CC BY
113
УДК:575.113.1
Коцюмбас Г.1., професор, завiдувач кафедри патолопчно! анатоми та гистологи
Самсонюк 1.М., астрантка кафедри патолопчно! анатоми та гистологи © Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт ¡мет С.З. Гжицького
ГЕНЕТИЧНО МОДИФ1КОВАН1 ОРГАН1ЗМИ ТА IX ПОШИРЕННЯ
У СВ1Т1
У статт1 узагальнет та детально проанал1зоеам лтературт дат щодо методики стеорення ГМО, поширення гх у сет1. Наведена ¡сторична дое1дка стеорення трансгенних оргатзм1е
Ключо^^ слова: ГМО, генна ¡нженер1я, трансгенш продукти.
Вступ. Останшми роками стали активно обговорювати безпечшсть використання ГМО у харчовш промисловост та бютехнологи. Що ж таке насправдi ГМО? Генетично модифжований оргашзм (ГМО) - це живий оргашзм, генотип якого був штучно змшений за допомогою генно! шженерп.
Вiдомо, що регулюванням роботи гешв у клiтинi займаються спецiальнi бшки - особливi ферменти. Група таких ферменив може «розрiзати» i «зшивати» ДНК в певних мiсцях, в природi це вiдбуваeться при здшсненш велико! кiлькостi генетичних процесiв. Молекулярний бiолог, маючи в арсеналi набiр таких ферментiв, може в пробiрцi «розрiзати» i «зшити» шматки ДНК в заданому районi, вбудовуючи потрiбний ген у певне мiсце. При використанш класичного методу поруч iз вбудованим геном, як правило, вставляеться маркер, наприклад, касета стiйкостi до антибютика[1]. Конструкцiя з гена i касети переноситься в клiтину господаря, де вбудовуеться в ДНК. Клпина отримуе новий ген i одночасно стае стшкою до антибiотика, за щею ознакою, що легко визначаеться, И можна вiдрiзнити вiд шших клiтин, в якi перенесення генетично! конструкцп з якихось причин не вщбулось. Зараз конструкцi! створюють таким чином, що роботу гена i маркера можна регулювати: «вмикати» i «вимикати», видалити маркер з ДНК чи обходитися взагалi без них. Перенести генетичну конструкцiю в бактери нескладно, оскiльки обробленi за спещальною технологiею бактерi! самi поглинають !! з середовища. Вбудовування конструкцi! в рослини вщбуваеться за допомогою, так званих агробактерш. В дикiй природi цi бактерi! iнфiкують рослини, викликаючи утворення пухлин. При цьому агробактерп переносять в рослинну ДНК сво! гени, якi регулюють рiст пухлини. Для генетично! модифiкацi! рослини молекулярш бiологи використовують спецiальний штам, тому замють пухлинних генiв агробактерi! переносять в рослинну кл^ину потрiбний ген [13].Отриману трансгенну рослину вирощують спочатку в лабораторi!, потiм на дослщних дiлянках, i пiсля серiй обов'язкових тестiв на безпеку, якi тривають протягом декiлькох рокiв, рекомендують до випуску на ринок [9].
© Коцюмбас Г.1., Самсонюк 1.М., 2011
Зараз юнують два найбшьш поширених способи монтування гешв в ДНК. Перший - бюбалштична гармата - це обстрш кл^ин мiкрочастинками золота або вольфраму з нанесеними на них генами. Другий - бшьш поширений i небезпечний - впровадження генiв за допомогою плазмiд (юльцево! ДНК) грунтово! пухлинотворно! бактери [11].
Першим ГМО була кишкова паличка, створена у 1973 рощ. У 1977 рощ, устшно використали грунтовий мiкроорганiзм Agrobacterium tumefaciens, як знаряддя введення чужих гешв в iншi рослини, що започаткувало розвиток генно! шженери. Подальшi трансгенш продукти активно розроблялись компанieю Монсанто. У 1987 рощ були проведет першi польовi випробування генетично модифжованих сiльськогосподарських культур, як пiдсумок -помщор, стiйкий до вiрусних iнфекцi. У 1992 рощ в Кита! почали вирощувати тютюн, який "не боявся" шюдливих комах [3]. Початком масового виробництва модифжованих продуктiв став 1994 рж, коли в США з'явилися помщори сорту Flavr Savr, яю не псувалися пiд час перевезення. Це помщори з вщкладеним дозрiванням, якi зберiгаються до пiвроку при температурi 14-16 градусiв, а дозрiвання вiдбуваeться при кiмнатнiй температурi [17]. У 1995 рощ американська компашя-пгант Монсанто запустила на ринок ГМ-сою Roundup Ready. У ДНК рослини був введений чужорщний ген для пщвищення здатност культури протистояти бур'янам. У подальшому отримали картоплю, стшку до колорадського жука з геном земляно! бактерп, пшеницю, з геном скорпюна - стiйку до посух, помщори з генами морсько! камбали, сою та полуницю з генами бактерш [5].
На сьогоднiшнiй день список рослин, яю вирощують iз застосуванням методiв генно! шженерп дуже великий: яблуня, слива, виноград, капуста, баклажани, огiрок, пшениця, соя, кукурудза, жито i безлiч iнших сшьськогосподарських рослин [12]. GloFish - перша генетично модифшована домашня тварина, яка появилась на ринку в 2003 рощ. Завдяки геннш шженери популярна акварiумна рибка Данiо рерiо отримала декiлька яскравих флуоресцентних кольорiв. В 2009 рощ виходить в продаж ГМ-сорт рози "Applause" з бутонами синього кольру . Таким чином, здшснилась багатовшова мрiя селекцiонерiв, яю марно намагались вивести «сиш рози» [12].
Прихильники застосування генетично модифшованих органiзмiв стверджують, що ГМО - единий порятунок людства вiд голоду. За прогнозами вчених, населення Землi до 2050 р. може досягти 9-11 млрд. чоловж, природно, виникае необхщшсть подвоення, а то й потроення св^ового виробництва сiльськогосподарськоl продукцil. Для ще! мети генетично модифiкованi сорти рослин вщмшно пiдходять - вони стшю до хвороб i погоди, швидше дозрiвають i довше зберiгаються, вмшть самостiйно виробляти iнсектициди проти шкщниюв. ГМ-рослини здатнi рости i приносити хороший урожай там, де «старЬ> сорти просто не могли вижити за певних погодних умов [2,9].
З 1996 року загальна юльюсть поавних площ пiд трансгенними культурами виросла в 50 раз i в 2005 рощ складала 90 млн. га (17% вщ загально! площi). У 2006 рощ ГМ-культури вирощували в 22 крашах свiту, серед яких Аргентина, Австралiя, Канада, Китай, Нiмеччина, Колумбiя, !цщя, Iндонезiя, Мексика,
Швденна Африка, 1спашя, США. Основш cbîtobî виробники продукци, якi використовують ГМО - США (68%), Аргентина (11,8%), Канада (6%), Китай (3%)
[14].
За неофщшною iнформацieю, в Украïнi в 2005 рощ 45% ycix посiвiв œï були генетично модифiкованими. За шформащею журналу "П1К" (13-19 лютого 2001 року), в радгост "Свiтанок" Рiвненськоï областi вирощували ГМ картоплю сорту "Новий лист" компанiï "Монсанто", пiсля чого вiн продавався населенню. За шформащею МЫстерства екоресурсiв Украïни, польовi випробування ГМ рослин компанiй "Монсанто", "КВС", "Авентiс" проводилися також на майданчиках у Березаш (Киïвська область), в селi Дзендзелевци (Черкаська область).
В Укршш та Роси зараз виробництво ГМО заборонено. Однак iмпорт продукив харчування, якi мiстять генно-модифжоваш компоненти, дозволений в Росп. В основному до Роси везуть модифжоваш сою, кукурудзу, картоплю та буряк iз США. Америка е лщером з виробництва i споживання ГМО. Адже, до 80% продуктiв харчування в США мютять ГМО. За даними Загальнонацiональноï асоцiацiï генетичноï безпеки, на росшському ринку харчування близько 30-40% продукив харчування мiстять ГМО [19].
Трансгенш рослини стшю до гербщцщв, шкiдникiв, вiрусiв, посухи. Це дае можливють певнiй рослинi бути невразливою до хiмiкатiв, якi е смертельно небезпечними для шших. Внаслщок цього поле звiльняеться вiд уЫх "зайвих" рослин, тобто бур'янiв, а культури, стiйкi до гербiциду, виживають.Звюно економiчнi переваги вирощування генетично модифжованих рослин завдяки цьому стають незаперечш. Проте слiд вiдзначити, що питання про перспективу використання генноï шженери при вирощуванш сiльськогосподарськоï сировини викликае серед дослiдникiв i ширких верств споживачiв сейознi суперечки [21].
Вчеш оцiнюють ризик i розробляють запобiжнi заходи щодо попередження вертикального переносу гешв ввд генетично модифiкованих рослин до 1хшх диких родичiв та шших культурних сортiв [8]. Дехто пропонуе вирiшити проблему бiобезпеки харчових продуктсв шляхом проведення бiльш жорст^ полiтики в данiй галузi. Для цього пропонують посилити контроль над ввезенням i виробництвом генетичного матерiалу, забезпечити яюсшшу оцiнку можливих ризиюв шляхом ретельнiшого дослiдження ïx параметрiв [6]. Визначено, що генно-шженерш манiпуляцiï, якi використовують при створенш iснуючиx ГМО, призводить до нещльових порушень в генетичному апаратi оргашзму реципiента, наслiдки яких погано тддаються прогнозуванню [7].
Рпновиди можливоУ негативно!" дн ГМО на навколишнс середовище та
xap40Bi продукти:
• Використання ГМО, стшких до гербiцидiв, в сшьському господарствi може призвести до збшьшення використання гербiцидiв на полях. Як наслщок, збiльшиться 1хня кшьюсть у навколишньому середовищi та в продуктах харчування. Генетично модифшоваш культури мштять у 1020 разiв (за даними О. Ситника) бшьше токсишв, нiж звичайнi органiзми
• Генетично модифшоваш рослини, стiйкi до колорадського жука, виробляють речовини, токсичнi для шших комах.
• Вбудоваш гени мають здатшсть комбiнуватися з генами шших BipyciB, внаслщок чого можуть з'являтися ще небезпечнiшi вiруси.
• Пилок генетично модифжованих рослин може запилювати диких предкiв цих рослин i передавати !м новi гени. Ц рослини можуть швидко поширитися i повнiстю витiснити дикi форми. Крiм того, генетично модифiкованi рослини можуть передавати сво! властивостi близьким видам, внаслщок чого можуть з'являтися стшю до гербiцидiв бур'яни.
• Небезпека генетично модифшованих органiзмiв може бути зумовлена мутащею чужорiдних генетичних вставок, токсичнiстю новоутворених бiлкiв, акумулящею хiмiчних речовин, до яких ГМО стшю [18]. Бiльшiсть науковцiв 1нституту сшьськогосподарсько! мжробюлогп УААН
вважають, що ГМО - це передовi технологи, за якими майбутне. У 1982 рощ зареестрований в якост лжарського засобу iнсулiн, який отримали за допомогою генетично модифжованих бактерiй. Устшно пройшло випробування i схвалено до використання лiкарський препарат проти тромбозу. За допомогою генно! шженерп вже отримали пбрид, який несе бшок здатний виробляти антитша проти СНЩу.Бурхливо стала розвиватись генотерапiя, в основi яко! лежать модифiкацi! генома соматичних кл^ин людини. Так у 1999 рощ кожна четверта дитина,яка хворша на СН1Д, лiкувалась за допомогою генно! терапн. Генотерапiю пропонують також для затримки процесiв старiння [4].
Висновки. Комбiнацiя генiв, отриманих методами генно! iнженерi!, в деяких випадках настiльки вiдрiзняеться вiд комбiнацi!, отриманих бшьш традицiйним методом, що !х вплив на динамiчну взаемодiю оргашзму в природi до сих тр залишаеться невiдомим. I саме через цю новизну, поширення ГМО i отриманих iз них продуктiв потребуе ретельного контролю та скурпульозного дослщження [15].
Л1тература
1. Кузнецов В.В., Куликов А.М., Митрохин И.А. и Цыдендамбаев В.Д. «Генетически модифицированные организмы и биологическая безопасность». Экоинформ, №10, 2004, 64стр
2. В.Лебедев «Миф о трансгенной угрозе» — Наука и жизнь. — 2003, № 11. — С.66-72; № 12.- С.74-79.
3. В. Кузнецов, А. Баранов, В. Лебедев «Генетически-модифицированные организмы» журнал Наука и жизнь № 6, 2008 - ст.15-16
4. Б. Глик, Дж. Пастернак. Контроль применения биотехнологических методов // Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology. — М.: Мир, 2002. — С. 517-532. — 589 с.
5. «Интернет-портал GMO.ru»
6. Б.Глик, Дж.Пастернак. Контроль применения биотехнологических методов // Молекулярная биотехнология = Molecular Biotechnology. — М.: Мир, 2002. — С. 517-532. — 589 с. — ISBN 5-03-003328-9
7.Andrew Marshall (Editor of Nature Biotechnology); 25 (2007), No 9, pp. 981— 987 GM soybeans and health safety — a controversy reexaminedперевод: Генно-модифицированная соя — ответ на критику
8.Ермакова 1.В «GM soybeans—revisiting a controversial format» Nature Biotechnology 2007 (25), №12,1351-1354:
9.Закревский В.В. Генетически модифицированные источники пищи растительного происхождения / В.В. Закревский // Практ. рук-во по санэпиднадзору. —СПб: Диамат, 2006. —151 с.
10. Балиев А. Генетика спасет от голода. Но продлит ли она жизнь?// Молодая Гвардия, 2001, №4, - 48 - 50 с.
11. Вельков В. В. Оценка риска при интродукции генетически модифицированих микроорганизмов в окружающую среду. Агрохимия, 2000, №8 , с.76-86
12. Красовський О.А. Генетически модифицированная пища : возможности и риски // Человек , 2002, №5, с.158-164
13. Свердлов Е. Что может генная инженерия // Здоровье, 2002, №1, ст.51-54
14. Чечилова С. Трансгенная пища // Здоровье 2000, №6, ст. 20-23
15. Колесникова О., Смирнов И. "Руководство по оценке влияния генетически модифицированых организмов на окружающую средуи здоровье" // МСоЭС -Москва 2005, ст.1
16. Правдолюб М. ГМО та еколопчна катастрофа: мiф чи реальшсть? //"ORGANIC UA 2009, №2, ст.15-16
17. Викторов А.П. Трансгенные растения в биологии почв / А.П. Викторов // Защита и карантин растений, 2006. —№7. —С. 10-11.
18. УДК 613.2/3:577.21, Смоляр В.1. Генетично модифжоваш оргашзми. 2007, ст. 2
Рецензент - д.с.-г.н., проф. Параняк Р.П.
