Что такое ГМО

определение ГМО

Кулинарный обозреватель Натаниэль Джонсон недавно в американском онлайн-журнале «Grist» опубликовал статью под названием: «Практически невозможно дать определение «ГМО»» (1), в то время как в статье, опубликованной в рецензируемом научном журнале «Embo Reports» (2) утверждается, что ГМО — это «бессмысленная псевдо-категория».

ГМО четко дано определение в Европе, Европейском союзе, а на международном уровне Организацией Объединенных Наций, Картахенским протоколом по биобезопасности. Проблема заключается в том, что в таких странах как США и Австралия, которые находятся за пределами Европы и не подписавшие Картахенский протокол, не существует четкого определения ГМО.

В связи с изменением технологий генной инженерии в Европе также полезно вновь пересмотреть, что подразумевается под ГМО и выяснить, как это определение соотносится с новыми технологиями редактирования генома, например с олигонуклеотид-направленным мутагенезом (ОНМ) и короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами (англ. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats — CRISPR).

1) ГМО изменены так, как это не происходит в природе
Что такое ГМО? В Европейском союзе ГМО означает «организм, за исключением организма человека, в котором генетический материал был изменен таким образом, как это не происходит природным способом в результате скрещивания и/или природной рекомбинации». (3) Картахенский протокол (4) под живыми измененными организмами (англ. Living Modified Organism — LMO) или ЖИО (Картахенский термин для ГМО) называет «любой живой организм, обладающий новой комбинацией генетического материала, полученной благодаря использованию современной биотехнологии». В рамках этих определений под ГМО понимается организм, генетический материал которого не встречается в природе, либо он был получен с помощью процесса, который не встречается в природе.

Фермеры и скотоводы проводили селекцию и отбирали сорта для получения лучших урожаев и надежной устойчивости к болезням и вредителям, но это была обычная селекция. Обычная селекция использует скрещивание, генная инженерия же не используют ее! Что имеется в виду, потомство — это результат спаривания (скрещивания) представителей мужского и женского пола и потомству присущи природные различия (черты), представляющие интерес для фермеров, благодаря которым их отбирают для дальнейшего разведения. В генной инженерии для изменения черты процесс размножения не используется: генетический материал непосредственно изменяется человеком.

Природа многогранна и существуют случаи генетической передачи без скрещивания. В частности бактерии могут обмениваться генами в результате горизонтального переноса генов. Иногда такой горизонтальный перенос генов по передачи генов происходит между бактериями, вирусами и растениями. Но это случается не часто и когда это происходит, это часто имеет эволюционное значение. Например, было обнаружено, что сладкий картофель (5) переносил гены агробактерии, это известно как общее бактериальное заражение растений. Хотя это часто используется для утверждения того, что получение ГМО это естественно, в самом деле, это показывает, что в данном конкретном случае горизонтальный перенос генов был важен для эволюции сладкого картофеля.

Здесь важно проводить различие между новыми комбинациями генетического материала, которые периодически происходят и редко встречаются в природе и обычным созданием организмов с новой комбинацией генетического материала, полученной при помощи генной инженерии.

2) Сущность ГМО – прямая модификация генетического материала
ГМО — это организм, в котором генетический материал был изменен непосредственно человеком. Это более узкое понятие, когда люди говорят о неприродной стороне генной инженерии. При генной инженерии генетический материал не изменяется путем селекции, а благодаря определенному человеческому вмешательству.

Существует несколько способов, когда эта прямая модификация может иметь место. Наиболее распространенный метод с точки зрения коммерческого использования в сельском хозяйстве и применяемый при создании существующих ГМО – это применение методов «In vitro» (методы в пробирке).

В пробирке (In vitro) буквально означает «в стекле» а в более общем плане, в лаборатории. Этот процесс обязательно предполагает вмешательство людей, поскольку эти люди, которые работают в лаборатории. Сегодняшние методы генной инженерии и новые методы редактирования генома как ОНМ и CRISPR, явно методы в пробирке, они предусматривают прямую обработку людьми генетического материала вне организма, в лаборатории.

В обоих определениях ГМО по ЕС и Картахенскому протоколу, методы в пробирке являются одними из центральных концепций, используемых для определения ГМО. Другие методы также отнесены к таковым, с помощью которых создаются ГМО, например слияние клеток между различными группами организмов (например, между двух различными видами животных), но они не так распространены.

Прямая модификация генетического материала, происходящая вне процесса размножения и часто с использованием методов в пробирке, порождает ГМО. ГМО появляются в результате действий человека, которые четко определены, как с научной, так и юридической точки зрения. Следовательно, хотя люди занимались селекцией растений на протяжении многих тысячелетий, они до совсем недавнего времени непосредственно не изменяли генетический материал.

3) ГМО не определяются наличием «чужих» генов
Все из совсем немногих ГМ-культур, выращиваемых на коммерческой основе во всем мире содержат гены другого организма, как правило, бактерии. Это по определению ГМО. Но ГМО могут быть созданы и путем передачи гена между растениями одного и того же вида. Это известно как «цисгенез» (cisgenesis) и отличается от «трансгенеза» (transgenesis). «Цис» означает «по одну сторону», в то время как «транс» предлагает «через» или «с другой стороны».

Опасения, связанные с ГМО можно разделить на две основные категории. Первая касается признака, черты, новой особенности, что растение или животное было генетически модифицировано для, например, устойчивости к гербицидам или насекомым. Мы можем быть обеспокоены тем, что к гербицидо-устойчивая черта повышает использование гербицидов или устойчивость к насекомым может быть токсичной для «дружественных» насекомых, таких как пчелы, также как для вредного целевого организма.

Вторая категория проблем более фундаментальна. Это касается самого генно-инженерного процесса.

Мы уже видели на примере ГМ-культур, что генно-инженерный процесс может непреднамеренно внедрить (6) дополнительные фрагменты генов и сделать их перестановку (7) в ДНК растений. Изменение ДНК организма может также нарушить тонко сбалансированную и сложную химию, которая позволяет правильно функционировать организму. Все это может иметь последствия для продовольственной и экологической безопасности.

Например, белок, который обычно продуцируется в растении, может быть изменен таким образом, что он становится аллергенным, или обычно продуцируемое химическое соединение может быть изменено таким образом, что оно становится токсичным для людей или животных. Вот почему регулируются ГМО, именно из-за риска изменить точно настроенный организм.

Многие люди думают, что независимо от того, сколько проведено тестов, ГМО не могут быть безопасными, поскольку трудно, если невозможно найти изменения и всегда есть шанс не заметить измененный белок или химическое соединение, но это в конечном итоге может привести к негативному воздействию на окружающую среду и здоровье человека.

Опасения по поводу неожиданных и непредсказуемых последствий, вытекающих из генетической модификации, зависят не только от присутствия чужеродных генов, но и от самого измененного генетического материала организма и эти изменения могут иметь неожиданные последствия.

Новые методы генной инженерии, включая методы редактирования генома, такие как CRISPR, способны изменить ДНК в определенных местах и не обязательно это связано со вставками генов одной и той же или разных разновидностей.

Но это не значит, что они безопасны. Методы редактирования генома идут в ногу с так называемыми «нецелевыми эффектами» (8), то есть, они могут редактировать ДНК в других местах помимо предполагаемого местонахождения. Таким образом, потенциал неожиданных и непредсказуемых последствий все еще присутствует в методах редактирования генома и продукты, получаемые при помощи этих методов генетической модификации так же необходимо регулировать, как и ГМО.

4) Биотехнология не является генетической модификацией
Иногда используется термин «биотехнология», как будто она приравнивается к генетической модификации. Это не так. Биотехнология — это применение любого биологического метода по созданию продукта, например, когда используются дрожжи для создания пива или хлеба. Таким образом, люди использовали биотехнологии на протяжении многих тысячелетий. «Современная биотехнология» означает использование современных биологических методов. Современная биотехнология включает в себя целый спектр методов, из которых генная инженерия является лишь единственным направлением.

За последние десять лет или около того многие из достижений в селекции были достигнуты благодаря современной биотехнологии, известной как селекция с помощью маркеров (СПМ, англ. marker-assisted selection — MAS). СПМ основана на наших знаниях о ДНК растений и животных, но она использует «маркеры» в ДНК, чтобы через процесс размножения отслеживать гены, связанные с полезными чертами, как засухоустойчивость. Преимущество заключается в том, что это ускоряет процесс размножения, поскольку ученые могут быстро узнать присутствуют ли желаемый ген в растении или нет, прежде чем начать полевые испытания.

СПМ не является генной инженерией. Она приводит к традиционно выводимым растениям. Она непосредственно не изменяет генетический материал и не создает ГМО. Тем не менее, она использует текущий набор знаний о ДНК и геноме, чтобы вывести растения и животные с желаемыми чертами. Она применялась ко многим культурам и послужила выведению многих полезных черт, как например засухоустойчивый и устойчивый к наводнениям рис.

Действительно многие ученые считают, что СПМ превосходит генную инженерию, поскольку она может быть применена к сложным чертам, к таковым которые управляются более чем одним геном. Это трудно для генной инженерии, поскольку она обычно использует подход одного гена. Однако СПМ не является свободной от патентов и существует тревожная тенденция к патентированию СПМ сортов растений, компаниями которые их вывели. Тем не менее, СПМ четко демонстрирует, что современная биотехнология это не вся генная инженерия и что генная инженерия не единственное решение или даже не лучший путь использования наших знания о том, как работают геномы.

Еще одна биотехнология (хотя не обязательно современная) использующая мутагенез или мутационную селекцию для селекции растений. Это когда растение подвергается воздействию радиации или химического вещества, что и вынуждает ДНК изменяться. В ЕС это классифицируется как ГМО, поскольку ДНК была изменена, но из-за своей долгой истории применения, относящейся к 1920-х и 30-х годам, эта технология было освобождена от ГМО правил. Несколько сортов сельскохозяйственных культур высаживаемых сегодня были получены с помощью мутационной селекции.

Мутагенез не вводить новые гены в растения, но разновидность пшеницы, полученной таким образом, названной Ренан, была ошибочно заявлена как содержащая трансгенный материал. Мутагенез работает путем использования внешнего стресса для растений, который вызывает мутации в ДНК. Эти мутации случайны, поскольку невозможно предсказать конкретную черту, создаваемую мутацией, разведение продолжается до тех пор, пока не будет протестировано потомство. Это тот случай, когда можно «наблюдать то, что вы получаете». Это означает, что этот способ ограничен в отличии от генной инженерии.

Некоторые методы редактирования генома (например, CRISPR и ОНМ) способны внести небольшие изменения в генах в указанных местах. Иногда эти небольшие изменения рассматриваются как подобие мутационной селекции, но они более направленные. Однако возможностей генетических изменений у методов редактирования генома гораздо больше, чем у мутагенеза. Хотя существует беспокойство по поводу мутационной селекции, методы редактирование генома это совершенно новая игра с мячом.

Несомненно, с прогрессом науки будет больше появляться новых методов и технологий, которые будут стремиться выйти за пределы этих понятий, поэтому мы должны еще на этой ранней стадии ясно понимать, что такое ГМО, а что нет.

Источники:
1. Натаниэль Джонсон «Практически невозможно дать определение «ГМО»». Журнал «Grist», 21 декабря 2015 года.
grist.org/food/mind-bomb-its-practically-impossible-to-define-gmos/
2. Джованни Таглибу ««ГМО» — Бессмысленная псевдо-категория». Журнал «Embo Reports» №17 (2016) стр. 10-13, 11 ноября 2015 года. DOI 10.15252/embr.201541385.
embor.embopress.org/content/17/1/10
3. Регулирование ГМ-культур: правила стран ЕС. Обновлено 2 декабря 2015 года.
eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=URISERV%3Al28130
4. Картахенский протокол по биобезопасности. Принят 29 января 2000 года в качестве дополнительного соглашения к Конвенции о биологическом разнообразии и вступил в силу 11 сентября 2003 года.
bch.cbd.int/protocol
5. Тина Киндт, Дора Куспи, Гонконг Жаиц, Роберт Джарретт, Марк Числаим и др. «Геном обрабатываемого сладкого картофеля содержит агробактерии Т-ДНК с экспрессируемыми генами: Пример природной трансгенной пищевой культуры». Журнал «PNAS», 16 марта 2015 года. doi: 10.1073/pnas.1419685112.
www.pnas.org/content/112/18/5844.abstract
6. Питер Вандельс, Изабель Тавернис, Энн Депикер, Эрик Ван Бокстаил, Марк де Лус «Характеристика вставки в сою Roundup Ready». Журнал «European Food Research and Technology», №213 (2001), стр. 107–112. DOI 10.1007/s002170100336.
www.cera-gmc.org/docs/articles/09-090-008.pdf
7. Марта Хернандес, Мария Пла, Тереза Эстев, Саломея Прат, Пер Пьюмонеч и Алехандро Феррандо «Определенная количественная в реальном времени система обнаружения ПЦР в MON810 кукурузе YieldGard® на основе 3’-трансгенной интеграционной последовательности». Журнал «Transgenic Research», №12 (2003), стр. 179–189.
www.ufpe.br/biolmol/stacking/Hernandez-et-al-2003.pdf
8. Агапито Тэнфени Викмарк Г. «Отчет по биобезопасности: Текущее состояние новых технологий по селекции растений: биобезопасность и пробелы в знаниях сайт направленного мутагенеза и олигонуклеотид-направленного мутагенеза». 2015 год.
genok.com/arkiv/4288/

Один комментарий к “Что такое ГМО”

  • Александр
    9 февраля, 2016, 4:12
    Цитировать

    Отличная подборка свежей информации. Информация про картошку только доказывает что ГМО модификация имеет место быть в природе уж хз сколько веков.

Оставить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :schu: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :njam: :mrgreen: :lol: :laila: :idea: :grin: :gaf: :foto: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Оповещать о новых комнетариях по RSS