Технология на генното инженерство - Предимства и недостатъци при получаване на трансгенни организми - Първо

Предимства и недостатъци при получаване на трансгенни организми

Едва ли има по-гореща тема на спорове в научния свят от въпроса за използването на генетично модифицирани организми (ГМО). Освен това тези спорове продължават от началото на 70-те години на миналия век, веднага след откриването на технологията на рекомбинантна ДНК, която направи възможно получаването на организми с чужди гени. По това време учените веднага съобщават, че за първи път човекът е получил пълна власт над природата - създаването на напълно нови живи същества. Възможностите бяха просто фантастични: лекуване на болести, освобождаване на света от заплахата от глад, отглеждане на култури в трудни условия и дори клониране. Тези технологии обаче започнаха да се използват на практика едва в средата на 80-те години с пускането на специализирани семена, от които израснаха растения с подобрени свойства. Генът на скорпиона е „добавен“ към генната поредица от картофи, след което колорадският бръмбар спира да се храни и генът на полярната камбала е въведен в доматите и ягодите - тези култури вече не се страхуват от замръзване. Учените са работили и върху основните земеделски култури: царевица, пшеница, соя, памук и ориз. След смяната на гените те стават устойчиви на плевели, което означава, че вече не се нуждаят от различни видове хербициди, фунгициди и други химикали, съответно производствените разходи от такива растения значително намаляват. Перспективата е пълното избавяне на земните жители от глад и днес, според изчисленията на ООН, 950 милиона души по света са недохранени.

В средата на 90-те обаче започна истинска информационна война срещу ГМО продукти - трансгените се обвиняват не само в вреда на здравето, но и предсказват евентуална екологична катастрофа, свързана с тяхното използване.

Сред основните предимства на ГМО са следните (Таблица 5)

- Борба с вредителите на земеделските култури. Загубите на реколта от насекоми вредители могат да бъдат огромни, което води до опустошителни финансови загуби за фермерите и глад в развиващите се страни. Фермерите обикновено използват тонове пестициди всяка година. Потребителите не са склонни да ядат храна, която е била третирана с пестициди поради потенциална опасност за здравето, а потоците от селскостопански отпадъци от прекомерна употреба на пестициди и торове могат да отровят водата и да навредят на околната среда.

Отглеждане на ГМО храни като царевица B. t. може да помогне да се елиминира използването на химически пестициди и да се намалят разходите за реколта.

- Хербицидна устойчивост. За някои култури премахването на плевелите чрез физически средства като плевене не е рентабилно, така че фермерите често пръскат големи количества различни хербициди (химикали, унищожаващи плевелите), за да унищожат плевелите. Това е трудоемък и скъп процес, тъй като изисква грижи, така че хербицидите да не навредят на отглежданите култури или на околната среда.

Генно инженерните култури, които са устойчиви на един много мощен хербицид, могат да помогнат за предотвратяване на увреждането на околната среда, като намалят количеството на необходимите хербициди. Например, Монсанто създаде линия от генетично модифицирани соеви зърна, които са устойчиви на хербицида Roundup. Земеделският производител, който отглежда тези соеви зърна, сега се нуждае само от една хербицидна обработка вместо от няколко, което води до по-ниски производствени разходи и по-ниски опасни селскостопански отпадъци.

- Устойчивост на заболявания. Има много вируси, гъбички и бактерии, които причиняват болести по растенията. Учените по биология работят за създаване на растения с устойчивост към тези заболявания, въведени от генното инженерство.

- Устойчивост на студ. Неочаквана слана може да унищожи чувствителните разсад. В растения като тютюн и картофи е въведен антифриз за студа, извлечен от риба. С помощта на гена против замръзване тези растения могат да понасят ниски температури, които обикновено убиват немодифицирани разсад.

- Толерант към суша и сол. Тъй като населението на света расте и повече земя се използва за жилища, а не за производство на храни, фермерите са принудени да отглеждат култури в райони, неподходящи преди това за отглеждане на растения.

- Качество на храната. Лошото хранене е често срещана тенденция в страните от Третия свят, където бедните народи разчитат на една селскостопанска култура, като ориз, като основна храна. Оризът обаче не съдържа достатъчно всички основни хранителни вещества. Генетично модифицираният ориз може да съдържа допълнителни витамини и минерали и поради това липсата на хранителни вещества може да бъде компенсирана.

- Фармацевтични продукти. Лекарствата и ваксините често са скъпи за производство и понякога изискват специални условия за съхранение и не се предлагат в страните от третия свят.

Изследователите работят по създаването на годни за консумация ваксини в домати и картофи. Тези ваксини ще бъдат много по-лесни за транспортиране и съхранение, отколкото традиционните инжекционни ваксини.

- Фиторемедиация. Не всички ГМО растения се отглеждат като култури. Замърсяването на почвите и подпочвените води продължава да бъде проблем във всички части на света.

Модифицирана конструкция на бактериален ген, кодиращ протеин, който пренася и детоксикира живака, е използвана за трансформиране на тютюн, рапица, топола.

Растения като топола са генетично проектирани за почистване на замърсена с тежки метали почва.

В допълнение към биологичните опасения започнаха да се изразяват морални, етични, философски и религиозни опасения.

Струва си да се отбележи и икономическият проблем, свързан с ГМ култури, а именно монополизирането на пазара. Международните компании, в които понастоящем е съсредоточена по-голямата част от работата по генното инженерство, търсят монополен контрол върху пазара на генетично модифицирани сортове и следователно върху пазара на храни. По този начин Монсанто притежава 94% от всички трансгенни растения, отглеждани в света. Монополизация в областта на биологичния бизнес, включително притежание на трансгенни сортове (изключителни права върху соята като култура, семена и сортове от това растение; създаване на частни генни банки и др.), При които печалбата е самодостатъчен фактор, може да има изключително негативни последици за цялата световна общност.

Като цяло могат да се разграничат следните рискове от производството на генетично модифицирани продукти (Таблица 4)

Сред представените рискове са следните:

- Опасността от съчетаване на видовия състав и асортимента от култури. Една от неприятните последици от широкото разпространение на ГМ култури може да бъде намаляване на генетичното разнообразие не само на диви, но и култивирани растения на нашата планета;

- Топлинни технологии. При засяване на семена с признаци на „термичност“ е възможно да се получи само едно поколение растения, които дават икономически ценна търгуема реколта; семената (плодовете) на последните се оказват или непокълващи, или загиват веднага след покълването.

- Вертикалният трансфер на гени се осъществява чрез кръстосано опрашване и сексуална хибридизация на трансгенни растения и техните роднини. Реалната възможност за такъв генен трансфер на диворастящи роднини ще допринесе за увеличаване на селективните предимства на плевелите.

- Хоризонтален трансфер на трансгени. Смята се, че съществува реална опасност от спонтанно разпространение на селективни и маркерни гени (трансгенни растения - вектор-носител - еукариотен организъм - реципиент) в популацията на патогенни микроорганизми чрез спонтанното им пренасяне от трансгенни растения.

- Вмъкването на трансгена може да доведе до нежелани ефекти върху генома на организма. Вмъкването на трансген също може да наруши първичната структура на всеки икономически ген и по този начин да причини инактивирането му. Впоследствие това може да доведе до мутация.

Таблица 4 Рискове, свързани с получаването на ГМ култури

- Трансгенът може да доведе до непланирани промени в клетъчния метаболизъм. Няколко ключови ензима имат широка субстратна специфичност. Следователно се приема, че въвеждането на трансгени може да доведе до появата в клетката на вещества, които могат да станат подходящи субстрати за малко специфични ензимни системи, както и до реактивиране на метаболитните пътища, загубили значението си в хода на еволюцията за поддържане на жизнената дейност на организма.

- Проблеми със сигурността на избираеми и маркерни гени. Селективните и маркерните гени представляват важен молекулярен инструмент за селектиране на клетки, съдържащи целеви ген и за анализ на неговата експресия на така получените трансгенни растения. Притесненията могат да бъдат причинени от: ДНК токсичност на избираемия или маркерен ген; токсичността на протеиновия продукт; възможността за прехвърляне към патогенни микроорганизми.

Като цяло има два подхода за оценка на потенциалния риск от генетично модифицирани организми. Първият подход се основава на оценка на това колко опасен е целевият продукт (или резултат) от генетична модификация. И няма значение по какъв метод е създадена генетичната модификация: традиционно развъждане чрез кръстосване или генно инженерство. В същото време е от основно значение, че ако самият продукт на генетична модификация е безопасен и ако първоначално се приема, че рецепторният организъм е безопасен, тогава вероятността поради тази генетична модификация организмът да стане опасен изобщо не се взема предвид игнориран). Този подход при оценката на риска се нарича „ориентирана към продукта“ генетична модификация.

Вторият подход се основава на цялостна оценка на това дали първоначално безопасният организъм-реципиент е придобил някакви потенциално опасни свойства в процеса на генетична модификация. Този подход обикновено се нарича "ориентиран към процеса".

Гореспоменатите факти за неблагоприятното въздействие на трансгените върху човешкия и животински организъм не показват порочността на технологията за създаване на ГМО като такива. Струва си да се обърне внимание на значимостта на проблема с анализа на храните и други рискове от употребата на ГМО, на необходимостта от разработване на стандарти за изследване и тестване на нови сортове, като се вземат предвид вече известните рискове и постоянен строг контрол на ГМО за оригиналните, немодифицирани сортове. Разбира се, оценката на такива рискове винаги ще бъде относителна - всяка храна, която ядем, може да упражнява различни ефекти върху тялото и в процеса на производство на какъвто и да е хранителен продукт се извършва човешка намеса в околната природа. Наличните данни показват, че вече има много доказани случаи на реални хранителни рискове, свързани с употребата на генетично модифицирани организми в сравнение с оригиналните организми. Въпреки това, в условията на монополизация и производство на семена и нейната експертиза от една или няколко големи биотехнологични корпорации е трудно да се очакват обективни оценки на тези рискове. В резултат на това проблемът с „регулирането на риска“ може да се превърне в проблем с „регулирането на рисковете“