Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы - Глазко Валерий Иванович
В проблеме трансгеноза есть ряд нерешенных и теоретических проблем, например, одна из них — сайленсинг, «замолкание» встроенных генов. Это явление известно довольно давно, но конкретные механизмы, приводящие к выключению встроенных генов, пока не вполне ясны. Созданы специальные модели для изучения влияния числа копий генов. За контроль взята встройка одной копии гена глюкуронидазы в связке с геном-репортером по канамицинустойчивости, двух копий генов в прямой последовательности и тех же двух копий, но уже инвертированных друг к другу. Введение повторенных нуклеотидных последовательностей в виде прямых и особенно инвертированных повторов резко снижает уровень экспрессии гена канамицинустойчивости. Влияние числа копий или места встройки переносимых генов на их экспрессию, уровень активности или полное выключение — лишь один из механизмов явления сайленсинга, активно изучаемого в ряде лабораторий.
Другая важная проблема в процессе трансгеноза — возникновение мутаций как следствие встройки чужеродной ДНК (Т-ДНК инсерций). Собрана целая коллекция Т-ДНК индуцированных мутаций, характеризующихся, например, измененным строением цветка и мужской стерильностью. Мутантные фенотипы появляются с частотой до 5%. Установлено, что у большей части проанализированных растений мутантный фенотип наследуется сцепленно с признаком устойчивости к антибиотику канамицину, что свидетельствует об инсерционной природе мутационных событий в результате интеграции чужеродной ДНК в геном растений.
Очевидно, что для предупреждения вышеперечисленных событий, прежде всего, необходимо:
1. Наличие в генных конструкциях специальных последовательностей, позволяющих легко уничтожать клетки — их носители.
2. Использование традиционных приемов проверки на мутагенную активность всей продукции, связанной с ДНК-технологиями, с обязательным использованием тестов in vivo — лабораторных линий мышей и клеточных культур человека с учетом возможных кумулятивных эффектов со стрессирующими агентами.
3. Контроль изменения генофондов популяций трансгенных растений и животных, их репродуктивной изоляции от полученных традиционным путем.
4. Контроль изменения биотической компоненты агросистем, в которых разводятся трансгенные растения (микрофлора почвы, сорняки, насекомые и т.д.).
К сложностям использования генетически модифицированных растений, устойчивых к насекомым, относят следующие:
1. Возможность приобретения насекомыми толерантности к токсинам. Так, обнаружено, что у сельскохозяйственного вредителя — кукурузного мотылька (Ostrinia nubilalis) есть формы, устойчивые к Bt-токсину. Устойчивость контролируется аутосомным геном с неполным доминированием. Это может в скором будущем сделать использование Bt-модифицированных растений бессмысленным.
2. Противоречивость данных о токсичности для теплокровных животных и людей.
Исходя из этого, дальнейшее развитие использования ДНК-технологий в защите растений от насекомых будет осуществляться в направлении создания генетически модифицированных растений, несущих гены более эффективных и безопасных инсектицидов. Так, например, в последнее время развернуты работы по замене в генных конструкциях при получении трансгенных растений, устойчивых к насекомым, бактериального гена Bt-токсина на ген яичного белка авидина курицы. Принцип его действия основан на том, что авидин, накапливающийся в растениях, приводит к дефициту витамина биотина в тканях насекомых, что блокирует их онтогенез и приводит к их гибели. В то же время продукт гена авидина входит в пищу человека; его концентрации в трансгенных растениях, токсичные для насекомых, нетоксичны для человека, и даже при избыточном потреблении таких растений человеком возможные негативные эффекты могут быть скомпенсированы введением в пищу биотина.
В настоящее время в дискуссиях по проблемам генетической инженерии основной упор делается на критериях, показателях и методах оценки пищевой безопасности генетически модифицированных организмов и получаемых из них продуктов. Между тем главное внимание, на наш взгляд. должно быть уделено эволюционной, биологической и экологической безопасности ГМО. Вся история развития сельского хозяйства (да и цивилизации в целом) многократно доказывала пагубность подмены широкого научного базиса узким сиюминутным прагматизмом и всякого рода целесообразностью (экономической, политической, конъюнктурной и пр.). Санитарно-гигиеническая и медико-биологическая экспертизы играют хотя и важную, но только вспомогательную роль, когда речь идет об эволюции организмов, действительно управляемой волей человека. Кроме того, следует соотносить угрозу голода (которая вполне реальна) с действительными возможностями биоинженерии вообще и генетической инженерии в частности в обеспечении продовольственной безопасности населения в предстоящий период.
Принятые к настоящему времени рамочные фундаментальные принципы оценки риска получения и использования ГМ организмов заключаются в следующем:
1) оценка риска имеет научную основу, а не предположения,
2) она выполняется последовательно от одного варианта ГМО кдрутому,
3) оценка риска повторяется постоянно и пересматривается с появлением новой информации;
4) включается вся доступная информация.
Относительно последнего пункта, доступная информация не ограничивается научными фактами, поскольку персональное мнение и персональная предубежденность также должна учитываться в оценке риска. Ясно, что более объективная, квалифицированная информация обычно менее результативна в решении конкретных проблем использования ГМО, чем более популярная.
Результаты мониторинга за оборотом пищевой продукции из ГМО показали, что доля трансгенных культур, представленных на продовольственном рынке России, сравнительно невелика. В то же время ряд средств массовой информации публикует мифы о якобы тотальном наступлении на российские прилавки пищи из трансгенных источников Так, одна из центральных газет опубликовала список некоторых продуктов, при производстве которых якобы использовались ГМО (по данным Гринпис). Институтом питания России были сделаны контрольные закупки пищевых продуктов из данного списка — всего 50 образцов. Исследования, проведенные в двух различных лабораториях независимо друг от друга, показали отсутствие ГМИ во всех исследованных продуктах.
Культивирование ГМО в крупных природных географических комплексах, где все элементы находятся в сложном взаимодействии и образуют единую систему, чревато обострением экологических проблем, уже связанных с монокультурным сельским хозяйством, но, к сожалению, для обеспечения выживания человечества другого выхода пока нет.
Опасность ГМО и опасность применения пестицидов
Для обсуждения значения и опасностей использования генетически модифицированных культурных растений в сельском хозяйстве необходимо точно представлять себе, что реально опаснее — генетически модифицированные организмы, или современные приемы использования химических веществ (пестицидов) для защиты от болезней и вредителей.
Как известно, термин «пестициды» состоит из латинских слов — pestis (зараза) и caedo (убиваю). Их производство стало выгодным бизнесом для агропромышленных корпораций. В 1998 г. продажа пестицидов увеличилась на 5% и достигла 31 млрд долл. Лидером их поставок на мировой рынок была компания «Новартнс» (Швейцария), которая довела объем продаж химикатов до 4 млрд долларов. Главные экспортеры пестицидов сегодня — Франция, Германия, США, Великобритания и Швейцария — получают весомую часть своих прибылей за счет торговли пестицидами.
Дорогостоящие рекламные кампании, замалчивание успехов биологических методов защиты растений, вообще весь арсенал современных методов обработки общественного мнения используется мощными химическими концернами для удержания позиций на рынке пестицидов. Вместе с тем анализ результатов многолетнего применения богатейшего арсенала пестицидов говорит о том, что попытки решить проблему повышения продуктивности сельского хозяйства за счет химизации практически исчерпаны и накопление пестицидов в почвах, продукции сельского хозяйства, в организмах домашних и диких животных и человека уже привело к ряду неприятных последствий. Одно из них — уже упоминавшееся повышение устойчивости насекомых (объектов применения инсектицидов) к применяемым ядам, что ведет к увеличению доз при обработке полей и введению все более токсичных ядохимикатов. Это уже привело к тому, что сельское хозяйство стало одним из наиболее опасных для здоровья видов деятельности. Так, по числу мутагенов (а именно пестициды являются основными мутагенами в сельском хозяйстве) оно занимает второе место после отходов промышленности, опережая по этому показателю бытовую химию, медицину, транспорт, и «поставляет» людям 21% всех химических мутагенов. Мутагенное и канцерогенное действие пестицидов — не единственная опасность для здоровья людей, связанная с ними.
