CC BY
125ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП ХГАЭП
УДК 338.45 А.В. Алешков, канд. техн. наук,
доцент кафедры товароведения коммерческого факультета Хабаровской государственной академии экономики и права
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ: ПРОТИВОРЕЧИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ
The author considers a set of issues connected with the usage of genic-ingeneering-modified organisms (GMO) in foodstuffs by discribing some aspects of creating and growing transgenic plants, of legally regulating and informationally providing the circulation of GMO in Russia and abroad, of controlling GMO as well and by using the results of his reseaches.
Keywords: genic-ingeneering-modified organisms (GMO), GMO control, innovative technologies, global foodstuffs problem, genic ingeneering, biotechnologies, Paul Berg, Stanley Cohen, A.A. Baev.
Сегодня мы являемся свидетелями бурного развития инновационных технологий во всех областях человеческой деятельности, и пищевая индустрия не является исключением. Если 20 - 30 лет назад потребителю мало что говорило словосочетание «генетически модифицированный организм» (ГМО), то сегодня об этом информировано уже более 75 % процентов населения развитых стран. Проблема генетической модификации встречает крайне неоднозначное отношение не только потребителей, но и учёных, политиков и даже религиозных деятелей. Действительно, эта новая технология уже оставила свой след в агротехнике, экологии, экономике, патентном праве, этике, и ни в одной из этих областей противоречия, вызванные повсеместным внедрением ГМО, не решены до сих пор. В области пищевой промышленности, с одной сто-
роны, подчёркивается значимость генной инженерии в решении глобальной продовольственной проблемы, а с другой - акцентируется внимание на опасность исчезновения человека как биологического вида. Между ними множество менее радикальных мнений, но ни общественность, ни учёный мир не могут остаться равнодушными.
Генно-инженерно-модифицированные организмы в соответствии с Федеральным законом Российской Федерации «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» представляют собой организмы, любые неклеточные, одноклеточные или многоклеточные образования, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением методов генной инженерии
и содержащие генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов. Распространённое понятие ГМИ (генетически модифицированный источник) пищи имеет более узкую направленность и относится только к пищевым продуктам или их компонентам, полученным из генетически модифицированных растений.
История возникновения ГМО
На протяжении многих лет наиболее важным в плане передачи наследственной информации для поколений классом макромолекул считали белки, и белковая природа генов у большинства исследователей не вызывала сомнений. Лишь в 1944 г. Эйвери, Мак Леодом и МакКарти было установлено, что носителями наследственной информации являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты - ДНК, что послужило толчком к интенсивному изучению нуклеиновых кислот. Следующим важным открытием стало обнаружение в бактериальных клетках внехромосомных кольцевых молекул ДНК длиной от 2 250 до 400 000 пар нуклеотидов, получивших название плазмиды. Оно предопределило возникновение такой науки, как генная инженерия [1].
К началу 70-х гг. прошлого века были сформулированы основные принципы функционирования нуклеиновых кислот и белков в живом организме и созданы теоретические предпосылки генной инженерии, объектами которой на том этапе стали бактерия кишечная палочка (Б. Coli) и её вирусы - фаги. Были разработаны методы выделения высокоочищенных пре-
паратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. В плазмиды «вклеивались» необходимые гены, после чего их добавляли к культуре бактерий. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая репликацию (копирование) и экспрессию (процесс преобразования наследственной информации от гена в РНК или белок, сопровождающийся фенотипическими проявлениями) соответствующих генов.
Следует отметить, что подобные механизмы нередко встречаются в природе одноклеточных микроорганизмов. Так, учёные, изучая почвенную бактерию Ag-robacter tumefacience, образующую наросты на стволах деревьев и кустарников, обнаружили, что она переносит фрагмент собственной ДНК в ядро растительной клетки, где он встраивается в хромосому и распознается как свой. Этот микроорганизм проникает через повреждённую поверхность, перенося ДНК из так называемой Ti-плазмиды (от лат. tumor inducing -опухолеродный) в клетки растения с последующим синтезом ряда веществ фенольной природы (опины - октопин, но-палин, агропин), необходимых для фенотипического проявления (экспрессии) бактериальных генов - образования опухоли (корончатого галла). Подобная естественная трансформация была использована учёными для введения любой требуемой ДНК в геном растения, что послужило толчком к развитию генной инженерии растений [2].
Датой рождения генетической инженерии считают 1972 г., когда в Стенфордском университете будущие нобелевские лауреаты по химии, физиологии и меди-
цине Поль Берг и Стэнли Коэн с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и Б. СоН. В нашей стране первым учёным, который поверил в перспективность генной инженерии и возглавил исследования в этой области, был академик АН СССР А.А. Баев. С тех пор перед генной инженерией были поставлены обширные практические задачи, а первыми значительными достижениями стало получение лекарственных средств путём бактериального синтеза.
14 октября 1980 г. стал историческим днем для генной инженерии. В то утро фондовая биржа на Уолл-Стрит в Нью-Йорке впервые выпустила на торги более одного миллиона акций компании «ОепеШеек» по 35 долларов за штуку -цене, через 20 минут взлетевшей до 89. А началось это с того, что биохимик Герберт Бойер и финансист Роберт Свенсон в 1976 г., вложив по 500 долларов каждый, основали «ОепеШеек». Энтузиазм фондового рынка был вызван всего лишь 20 миллиграммами человеческого инсулина, полученного в 1978 г. из генетически модифицированной кишечной палочки Е. еоИ. С этого дня началась золотая эра биотехнологии, поднявшая фармакологическую промышленность до второй по доходности после компьютерных технологий позиции в американской экономике. Как в советских, так и в зарубежных лабораториях были созданы штаммы кишечной палочки, синтезирующие гормон роста человека (соматотропин) - основу для синтеза инсулина, пептидные гормоны - брадикинин и ангиотензин, нейро-
пептид лей-энкефалин и ряд других [3]. Теперь мировой рынок инсулина оценивается в миллиард долларов, с ежегодным потреблением около 2500 кг. Ранее инсулин получали из клеток поджелудочной железы животных, поэтому стоимость его была очень высока. Для получения 100 г кристаллического инсулина требовалась почти тонна поджелудочной железы, или 400 - 500 коров, что делало инсулин дорогим и труднодоступным.
Создание с прицелом на промышленное производство генетически модифицированных, или трансгенных, растений обозначило принципиально новые возможности для создания сельскохозяйственных культур, устойчивых к экстремальным воздействиям и инфекционным поражениям. Первое такое растение - табак - было выращено в 1989 г., а уже пять лет спустя томат FLAVR SAVR фирмы «Calgehe Inc.» с геном арктических рыб был принят к промышленному производству. Его отличала способность сохраняться месяцами в недоспелом виде при температуре 12°С, но, будучи помещённым в тепло, томат достигал спелости за несколько часов [4]. Всесторонний анализ отечественных и зарубежных источников позволил выявить наиболее перспективные прикладные применения генетической модификации растений:
1. Получение растений, устойчивых к гербицидам. На производство гербицидов ежегодно в мире расходуется до 10 млн дол. США. При этом многие гербициды оказывают вредное воздействие не только на сорняки, но и на те растения, для защиты которых их используют. Для решения этой проблемы были созданы транс-
генные растения, устойчивые к триазинам, имидазолинолам, циклогександио-нам, арилоксифеноксипропионатам, бро-моксинилам, феноксикарбоксильным кислотам, глюфосинатам, цианамиду, ди-лапону. Первым таким растением была соя, с которой и началось промышленное внедрение трансгенных растений в сельскохозяйственное производство. Кроме того, были получены трансгенные линии табака, томатов, картофеля, устойчивые к гербициду неизбирательного действия гли-фосату (коммерческое название «Раунд-Ап»).
2. Получение растений, устойчивых к вирусам. Иных способов борьбы с вирусными инфекциями сельскохозяйственных культур в настоящее время до сих пор не существует. Вирусы растений (фитовирусы) причиняют существенный ущерб растениям и значительно снижают урожай. Обработка растений генами, кодирующими белки оболочки вируса или антисмыс-ловыми последовательностями вирусной РНК, позволяет получать растения, устойчивые к вирусным инфекциям. В настоящее наиболее распространены: картофель, устойчивый к вирусу скручивания листьев и У-вирусу картофеля; кабачки, устойчивые к вирусу мозаики огурцов, жёлтому вирусу мозаики цуккини, вирусу мозаики дыни; папайя, устойчивая к вирусу кольцевой пятнистости папайи. Начаты полевые испытания устойчивого к фитофторе картофеля, пшеницы, устойчивой к грибку Fusarium.
3. Получение растений, устойчивых к насекомым-вредителям. В рамках традиционной селекции не удаётся получить сорта картофеля, устойчивые к колорад-
скому жуку, который является главным незаконным «едоком картофеля». Потенциальные потери урожая от него только в России оцениваются более чем в 4,1 млн т, или 19,4 млрд рублей. Применение инсектицидов для борьбы с насекомыми не вполне эффективно вследствие их токсичности, длительного срока биоразложения (до 20 лет), постоянной аккумуляции в природе и в тканях организма, необходимости многократной обработки растений. В Бельгии и США были успешно проведены работы по внедрению в растительную клетку генов земляной бактерии Bacillus thuringiensis (Bt-ген), позволяющих синтезировать токсин-инсектицид бактериального происхождения, делая растение «несъедобным» для насекомых. Это позволило сократить применение инсектицидов на 40 - 60 %. На сегодняшний день в мире наиболее распространены трансгенная кукуруза, устойчивая к широкому спектру вредителей, картофель, устойчивый к колорадскому жуку (28 линий), томаты.
4. Получение растений с удлинённым сроком созревания плодов. Преждевременное созревание и размягчение фруктов и овощей становится серьёзной проблемой при их транспортировке. Установлено, что при созревании плодов в растениях активируются специфические гены, кодирующие ферменты целлюлазу и полигалактуроназу. Подавление экспрессии этих генов приводит к замедленному, запоздалому созреванию.
В этой связи были созданы трансгенные томаты, способные синтезировать антисмысловые РНК-версии этих генов.
При введении их в геном томатов активность ферментов снижалась на 90 %.
Помимо томатов в промышленных масштабах выращивается мускатная дыня с замедленным созреванием, благодаря снижению синтеза этилена.
5. Получение растений, устойчивых к морозу, благодаря введению генов белка полярной рыбы (мелкой камбалы) в качестве нового антифриза для растений. Этот метод был применён для томатов, ставших первым промышленно выпускаемым трансгенным растением, и может быть также апробирован на клубнике, картофеле, вишне, персиках, которые смогут переносить холод в период цветения [4].
6. Получение растений с заданным химическим составом и пищевой ценностью. Генетическая модификация растений может изменять химический состав и потребительские свойства, повышать биологическую ценность белков сельскохозяйственных культур. Изменив нуклеотидную последовательность генов запасных белков семян, можно синтезировать белок с нужным аминокислотным составом, повышая содержание метионина, дефицитного для бобовых, и лизина, дефицитного для злаков и зерновых. Таким путём были получены трансгенные соя и рапс с содержанием лизина в 2 - 5 раз больше, чем в исходных растениях.
С помощью генной инженерии можно
повысить содержание наиболее ценных с биологической точки ненасыщенных кислот, входящих в состав сои, подсолнечника, пальмы, снизить содержание эруковой кислоты в масле рапса.
Сейчас на рынке представлены различные сорта сои, рапса и других масличных культур с высоким содержанием олеиновой кислоты, рис с повышенным содержанием каротиноидов [5].
7. Получение гипоаллергенных растений. В растительной пище могут содержаться вредные для здоровья вещества. Например, около 10 % японцев страдают от аллергии на запасной белок зерновок риса. Генная инженерия позволяет получить рис, в котором инактивирован ген соответствующего белка. Такие трансгенные растения позволяют вернуть традиционный продукт в рацион аллергиков.
S. Изменение потребительских свойств растений. В настоящее время для улучшения пищевых продуктов добавляют соль, сахар, ароматизаторы, усилители вкуса и запаха, другие пищевые добавки, преимущественно синтетического происхождения, отношение к которым неоднозначное. Возможно, было бы экономически выгоднее и, несомненно, безопаснее для здоровья потребителя, если бы исходное сырьё непосредственно содержало вещества, придающие будущему продукту требуемый вкус. В качестве удачного примера можно привести эксперименты по повышению сладости плодов томатов и листьев салата путём введения в геном этих растений синтезированного химическим путём гена, кодирующего белок африканского растения Dioscore-phyllum cummincii Diels монеллин (в десять тысяч раз более сладкого, нежели сахароза). Экспрессия синтетического гена в томатах и в салате приводила к синтезу монеллина в плодах и в листьях.
9. Получение растений-продуцентов фармацевтических препаратов. В настоящий момент развёрнуты биофармацев-тические исследования, нацеленные на получение растительных вакцин для человека, действующих против СПИДа, онкологических заболеваний, диареи. Группа исследователей штата Техас надеется получить растительные вакцины против гепатита и холеры. Уже ведутся работы по введению в табак гена, контролирующего продукцию гормона роста человека.
10. Получение растений-фиксаторов азота. Высшие растения не могут усваивать азот атмосферы, получая его из почвы в виде неорганических солей или в результате симбиоза с клубеньковыми бактериями. Введение генов этих бактерий в растения значительно снизит потребление азотсодержащих удобрений. Наиболее широко работы ведутся с бактериями Azospirillum. В серии опытов, проведённых в Индии, была достигнута 30 %-ная прибавка урожая зерна.
11. Получение декоративных растений. Например, гены, контролирующие голубой цвет у петунии, могут быть перенесены в розы, красные гвоздики или хризантемы для достижения большей декоративности. Интересным представляется экспрессия в трансгенных растениях флуоресцирующих белков, светящихся в темноте (табак). В этом году объявлено о создании голубых роз с геном, контролирующим синтез пигмента дельфиниума. В России, в Институте биоорганической химии РАН, получены клоны хризантем с компактной формой соцветий и изменёнными цветами путём переноса гена го1С из бактерии A.rhizogenes в хризантему.
Все вышеперечисленные примеры позволяют понять, на чём основывается мнение сторонников генной инженерии растений, утверждающих, что на сегодняшний день ГМО - наиболее дешевый и экономически безопасный способ для производства пищевых продуктов. Новые технологии позволят решить одну из наиболее значимых глобальных проблем
- проблему нехватки продовольствия.
ГМО в мире
Масштабные посевы трансгенных культур впервые были произведены в США в 1996 г. на площади свыше 2 млн га. Спустя 10 лет они увеличилась более чем в 50 раз, достигнув в 2008 г. 125 млн га. Число стран, практикующих трансгенное растениеводство, составило уже 25, лидерами из них являются США, Аргентина, Бразилия, Канада, Индия и КНР [7].
В мировом сельском хозяйстве среди 220 официально зарегистрированных линий трансгенных растений превалируют четыре основных культуры: соя (58,6 %), кукуруза (24 %), хлопчатник (13 %) и рапс (4,4 %); в незначительном количестве выращиваются тыквенные, папайя, люцерна и рис, на их долю приходится менее 0,1 %. 57,5 % выращиваемых в мире генетически модифицированных культур устойчивы к гербицидам.
Гены устойчивости к вредителям и возбудителям болезней имеет 35,5 % сортов (в том числе 20,5 % - к насекомым, 15,0 % - к вирусам); изменение химического состава продукта в целях повышения пищевой ценности и способности к хранению - 18 %. Кроме того, 13,4 % линий имеют 2 признака одновременно.
Наиболее часто при создании трансгенных растений используются регуляторные гены. Так, промотор 35S из вируса мозаики цветной капусты встречается более чем в 70 % линий трансгенных растений в целом и почти в 90 % линий, зарегистрированных в РФ. При этом 35S является универсальным для таких видов трансгенных растений, как картофель, кукуруза, свёкла, папайя, тыква. Терминатор nos из Agrobacterium tumefaciens фигурирует в 60 % случаев и в70 % зарегистрированных в РФ [8]. Отметим, что расходы на разработку нового генетически модифицированного сорта достаточно велики (50 - 200 млн дол.), а процесс его внедрения, включая сортоиспытания и исследования на биобезопасность, занимает 7 - 10 лет. В России собственного производства генномодифицированных растений нет. Сейчас в стране зарегистрировано 17 линий ГМО, разрешённых для реализации населению и использованию в пищевой промышленности на основании результатов полного цикла оценки безопасности, в том числе 3 линии сои, 8 - кукурузы, 4 - картофеля, по 1 - сахарной свёклы и риса. Две линии картофеля (Елизавета 2904/kgs и Луговской 1210 amk), разработанные в России, допуска на производство в сельском хозяйстве не имеют.
Вероятные риски применения ГМО
Противники трансгенных растений обычно приводят аргументы со стороны медицины, экологии, экономики, этики и т.д. Особое внимание при этом уделяется возможной аллергеноопасности, антибио-тикоустойчивости, токсичности для здо-
ровья. Кроме того, по некоторым данным [9], урожайность трансгенной сои в США в среднем на 5,4 % меньше натуральной (39,0 и 41,1 ц/га соответственно) при одинаковой себестоимости производства. В то же время, согласно исследованиям Института питания РАМН, специфический белок, образующийся при генетической модификации сои, полностью разрушается в желудочно-кишечном тракте лабораторных животных [10]. А испытания, проведённые в Российской Академии сельскохозяйственных наук, показывают, что генетически модифицированные соевые продукты по своим потребительским свойствам мало отличаются от аналогов из традиционного сырья [11]. Однако мы считаем, что есть необходимость более подробно прокомментировать аргументы, приводимые противниками широкого распространения ГМО.
1. Непредсказуемость встраивания чужеродного фрагмента ДНК в геном растения. В настоящее время не получается вставлять чужеродный фрагмент ДНК в данное конкретное место генома хозяина. Случайно встроенный чужеродный ген может влиять на работу соседних генов, приводя к снижению устойчивости к патогенам и критическим температурам, то есть оказывать так называемый плейо-тропный эффект. С другой стороны, до сих пор нет научных доказательств того, что место встраивания целевого гена влияет на возможность проявления фенотипического признака и на появление побочных эффектов. Встраивание гена в конкретный участок ДНК привело бы к неоправданному удорожанию технологии.
2. Наличие во встраиваемом фраг-
менте ДНК генов устойчивости к антибиотикам. Многие трансгенные культуры содержат ген устойчивости к антибиотикам (канамицин, неомицин, ампициллин, стрептомицин и спектиномицин) в качестве «маркеров» для проверки успешности процесса генетической модификации - экспрессию гена устойчивости к антибиотикам обнаружить значительно легче, чем ждать проявления фенотипических признаков. Функционального значения для растения эти гены не имеют и могут быть удалены, что, однако, отсрочило бы коммерческое внедрение трансгенных культур. Опасность этих генов заключается в том, что они, будучи перенесены в геном болезнетворных микроорганизмов, сделают неэффективным лечение пациента антибиотиками. В настоящий момент прилагаются серьёзные усилия, направленные на удаление нежелательных генов из трансгенных растений. В частности, наиболее распространённая линия сои, устойчивой к глифосату (40-3-2), и большинство созданных в последнее время трансгенных растений уже не содержат генов устойчивости к антибиотикам.
3. Снижение сортового биоразнообразия сельскохозяйственных культур вследствие массового применения ГМО, полученных из ограниченного набора родительских сортов. Следует отметить, что классическая селекция тоже не способствует расширению сортового разнообразия, выделяя только определённые признаки растений.
4. Неконтролируемый перенос ДНК-конструкций, определяющих различные типы устойчивости к пестицидам, вреди-
телям и болезням растений, вследствие переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами, а также в геном симбионтных для человека и животных бактерий (E.coli, Lactobacillus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium и др.). В биологии это называется «горизонтальный перенос», явление, впрочем, противоречащее целям эволюции и никогда не встречаемое среди высших организмов.
5. Риски поражения токсичными трансгенными белками нецелевых насекомых и почвенной микрофлоры, что приведёт к нарушению пищевых цепей. Отмечается, что этот риск абсолютно не сопоставим с ущербом для насекомых и микрофлоры, причиняемым в ходе использования инсектицидов и прочих химикатов [12].
6. Развитие аллергических реакций у людей. Имеется в виду, что потребитель не будет информирован о наличии в продукте генов из аллергенных для него ингредиентов.
7. Риски быстрого появления устойчивости к используемым токсинам у насекомых-фитофагов, бактерий, грибов и других вредителей под действием отбора по признаку устойчивости, высокоэффективного для этих организмов также оказались не подтверждены многочисленными исследованиями.
8. Производство биологического оружия: бактерии, устойчивые ко всем антибиотикам; новые организмы, которые могут аннулировать действие вакцины или снизить природную сопротивляемость людей и растений.
9. Экономическое господство корпо-раций-производителей ГМО. Патентуя открытые ими гены и живые организмы, небольшая корпоративная элита вскоре будет контролировать всё генетическое
наследие планеты.
Учёные, которые «открывают» гены и способы манипулирования ими, могут получать патенты и таким образом право владения не только на технологии генетических изменений, но и на сами гены.
Биотехнологические компании
«DuPont», «Upjohn», «Bayer», «Dow», «Monsanto», «Cib-Geigy» и «Rhone-Poulenc» пытаются определить и запатентовать гены растений, животных и людей, чтобы совершить полный захват отраслей сельского хозяйства, животноводства и производства пищевых продуктов. В то же время следует отметить, что в 2007 г. Европейский патентный офис всё-таки отозвал патент EP0301749, выданный «Mosanto Co» на все линии трансгенной сои более 10 лет назад, что стало одним из редчайших случаев ограничения власти корпораций.
Однако все проведённые эксперименты, направленные на определение безопасности трансгенной продукции, не смогли доказать её вреда для жизни и здоровья конечного потребителя либо были грубым образом сфальсифицированы. Среди последних наибольший резонанс получили исследования Аппарда Пуштаи из Университета Абердина (Великобритания) о вреде трансгенной картошки и российского доктора биологических наук, сотрудника Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Ирины Ермаковой.
Пуштаи, получив картофель, устойчивый к колорадскому жуку, и скармливая его крысам, обнаружил у них расстройство пищеварения, снижение иммунитета и другие отклонения. Однако проверка, проведённая Королевским научным об-
ществом Великобритании, показала, что результаты этих исследований представляют собой научную фальсификацию. Вместо В£-гена Пуштаи взял ген лектина (лектины - это антипитательные вещества белковой природы, угнетающие действие пищеварительных ферментов, то есть снижающие пищевую ценность продуктов), создав заведомо ядовитый продукт, чьи токсические свойства проявились бы независимо от постановки эксперимента. Согласно исследованиям И.В. Ермаковой, ГМО могут привести к онкологическим заболеваниям, бесплодию, аллергии, высокому уровню смертности и заболеваемости новорождённых детей, уменьшению численности и исчезновению многих видов животных и растений. Около 40 % крысят, родившихся от самок, употреблявших корм с трансгенной соей, значительно уступали по размеру и весу собратьям из контрольной группы, в рацион которых соя не входила. Всё это сопровождалось значительной (до 56 % за три недели) гибелью новорожденных крысят. Научное сообщество подвергло критике работы Ермаковой за нарушения в организации эксперимента и некорректную обработку полученных данных.
В НИИ питания РАМН проведен сходный эксперимент, в ходе которого изучались долговременные последствия употребления генетически модифицированной кормовой кукурузы на здоровье и репродуктивные функции полутора тысяч крыс в трёх поколениях. При этом было установлено, что трансгенные продукты абсолютно безопасны для здоровья и ре-
продуктивных функций [13]. Наиболее значимые исследования в нашей стране проведены коллективом Всероссийского научно-исследовательского института питания РАМН во главе с его директором, академиком РАМН В.А. Тутельяном. Результаты этих экспериментов обобщены в 440-страничной монографии «Генетически модифицированные источники пищи: оценка безопасности и контроль», увидевшей свет в 2007 году. В ней помимо официальной статистической информации представлены результаты многолетних исследований генетически модифицированных источников пищи нескольких видов и линий, выполненные по следующим направлениям:
- анализ композиционной эквивалентности традиционному аналогу; токсикологические исследования белковых элементов, экспрессируемых генами;
- аллергологические исследования;
- анализ химического состава, пищевой и биологической ценности;
- биохимические исследования;
- гематологические исследования;
- морфологические исследования;
- иммунологические исследования;
- исследование влияния ГМО на функцию воспроизводства;
- исследование функциональнотехнологических свойств.
Коллективом кафедры товароведения Хабаровской государственной академии экономики и права было проведено исследование потребительских и биотехнологических свойств соевого текстурата Maxten R 60, полученного из трансгенной
сои линии 40-3-2, не выявившее достоверных отличий от образца СОЙТЕКС TSP-Natural, не содержащего генно-инженерно-модифицированных организмов (ГМО). В ходе исследования химического и аминокислотного состава, относительной биологической ценности и функционально-технологических свойств мясосодержащих рубленых полуфабрикатов с добавлением указанных ингредиентов влияние генетической модификации не было обнаружено.
Таким образом, отметим, что почти за четверть века своего существования генная инженерия и трансгенные продукты не причинили никакого вреда ни самим исследователям, ни природе, ни человеку, очевидные риски их использования не доказаны. Свершения генной инженерии как в познании механизмов функционирования организмов, так и в прикладном плане весьма внушительны, а перспективы поистине фантастичны. В то же время, учитывая возможность проявления эффектов употребления ГМО через несколько поколений, считаем, что четверть века наблюдений - период незначительный, поэтому на данном этапе особое внимание необходимо уделить законодательному регулированию оборота ГМО.
Нормативно-правовое регулирование вопросов, связанных с ГМО
Законодательное регулирование отношений, связанных с производством и оборотом ГМО, на международном уровне было заложено ещё до промышленного выпуска трансгенных продуктов, когда стало понятным, что его не избежать. В июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро в
ходе Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию была принята Конвенция по биологическому разнообразию, которую ратифицировали 145 стран мира (Россия в этот перечень не вошла). Конвенция хотя и поощряла исследования в области генной инженерии, но предоставила право правительствам государств самостоятельно принимать решение о пользе или вреде трансгенной продукции. В январе 2000 г. в Монреале (Канада) был принят Картахенский протокол по биобезопасности. В течение нескольких лет после этого протокол ратифицировали 57 государств, остальные 136, представители которых участвовали в обсуждении (в том числе и Россия),ещё не взяли на себя обязательства выполнять его положения, и проблемы биотехнологической безопасности в них регулируются локальными нормативными актами или не регулируются вообще. В протоколе был прописан принцип предосторожности: если какой-либо вид деятельности заключает в себе угрозу или вероятность нанесения ущерба здоровью человека или окружающей среде, меры предосторожности должны приниматься, даже если какая-либо причинноследственная связь до конца научно не обоснована. Применительно к проблеме ГМО это звучит так: страна имеет право отказаться от импорта ГМО, опасаясь вредных последствий для окружающей среды и здоровья людей [13]. Подобный подход впоследствии был применён при внедрении генетически модифицированных культур в сельское хозяйство стран Европейского сообщества, где законодательное регулирование ГМО ведёт историю
с момента принятия в 1990 г. Директивы 90/220/ЕЭС «Об осторожности при поступлении в окружающую среду генномодифи-цированных организмов». С 17 октября
2002 г. основным актом Сообщества по обороту ГМО стала Директива 2001/18/ЕС «Об осторожности при поступлении в окружающую среду генетически модифицированных организмов и отмене Директивы 90/220/ЕЭС», а с 2003 г. вступили в силу регламенты 1829/2003 и 1830/2003. С этого момента в странах Европейского сообщества маркируют все пищевые ингредиенты, произведённые из генетически модифицированных культур, даже не содержащих ДНК (крахмал, растительные масла, подсластители). Большинство торговых сетей, среди которых, например, такая известная в Европе сеть, как TESCO, отказались от продажи ГМО. Невыгодно стало и выращивать ГМО. Это наглядно иллюстрирует недавний отказ европейской фирмы «Bayer Crop Science» от выращивания трансгенной кукурузы в Европейском сообществе, так как теперь это требует слишком многих согласований и больших финансовых затрат. В законодательстве Европейского союза о генномодифицированных объектах развился институт «прослеживаемости» продукции, содержащей ГМО или произведённой из них. Поскольку на всех стадиях жизненного цикла продукции проводятся контроль, проверка, передача и протоколирование информации, то потребность в испытаниях снижается [14]. В январе 2005 г. был принят Берлинский манифест «О зонах, свободных от ГМО, регионах и биоразнообразии в Европе». Сегодня на территории Европейского со-
юза более 160 регионов, более 3 500 муниципалитетов и тысячи фермерских хозяйств объявили себя «свободными от ГМО». Усиление импорта пищевой продукции, содержащей ГМО, обусловило необходимость разработки в нашей стране нормативно-правовой базы для контроля за её оборотом. В этой связи Постановлением главного государственного санитарного врача Российской Федерации № 14 от 8 ноября 2000 г. был определён порядок проведения санитарно-эпидемиологической экспертизы каждого впервые поступающего на внутренний рынок России ГМО, в соответствии с которым экспертиза осуществляется по трём направлениям: медико-генетическая оценка (Центр биоинженерии РАН), медико-биологическая оценка (ГУ НИИ питания РАМН) и оценка технологических параметров продукта (МГУ прикладной биотехнологии Минобразования России). Результаты проведённой экспертизы представляются в Минздрав России, который выдаёт разрешение на использование ГМО пищи в пищевой промышленности и реализацию населению или мотивированный отказ.
Впоследствии нормативная база развивалась и дорабатывалась. На сегодняшний день основной нормативный документ в области медико-биологической оценки продуктов, полученных с применением ГМО, - это Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30 ноября 2007 г. № 80, утвердившее методические указания МУ 2.3.2.2306-07 «Медико-биологическая оценка безопасности генно-инженерно-
модифицированных организмов растительного происхождения».
Совершенствовались и методики определения ГМО. Так, в 2003 г. приняты качественные методики определения ГМО, нашедшие отражение в двух национальных стандартах (ГОСТ Р 52173 и ГОСТ Р 52174), причём принятие одного из них стало инновацией, так как метод биологического микрочипа для идентификации ГМО в тот момент нигде в мире не применялся. Недавно было принято ещё два национальных стандарта, вступающих в силу с 1 января 2010 г. ГОСТ Р 53214-2008 «Методы анализа для обнаружения генетически модифицированных организмов и полученных из них продуктов. Общие требования и определения» является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 24276:2006 и описывает практически все термины и определения, встречающиеся в стандартах на методы, с учётом потребностей национальной экономики РФ. ГОСТ Р 53244-2008 «Методы анализа для обнаружения генетически модифицированных организмов и полученных из них продуктов. Методы, основанные на количественном определении нуклеиновых кислот» является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 21570:2005 и устанавливает количественные методы определения ГМО в пищевых продуктах.
Из регионов России наиболее развитая законодательная база принята только в столице и представлена Законом «По ограничению производства и оборота на территории г. Москвы пищевых продуктов, содержащих ГМО» и рядом поста-
новлений (например, от 13 февраля 2007 г. № 88-ПП).
Информационное обеспечение продукции, содержащей ГМО
Информационное обеспечение продукции, содержащей ГМО, складывается из предоставления потенциальным потребителям следующих сведений:
1. Понятие генетической модификации.
2. Возможные преимущества и риски использования продукции, содержащей ГМО.
3. Информация о разрешённых к применению на территории страны проживания линиях генетически модифицированных пищевых продуктов.
4. Информация о наличии (отсутствии) в приобретаемом продукте компонентов, содержащих ГМО.
5. Информация о продукции, вводящей потребителя в заблуждение относительно наличия ГМО в продукте (предоставление информации о результатах мониторинга оборота ГМО).
Что касается информированности населения о сущности генетической модификации, а также о преимуществах и рисках при употреблении трансгенных продуктов, то только около 22 % потребителей пока остаются в стороне. Наши собственные исследования показывают, что 15 % населения г. Хабаровска сознательно готовы приобретать продукты, содержащие ГМО, при условии снижения их стоимости, а 26 % населения и не подозревают о существовании генетически модифицированных организмов [15]. Кроме того, пока не все потребители пра-
вильно понимают сущность новой технологии.
В мире существуют различные подходы к маркировке пищевых продуктов, полученных из ГМО. Так, в США, Канаде и Аргентине такие продукты особым образом вообще не маркируются. В Японии и Австралии принят 5 %-ный уровень маркировки. В Российской Федерации сегодня этикетированию подлежит вся пищевая продукция с долей ГМО более 0,9 % (до 2004 г. - 5 %), эта норма гармонизирована с Директивой ЕС от 22 сентября
2003 г. № 1829/2003. Впрочем, до сих пор остаются разночтения и противоречия в подходах к маркированию пищевых продуктов сложного состава, содержащих компоненты ГМО. Следует также отметить, что Постановлением правительства г. Москвы от 13 февраля 2007 г. № 88-ПП «О дополнительных мерах по обеспечению качества и безопасности пищевых продуктов, информированию потребителей в городе Москве» на территории г. Москвы введена добровольная маркировка продуктов питания знаком «Не содержит ГМО».
Мониторинг оборота пищевой
продукции, содержащей ГМО
Контроль за оборотом ГМО сегодня является одной из наиболее острых тем, имеющих политическое звучание. Поскольку в последнее десятилетие отечественный потребительский рынок испытывает проблему распространения генетически модифицированных продуктов, истинное происхождение которых в подавляющем большинстве скрывается, то контролирующими органами были разработали системы государственного постре-
гистрационного мониторинга ГМО.
О том, что такой мониторинг в России ведётся, свидетельствуют следующие факты. По сведениям Роспотребнадзора,
11,9 % исследованных в 2004 г. пищевых продуктов содержали ГМО, из них 36,4 % не имели декларации об этом. Среди импортных продуктов эти цифры еще выше: 1 4,8 и 47,8 % соответственно. Чаще всего ГМО обнаруживаются в продуктах, содержащих сою, в том числе в мясорастительных и мясосодержащих. По данным общенациональной ассоциация генетической безопасности, в мае 2006 г. трансгенная соя обнаружена в сосисках Черкизовского МПЗ без соответствующей информации на этикетке. Незадекларированные генетически модифицированные компоненты были также идентифицированы в колбасных изделиях, паштетах и пельменях Микояновского, Останкинского и Царицынского мясокомбинатов, предприятий «КампоМос» и «Дарья». В 2005 - 2007 гг. коллективом кафедры товароведения Хабаровской государственной академии экономики и права по заказу Министерства пищевой промышленности и потребительского рынка Хабаровского края был проведён мониторинг наличия ГМО в продуктах питания [16]. Лабораторному исследованию при этом было подвергнуто 40 образцов, случайно отобранных в розничной торговой сети и на производственных предприятиях пищевых продуктов 12 видов. В ходе исследования устанавливали наличие соевых белковых препаратов, в том числе рекомбинантной ДНК (35-^ промотор), а также
идентификацию ДНК, свойственную генетически модифицированной сое сорта Roundup Ready (линия 40-3-2), разрешённой к использованию в пищевой промышленности России. Из 40 испытанных образцов информация о наличии растительных ингредиентов (соевых белков) содержалась в 29. Фактически было установлено присутствие соевых добавок - в 36. Отсутствовали соевые ингредиенты только в фарше чебуреков (ООО «Мери-лен» (Хабаровск)), а также в котлетах ИП Боровикова, ИП Качина и ООО «Кооператор-2». Недостоверной оказалась информация на маркировке следующих продуктов: сосиски (США); колбаса Чайная (ООО Кооператор-2); пельмени «Русские» (ИП Печнов), консервы «Говядина тушеная» (Приморский край; Орловская область; Ставрополь) и консервы «Свинина тушеная» (Приморский край).
В двух образцах мясных консервов марки «Деликон» ООО «Нива-К» обнаружена генетически модифицированная соя семейства 40-3-2.
Полученные результаты свидетельствуют о грубом нарушении Закона «О защите прав потребителей» относительно достоверности потребительской информации. В результате экспериментальных исследований трансгенная соя обнаружена в 10 образцах из 40 (25 %), причём во всех этих объектах отсутствовала информация о наличии ГМО. Наиболее высокая встречаемость ГМО (40 %) наблюдалась в импортных продуктах из сои: в текстура-те Maxten (Бразилия), изоляте GPT 500 (КНР) и в соевых аналогах мяса. Наличие г. 2010. № 2 (47)
ГМО в соевом мясе «Союшка» из Приморья и в соевом мясном аналоге из Москвы скорее всего объясняется тем, что для производства было использовано импортное сырье, хотя на упаковке такая информация отсутствовала. Таким образом, потребительская информация зачастую вводит потребителя в заблуждение относительно состава продукта.
В то же время можно допустить, что наличие ГМО в отечественных продуктах вызвано недостоверной информацией импортных поставщиков о природе соевых белковых продуктов. Поэтому первоочередная задача в рамках исключения фальсификации нам видится в контроле на наличие ГМО прежде всего импортных соевых белковых препаратов, в том числе использующихся в качестве ингредиентов для пищевых продуктов.
Методы определения ГМО в пищевых продуктах
Залогом грамотного и своевременного информирования населения о продукции, содержащей ГМО, является не только увеличение числа подвергаемых контролю проб, созданию новых испытательных лабораторий, но и совершенствование действующих методик определения ГМО в пищевых продуктах. Сложившаяся на отечественном и зарубежных рынках ситуация стимулирует развитие и применение самых современных аналитических методов, которые позволяли бы не только обнаруживать ГМО, определять их линию (то есть проводить скрининг) и количественное содержание в продукте. Поэтому в настоящее время увеличивается чис-
ло отечественных аккредитованных лабораторий, способных тестировать генетически модифицированные источники, в 2009 г. их количество достигло 35.
Из сущности генетической модификации следует, что у исследователя есть три объекта, по которым он может судить, является ли данный организм или пищевой продукт генетически модифицированным. Этими объектами являются:
- встроенная (чужеродная для данного организма) последовательность ДНК и вспомогательные последовательности (промоторы);
- мРНК, матрицей для синтеза которой служила встроенная ДНК;
- полипептидная цепь, код последовательности которой содержался во встроенной ДНК (белок).
Наибольшее число методов основано на детекции именно нуклеиновых кислот, а общее количество методов определения ГМО превышает 200. Молекула ДНК представляет собой наиболее удобный объект для анализа на наличие ГМО. Основное её преимущество перед другими макромолекулами - стабильность. ДНК не разрушается даже при автоклавирова-нии и переносит длительное хранение. Самым распространённым методом определения ГМО является полимеразная цепная реакция (ПЦР). Именно ПЦР отдаётся предпочтение в качестве основополагающего метода определения ГМО в России, гармонизированного с международными стандартами. Принципы ПЦР впервые были изложены профессором Корана в 1971 г., а в 1976 г. Гилберт и Максам в Гарвардском университете, а также Сэн-гер разработали быстрый метод химиче-
ского анализа ДНК. В 1982 - 1985 гг. Кэри Б. Мюллисом был создан прибор для автоматического анализа нуклеиновых кислот. С тех пор этот метод успешно применяется в медицине для диагностики широкого спектра возбудителей заболеваний. При этом биологический материал проверяется на наличие в его составе участка определенной генетической информации путем избирательной амплификации (amplification - увеличение, усиление) нужного участка ДНК в миллионы раз в течение нескольких часов. В 1997 г. швейцарский учёный Pietsch с немецкими коллегами апробировал метод и для пищевой продукции, впервые определив 35S-npoMomop и nos-терминатор [17].
В качестве стартового материала при ПЦР могут использоваться сложные смеси любого ДНК-содержащего материала, как, например, в мясных и мясосодержащих рубленых полуфабрикатах или молочных продуктах. Сущность метода заключается в подборе участков ДНК, характерных только для генетически изменённого организма (источника) и последующим цепным размножением этих участков в исследуемом генетическом материале - амплификацией. Такими участками являются структуры 35S промотор вируса мозаики цветной капусты, nos- и ocs-терминаторы Agrobacterium tumefacience, маркерные гены gus и nptII различного бактериального происхождения. Ограничиваются эти участки особыми оли-гонуклеотитидными фрагментами - праймерами, специфическими для каждого отдельного генетического изменения.
Анализ на наличие ГМО методом ПЦР осуществляется в три этапа:
1. Выделение ДНК из пробы.
2. Амплификация, то есть многократное увеличение содержания интересующих фрагментов ДНК в пробе под действием соответствующих ферментов.
3. Детекция продуктов амплификации методом горизонтального электрофореза.
От начала анализа до получения результата проходит не более 4 - 6 часов. К ПЦР-лаборатории предъявляются довольно жёсткие требования, в частности необходимы три помещения (для пробо-подготовки, амплификации и детекции методом электрофореза), не сообщающихся друг с другом, чтобы исключить возможность загрязнения реактивов и оборудования фрагментами ДНК. Работать следует в одноразовых перчатках, заменять одежду и обувь при перемещении из одного помещения в другое.
Несмотря на это, на сегодняшний день ПЦР является самым удобным и распространённым методом определения наличия ГМО в продукте, доступным как в качественном виде (есть или нет ГМО в пробе), так и в количественном (ПЦР в реальном времени, real-time PCR).
Кроме методов, основанных на анализе РНК и ДНК, большое распространение получили методы, основанные на определении белковых продуктов экспрессии генов, введённых в трансгенные растения. Один из популярнейших методов - ELISA (Enzime Linked Immunosorbent Assay), позволяющий определять наличие в смеси определённого белка при помощи антител, конъюгированных с ферментом. Активность этого фермента определяет цветную реакцию с субстратом, а измене-
ние окраски в системе регистрируется фотоколориметром. Однако данный метод не позволяет анализировать продукты, подвергшиеся в процессе производства термической обработке. Кроме того, в некоторых западных лабораториях используют такие методы, как блоттинг и гибридизацию с олигонуклеотидами, а также масс-спектрометрию, хроматографию, инфракрасную спектроскопию, однако их применение требует много времени и сотрудников особой квалификации [18]. Таким образом, использование генно-инженерно-модифицированных организмов в продуктах питания на достигнутом этапе развития знаний о них должно находиться под неустанным контролем со стороны государственных структур, а потребителей необходимо информировать о наличии ГМО в продуктах питания.
Литература
1. Gianessi, L.P., April 2000. Agriculture Biotechnology: Benefits of Transgenic Soy-beans.National Center for Food and Agricultural Policy, p. 63.
2. Сельскохозяйственная биотехнология : векторные системы молекулярного клонирования / под. ред. и предисл. В. И. Негрука; пер. с англ. Г. И. Эйснер. М. : Агропромиздат, 1991.
3. Коммерциализация биотехнологии : как это было // http://www.cbio.ru
4. Viladesau Palau, T., 2005. “Soja Transgenica, Monsanto y Derechos Humanos en Paraguay” in Vemet, E. (ed.), Observatorio de los Agronegocios, por una Agricultura Humana. Hoja Informativa. Ano
1, Edicion 001.
5. http://herba.msu.ru
6. http://www.fibkh.serpukhov.su
7. ISAAA Brief 39-2008: Executive Summary. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2008, The First Thirteen Years, 1996 to 2008. - International Service for the Acquisition of Agri-BiotechApplications.
8. Анисимова О. В. Разработка подходов к организации и проведению гигиенического контроля за оборотом пищевой продукции, полученной из генно-инженерно-модифицированных организмов : автореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 2009.
9. Игнатьев И. Генетически модифицированные организмы и обеспечение биологической безопасности. Кишинёв : Экоспектр-Бендеры, 2007.
10. Генетически модифицированные источники пищи : оценка безопасности и контроль / под ред. В. А. Тутельяна. М. : РАМН, 2007.
11. Рогов И. А. Функциональные свойства соевых белков, полученных из генетически модифицированных источников // Мясная индустрия. 2004. № 1. С. 28 - 30.
12. www.biosafety.ru
13. Образцов П. Франкенштейн отменяется? // http://www.izvestia.ru/science/article3132081
14. Сергеев Ю. Д., Храмова Ю. Р., Галь И. Г. Генномодифицированные организмы, пища и корма в законодательстве Европейского союза // В сб. : Научные труды II Всероссийского съезда по медицинскому праву. Россия, Москва. 13
- 15 апреля 2005 г. / под ред. член-корр. РАМН, проф. Ю. Д. Сергеева. М. : НАМП, 2005. С. 266 - 277.
15. Алешков А. В. Маркетинг поли-компонентных полуфабрикатов : региональный аспект // Региональный рынок товаров и услуг : инновационные технологии и организация бизнеса : мат-лы международной научно-практической
конференции. Хабаровск : РИЦ ХГАЭП, 2008. С. 209 - 212.
16. Окара А. И. Генетически модифицированные ингредиенты в мясных продуктах : декларация и реальность // Мясная индустрия. 2006. №» 5. С. 22 - 24.
17. Иванова М. М. Современные методы ДНК-диагностики : лекция. М. : МГ АВМиБ им. К. И. Скрябина, 1997.
18. Патрушев М. В., Возняк М. В., Возняк В. М. Генетически модифицированные источники пищи : введение в проблему анализа // Партнёры и конкуренты. 2004. № 6. С. 13 - 21.
