетически модифицированных сельскохозяйственных культур в разных странах в 2007 году

В. Лебедев. Трансгенные сорта не получают методом «научного тыка», вставляя гены откуда попало куда попало и тут же засевая этим поля. Это весьма длительный и трудоёмкий процесс, основные этапы которого следующие: поиск и клонирование нужных генов, встраивание генов в микроорганизмы и наработка белка с его последующим изучением, встраивание генов в модельные растения (табак, арабидопсис) и их изучение, перенос гена в сельскохозяйственные культуры и проведение многочисленных лабораторных, тепличных и полевых испытаний, причём в случае неудовлетворительных результатов этот процесс может быть прерван на любом этапе. На выведение одного трансгенного сорта уходит несколько лет и тратится от десятков до сотен миллионов долларов, большая часть которых идёт на всевозможные проверки безопасности ГМ-растения для человека и окружающей среды.

К сожалению, мне недостаёт воображения писателя-фантаста представить себе способ, с помощью которого один живой организм смог бы уничтожить все остальные, и поэтому я не могу сказать, возможно ли такой способ реализовать с помощью методов генной инженерии.

Мне неизвестны научно обоснованные негативные последствия употребления в пищу ГМ-продуктов, прошедших все необходимые проверки.

Если под воздействием на наследственность человека понимается возможность переноса в его геном ДНК из ГМО, то эта ДНК ничем не отличается от любой другой ДНК, содержащейся в нашей пище, которая за сотни тысяч лет существования человека так и не перешла в наш геном.

Запретов на проведение каких-либо экспериментов нет. Ряд видов генно-инженерной деятельности подлежит лицензированию, существуют правила, регламентирующие проведение испытаний, хранение, утилизацию трансгенного материала и т.д.

Как-то читал в «Науке и жизни» статью о генетически модифицированных растениях. Утверждается, что опасности для потребителя никакой, так как всё едино в желудке переварится. В принципе согласен, но почему такой «вой» поднимается по этому поводу в прессе, да и учёные, я так понимаю, не все с этим согласны? По сути, различные сорта растений выводятся давно путём скрещивания, и ничего — едят и политики и журналисты. Что, велика разница? В чём может заключаться опасность использования генетически модифицированных продуктов?

В. Кузнецов. В настоящее время в данной области чётко сформировались две наиболее популярные точки зрения: сторонники и лоббисты ГМО утверждают, что все генетически модифицированные растения и полученные из них продукты абсолютно безопасны, а их оппоненты придерживаются противоположной точки зрения, в соответствии с которой все ГМ-продукты опасны. Обе позиции не верны, поскольку неправильно говорить об опасности или безопасности ГМ-растений и полученных из них продуктов вообще (обо всех сразу). В каждом конкретном случае необходимо доказать, как требует того принцип принятия мер предосторожности, безопасность вполне конкретного ГМ-растения или полученного из него продукта, после чего они могут беспрепятственно использоваться в коммерческих целях. При отсутствии доказательств безопасности данный конкретный ГМ-организм или полученный из него продукт рассматриваются как потенциально опасные. Именно по этой причине требуется маркировка ГМ-продуктов питания. Маркировка предупреждает потребителя о том, что пока не получены окончательные доказательства безопасности данного конкретного продукта и, следовательно, на данный конкретный момент времени производитель и продавец не дают гарантий полной безопасности продаваемого товара. Необходимость доказательств безопасности ГМ-продуктов следует из несовершенства методов получения трансгенных организмов и неполноты наших фундаментальных знаний о «работе» генома высших организмов. Тем более постепенно накапливаются экспериментальные данные, свидетельствующие о негативном влиянии некоторых ГМ-продуктов на здоровье животных.

В. Лебедев. Разница между сортами, полученными путём скрещивания и методами генной инженерии, заключается в том, что в первом случае непредсказуемым образом переносятся тысячи генов, а во втором — целенаправленно один-два. Имеется ещё одно отличие — вместе с геном ценного признака по технологическим причинам переносят маркерные гены устойчивости к антибиотикам, выделенные из бактерий. Существует мнение, что такие гены могут перейти в бактерии кишечника человека и его нечем будет лечить. Однако ГМ-растения, разрешённые к использованию, содержат гены устойчивости, которые, во-первых, уже широко распространены в почвенных и кишечных бактериях; во-вторых, придают устойчивость к антибиотикам, не использующимся в клинической практике. Другие возможные опасности — токсичность, аллергенность и изменение питательной ценности ГМ-продуктов. Но все ГМ-растения, предназначенные для употребления в пищу, проходят очень жёсткую проверку, которая может продолжаться годами, — их почти буквально разбирают по молекулам, так как никому не хочется потом отвечать по судебным искам. Такая проверка и не снилась обычным продуктам, которые по своей природе содержат токсины, что же касается аллергенности, то несколько процентов населения страдают аллергией к обычным пшенице, сое, арахису и орехам. По этим причинам на третьем десятке лет существования трансгенных растений одобрение на выращивание получило всего около 150 сортов (причём не все из них пищевые), хотя различных полевых испытаний проведено уже несколько десятков тысяч.

Таким образом, научные причины для «воя» отсутствуют. Но остаются ещё экономические: сокращение спроса на пестициды из-за распространения устойчивых к вредителям ГМ-культур, защита своих сельхозпроизводителей от ввоза более дешёвой трансгенной продукции — и политические: приобрести популярность на борьбе с чем-либо (трансгенными растениями, атомными электростанциями и т.д.) гораздо проще, чем на созидательной деятельности.

В некоторых научных публикациях утверждается, что генетически модифицированные продукты в организме человека расщепляются в обычные аминокислоты и прочие соединения. И поэтому они безопасны. А в других статьях пишут, что кормили ГМ-продуктами мышей, и через два-три поколения мыши стали вырождаться. Как это всё совместить?

В. Кузнецов. Любой трансген, то есть ген, используемый для переноса, абсолютно безопасен. Кодируемый этим трансгеном белок может быть также безопасным для человека и животных, а может обладать выраженной аллергенностью или токсичностью. Причём эти негативные эффекты могут быть реализованы ещё до того, как белок разрушится ферментами в желудочно-кишечном тракте человека.

Однако основные риски использования ГМ-продуктов питания кроются не столько в трансгенном белке, сколько в непрогнозируемом изменении клеточного метаболизма растения в процессе его трансформации, то есть встраивания трансгена в растительный геном. Растения в норме синтезируют десятки тысяч различных веществ, а с учётом того, что в отличие от всех других живых организмов растения имеют так называемый вторичный метаболизм, — сотни тысяч. И невозможно предугадать, какие именно характеристики могут измениться в результате произошедшего трансформационного события. В частности, в ответ на нарушение метаболизма при введении чужеродных генов в растениях могут накапливаться полиамины — органические азотсодержащие основания высокой биологической активности. Они образуются как нормальные продукты обмена веществ растений в микроколичествах. Однако при нарушении обмена веществ в неблагоприятных условиях окружающей среды (засуха, засоление почвы, действие техногенных факторов) возникает опасность накопления этих веществ в клетках до токсических концентраций. Особенно опасна аккумуляция путресци-на и кадаверина, которые впервые были открыты ещё в 1885 году как продукты разложения белка гнилостными бактериями и названы «трупными» ядами. Они вызывают отравление, образование язв на коже и слизистых оболочках, способствуют ускоренному развитию раковых опухолей. Полиамины в токсичных количествах могут попадать в организм человека как с некачественными продуктами животного происхождения, так и с растительной пищей. Одной из особенностей ядовитых растений (белладонна и др.) и грибов (мухоморы, бледная поганка) является высокое содержание в них путресцина и кадаверина. Исследования последних лет показали, что при активации экспрессии генов, отвечающих за образование полиаминов, в обычных употребляемых в пищу растениях или их плодах (в частности, в томатах) накапливаются избыточные количества этих соединений.

В. Лебедев. Мне неизвестны научные публикации, в которых бы сообщалось о вредном воздействии ГМ-растений или продуктов из них. Хочу подчеркнуть, именно научные, то есть выходу которых предшествуют положительные заключения рецензентов. Что же касается вырождения мышей, то, вероятно, имеются в виду эксперименты с крысами доктора биологических наук И. Ермаковой. Эти результаты в научной печати не публиковались, о них сообщалось только на конференциях и в СМИ. Однако, учитывая большой общественный резонанс, вызванный её работами не только в России, но и в мире, редакция самого авторитетного научного журнала в области биотехнологии «Nature Biotechnology» предложила И. Ермаковой ответить на ряд вопросов, а затем попросила экспертов прокомментировать её ответы («Nature Biotechnology», 2007, № 9, с. 981—987). Эксперты пришли к заключению, что из-за ошибок в проведении экспериментов результаты и сделанные из них выводы о вреде ГМ-сои являются некорректными с научной точки зрения.

Почему у нас только один институт — Институт питания РАМН — имеет право на выдачу решения о безопасности тех или иных продуктов, в том числе содержащих ГМО? Насколько объективны их заключения? Насколько современны и совершенны применяемые методики определения безопасности продуктов? Можно ли организовать в стране проведение нескольких независимых экспертиз?

В. Кузнецов. Институт питания Российской академии медицинских наук — именно та организация в стране, которая отвечает за безопасность пищевых продуктов. Решением Главного государственного санитарного врача РФ проведение экспертизы ГМ-продуктов было поручено указанному учреждению, а проведение медико-генетической экспертизы — центру «Биоинженерия» Российской академии наук. Обе организации имеют достаточно современную материальную базу для проведения подобных исследований. По поступающей из разных источников информации биологическая безопасность ГМ-продуктов питания проводится, прежде всего, камерально, то есть на основании представленных производителем или импортёром документов.

А. Баранов. Насколько мне известно, заключения, которые дал Институт питания РАМН в своих научных отчётах по проверке генетически модифицированных сортов таких растений, как свёкла и картофель, не вполне объективны и корректны. Во всяком случае, рассмотрев эти же научные данные, Комиссия по ГМО Государственной экологической экспертизы России сделала противоположные выводы, признав эти сорта небезопасными и не разрешив их коммерческое выращивание на территории Российской Федерации. Методические рекомендации и методы по проверке на биобезопасность ГМО разработаны, но, может быть, не вполне совершенны, поскольку наука всё время развивается и не стоит на месте. Более того, в результате генетических трансформаций могут образовываться новые белки, которые не детектируются при проверке и которые могут оказаться небезопасными для здоровья человека. Привнесение пищевых рисков может быть связано ещё и с тем, что не всегда уполномоченные институты исполняют все методические требования, предъявляемые к проверке на безопасность. Например, все 16 линий ГМ-растений, разрешённые на сегодня к использованию на территории России, прошли проверку только на одном поколении и лишь в одном случае — на двух, хотя методические указания, утверждённые Главным государственным санитарным врачом России, предписывают это делать на пяти поколениях. Проведение независимой проверки на безопасность организовать у нас в стране вполне реально. Во многих странах Запада за безопасностью продовольственного рынка следят общественные структуры, которым государство делегируют эту функцию. Получается как бы «народный контроль», который ведут ассоциации или общественные объединения под контролем государства.

В. Лебедев. Институт питания — ведущее научное учреждение в этой области. Помимо него экспертизу пищевых продуктов проводят также Институт вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова и Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана. Методики определения безопасности продуктов с ГМО разработаны на основе совершенствующихся в течение десятилетий методов оценки безопасности пестицидов, средств бытовой химии, лекарственных препаратов и т.д. Проведение независимых экспертиз конечно же возможно, но следует учитывать, что всесторонняя оценка пищевой безопасности одного ГМ-растения — мероприятие довольно затратное, продолжается год-полтора и требует наличия квалифицированного персонала из разных областей науки, соответствующего оборудования и т.д. Именно несоответствие методики экспериментов И. Ермаковой общепринятым международным протоколам по исследованиям на животных и явилось одной из причин, по которым эксперты не признали её результаты достоверными.

Переход к массовому использованию ГМО в сельском хозяйстве сулит огромные экономические выгоды, которые, естественно, вызывают позитивные социальные и политические эффекты. Поэтому «прорывные» программы (по типу «электрификации всей страны») весьма соблазнительны для правительств. 1. Каковы риски внедрения программ массового перехода к использованию ГМО в сельском хозяйстве? Отделите, пожалуйста, предполагаемые риски от доказанных. 2. Как вы оцениваете перспективы развития традиционных (селекционных) технологий, то есть согласны ли вы с тем, что это уже исчерпавшая себя «тупиковая ветвь эволюции»?

Томаты — одно из перспективных растений для создания съедобных вакцин

В. Кузнецов. Могут ли «прорывные» программы (по типу «электрификации всей страны») масштабного использования ГМО решить основные проблемы конкретного государства или общества в целом? Именно так ставился вопрос на пороге XXI века. В 2002 году одна из популярнейших российских газет поведала миру о том, что ГМ-продукты спасут человечество от голода; что ГМ-растения позволят решить энергетическую проблему на планете; что одна-две сотки земли дадут ГМ-вакцины для всей России и, наконец, что ГМ-растения позволят сохранить среду обитания.

Сейчас становится всё более очевидным, что активное использование ГМ-растений не является непременным условием процветания того или иного государства, прежде всего процветания экономического. Например, Аргентина, которая всё сельскохозяйственное производство сориентировала на ГМ-сорта растений, не может победить голод, тогда как страны Евросоюза практически не выращивают ГМ-растения, но обеспечивают высокий уровень жизни населения.

Можно выделить следующие основные агротехнические риски при выращивании ГМ-сортов:

— риски непредсказуемых изменений нецелевых свойств и признаков модифицированных сортов, связанные с плейотропным действием введённого гена. Например, у сортов, устойчивых к насекомым-вредителям, может снизиться устойчивость к патогенам при хранении и устойчивость к критическим температурам при вегетации;

— снижение сортового разнообразия сельскохозяйственных культур вследствие массового применения монокультур ГМО;

— риски отсроченного изменения свойств через несколько поколений, связанные с адаптацией нового гена и с проявлением как новых плейотропных свойств, так и изменением уже декларированных;

— неэффективность трансгенной устойчивости к вредителям через несколько лет массового использования данного сорта;

— сверхзависимость фермеров от монополизма производителей генетически модифицированных семян и химикатов;

— невозможность предотвратить генетическое загрязнение посевов нормальных (не трансгенных) сельскохозяйственных культур на прилегающих полях при выращивании генетически модифицированных растений.

Не согласен абсолютно, что традиционные (селекционные) технологии — уже исчерпавшая себя «тупиковая ветвь эволюции». Потенциал дикорастущих видов как доноров полезных для человека свойств (генов) далеко не исчерпан.

А. Баранов. Что касается колоссальных экономических выгод — это миф, придуманный производителями и держателями патентов на генетические вставки созданных ГМ-растений. Исследования и зарубежных и отечественных учёных (см. например, статью ведущего научного сотрудника Института системного анализа РАН кандидата экономических наук Р. А. Перелёта «Замечания по экономическим аспектам использования ГМО» в книге «ГМО — скрытая угроза России. Материалы к Докладу Президенту». — М., 2004, ОАГБ, ЦЭПР: 112—118) говорят о том, что традиционные культуры обычной селекции превосходят по продуктивности генетически модифицированные аналоги.

О рисках. Я уже частично ответил на этот вопрос выше. Добавлю лишь, что к наиболее значимым и доказанным на настоящий момент аграрно-экологическим рискам использования ГМ-культур можно отнести:

— снижение разнообразия традиционных (аборигенных) сортов растений и пород животных. Распространение ГМО ведёт к вытеснению других сортов и пород, а значит, к снижению сортового (породного) биоразнообразия. Это разнообразие является основой устойчивого сельского хозяйства;

— сокращение видового разнообразия. Производство ГМО приводит к сокращению видового разнообразия растений, животных, грибов и микроорганизмов, обитающих на полях, где они выращиваются, и вокруг них. Быстрорастущие виды трансгенных организмов могут вытеснить обычные виды из естественных экосистем;

— неконтролируемый перенос генов, особенно генов, определяющих устойчивость к пестицидам, вредителям и болезням, вследствие переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами. Как следствие — снижение биоразнообразия дикорастущих предковых форм культурных растений и формирование суперсорняков;

— распространение использования гербицидов широкого спектра (например, глифосината или глифосата), которое приведёт к обеднению видового состава полезной энтомо- и орнитофауны (насекомые и птицы) и разрушению агробиоценозов;

— истощение и нарушение естественного плодородия почв. ГМ-культуры с генами, ускоряющими рост и развитие растений, в значительно большей степени, чем обычные, истощают почву и нарушают её структуру. В результате подавления токсинами ГМ-растений жизнедеятельности почвенных беспозвоночных, почвенной микрофлоры и микрофауны происходит нарушение естественного плодородия почв.

О перспективах развития традиционных (селекционных) технологий. Традиционная селекция остаётся по-прежнему в арсенале генетики для получения сортов и пород сельскохозяйственных организмов. В последней «Декларации о генетическом разнообразии» Всемирной организации по продовольствию и сельскому хозяйству ООН (ФАО) как раз и делается основной акцент на сохранение и преумножение национальных пород и сортов, поскольку они являются плодом тысячелетних трудов наших предков и служат основой продовольственного суверенитета и безопасности государств. Так что рано списывать селекционеров со счетов! Я думаю, что они ещё не сказали своего последнего слова. Удачи им и процветания.

В. Лебедев. Одним из рисков массового выращивания ГМ-культур называют появление устойчивых вредителей и возбудителей заболеваний, способных преодолеть механизмы защиты, переданные с помощью генной инженерии, а также появление сорняков, устойчивых к гербицидам, используемым на ГМ-растениях. В этом нет ничего нового — противостояние болезни и селекционера продолжается всю историю селекции. Устойчивость сортов, выведенных обычным путём, также со временем ослабевает, благодаря чему постоянно и выводят новые сорта. То же касается и устойчивости к гербицидам — в результате мутаций такие сорняки появлялись на полях задолго до создания трансгенных растений. Именно из этих сорняков были выделены некоторые гены устойчивости к гербицидам, перенесённые затем в культурные растения. Меры борьбы с этим явлением также давно известны: чередование сортов с различными механизмами устойчивости, чередование гербицидов, получение трансгенных растений с двумя различными генами устойчивости: вероятность появления у одной особи двух мутаций, ведущих к приобретению устойчивости, практически нулевая.

Другой риск — это перенос трансгенов в окружающую среду. Однако далеко не каждое ГМ-растение и не в каждом месте способно скрещиваться с дикими видами. Существуют как естественные (самоопыление, отсутствие родственных видов), так и искусственные (индуцирование стерильности пыльцы, пространственная изоляция) препятствия. Селекционеры уже много лет выводят сорта с устойчивостью к болезням, вредителям и абиотическим стрессам (засухе, холодам и др.). Эти сорта также способны скрещиваться и передавать гены устойчивости. Однако до сих пор неизвестно о каких-либо случаях появления сорняков с повышенной выживаемостью или способностью к распространению.

Наконец, существует вероятность воздействия ГМ-растений на так называемые немишенные виды. Это относится к растениям с инсектицидной активностью, то есть синтезирующим белки, губительно действующие при поедании на вредителей. Однако такие трансгенные растения проходят проверку на безопасность для различных организмов (почвенных, водных, насекомых-опылителей и т.д.), и к выращиванию допускаются только те, которые её выдержали.

Традиционную селекцию не следует списывать со счетов по ряду причин. Во-первых, генная инженерия растений в ряде случаев лишь поставляет исходный материал для дальнейшей селекционной работы, хотя её кпд (генной инженерии) значительно выше, чем у других методов — гибридизации, мутагенеза и др. Во-вторых, с помощью методов генной инженерии пока нельзя переносить полигенные признаки, то есть признаки, кодируемые многими генами: продуктивность, размер, форму и вкус плодов и т.д. В-третьих, трансгенную технологию экономически нецелесообразно (по крайней мере в настоящее время) использовать для улучшения относительно малораспространённых сельскохозяйственных культур.

Поскольку вопрос безопасности употребления генетически модифицированных продуктов остаётся пока без уверенного положительного ответа, не считаете ли вы, что с генетически модифицированным продовольствием следует притормозить? Технические культуры — это пожалуйста! А вот ставить на человечестве сомнительные опыты с продовольственными модификатами — это по меньшей мере авантюрно, по большому же счету — преступно!

[1]  [2]  [3]