Получение целевых генов

Выбор вектора

Фрагмент геномной ДНК

Синтез ДНК

кДНК копия мРНК

Плазмида

ДНК фага

ДНК вируса

Конструирование кассеты экспрессии

Конструирование вектора

Введение вектора E.coli

Разделение и накопление трансформированных E.coli

Выделение плазмидного материала

ТРАНСФОРМАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК

Агробактериальная трансформация

Баллистическая трансформация

Агролистическая трансформация

Трансформированные растительные клетки

Культура регенерантов

Анализ генома ДНК растений

Выделение трансформированных растений

Определение эффективности транскрипции

Биологическое тестирование растений

Генетически модифицированные растения

Рис. – Создание генетически модифицированных растений

Кроме того, показано, что процент рекомбинантной ДНК в геноме генетически модифицированных сельскохозяйственных культур весьма незначителен. Так, в генетически модифицированных линиях кукурузы, устойчивых к вредителям, процент рекомбинантной ДНК составляет 0,00022, в генетически модифицированных линиях сои, устойчивых к пестицидам – 0,00018, генетически модифицированных сортах картофеля, устойчивых к вредителям, – 0,00075. Технологическая обработка пищи значительно снижает содержание ДНК в продуктах. В высоко рафинированных продуктах, таких как сахар-песок, произведенный из сахарной свеклы, или масло из бобов сои ДНК содержится в следовых количествах или отсутствует. Опасения у специалистов вызывает возможный перенос генов устойчивости к антибиотикам, которые используются при создании трансгенных растений, в геном бактерий желудочно-кишечного тракта. Однако основной объем поступающей с пищей ДНК подвергается разрушению в пищеварительном тракте и, следовательно, маловероятно сохранение целого гена с соответствующей регуляторной последовательностью. Кроме того, перенос рекомбинантной ДНК в геном бактерий практически невозможен, из-за необходимости последовательного прохождения определенных этапов: проникновение ДНК сквозь клеточную стенку и мембрану микроорганизма и возможность выживания при работе механизма уничтожения чужеродной ДНК у бактерий; встраивание в ДНК микроорганизма и стабильное интегрирование на определенном участке, экспрессия гена в микроорганизме.

Однако поедание организмов друг другом может лежать в основе горизонтального переноса, поскольку показано, что ДНК переваривается не до конца и отдельные молекулы могут попадать из кишечника в клетку и в ядро, а затем интегрироваться в хромосому. Что же касается колечек плазмид, то «кольцевая» форма ДНК делает ее более устойчивой к разрушению. Так, плазмиды и ГМ-вставки были обнаружены в разных органах животных и человека, использующих в пищу ГМО: в крови и микрофлоре кишечника мышей; в крови, селезенке, печени, мозге, сердце и коже внутриутробных плодов и новорожденных мышат при добавлении в корм беременных самок мышей ДНК бактериофаг М-13 или плазмид, содержащих ген зеленого флуоресцентного белка; в слюне и микрофлоре кишечника человека.

Методы определения и оценка ГМИ. Так как возможность появления отдельных изменений в метаболизме растений теоретически может предполагаться, во всем мире признана необходимость тщательной оценки этой продукции на биобезопасность.

Существует три направления по проведению комплексной санитарно – эпидемиологической экспертизы пищевой продукции, полученной из ГМИ: оценка медико-генетическая, медико-биологическая и оценка технологических параметров.

Медико-генетическая оценка. Медико-генетическая оценка (основанная на применении полимеразной цепной реакции – ПЦР) включает анализ вносимой последовательности генов, маркерных генов, промоторов, терминаторов, стабильности и уровня выраженности генов. Медико-биологическая оценка состоит из нескольких блоков исследований: композиционная эквивалентность, хроническая токсичность, специальные исследования (аллергенные свойства, влияние на иммунный статус, репродуктивную функцию, мутагенность, канцерогенность, нейро- и генотоксичность).

Технологическая оценка. Технологическая оценка определяет органолептические и физико-химические свойства, а также влияние генетической модификации на технологические параметры продукции.

Получив трансген, в первую очередь оценивают так называемую композиционную эквивалентность с его традиционным аналогом – есть ли отличие в химическом составе (включая белковый, кислотный, аминокислотный, витаминный, минеральный состав и пр.). Это нужно еще для того, чтобы определить весь необходимый набор дальнейших исследований. Далее начинается изучение содержания как природных, так и антропогенных контаминантов (тяжелые металлы, пестициды, остатки микотоксинов и др.).

После исследования абсолютной композиционной эквивалентности изучению подвергается собственно измененный белок, кодируемый измененным геном. Он выделяется в достаточном количестве и, прежде всего, проверяется на токсичность и аллергенность. При их отсутствии белок считается безопасным, регистрируется и разрешается к использованию для пищевых целей. Далее изучается и оценивается пищевая ценность продукта. Совокупность всех этих данных позволяет регистрировать продукт и продолжать пострегистрационный мониторинг, исследования по фактам накопления новых данных.

Для оценки аллергенного потенциала продуктов–трансгенов обязательно проводят так называемые острые оральные эксперименты, в которых лабораторным или сельскохозяйственным животным в течение определенного срока скармливают анализируемый протеин в дозах, значительно превышающих его содержание в растительных тканях (до 5 г на кг живого веса животного), а затем выявляют у животных мельчайшие отклонения в здоровье по сравнению с контрольной группой, не принимавшей этот белок. Вообще при оценке токсичности веществ (не только белков) также принимают во внимание данные о накоплении их остатков, кумулятивные эффекты, общую экспозицию (продолжительность и способ действия: через кожу, при вдыхании, при поедании), пороговые и эндокринные эффекты, чувствительность к ним представителей разных возрастных групп населения и др.

В настоящее время широко принято делить ГМ – продукцию на три категории. Первая – это продукты, композиционно абсолютно аналогичные традиционным (по молекулярным и фенотипическим характеристикам, уровням содержания ключевых нутриентов, антиалиментарных, токсичных веществ и аллергенов, характерных для данного вида продукта или определяемых свойствами переносимых генов). Они, как и аналог, безопасны и, соответственно, как аналог не требуют никаких дополнительных исследований. Большинство выращиваемых ныне в коммерческих целях ГМ – растений относятся именно к первой группе.

Вторая – ГМ – продукция, имеющая определенные различия, связанные с введением нового гена, синтезом нового белка. В этом случае исследования концентрируются именно на этом белке, на характеристике его свойств.

И, наконец, в будущем возможно появление продуктов с намеренно измененным композиционным химическим составом (витаминным, белковым), тогда, конечно, потребуются другие исследования. В качестве путей решения предлагается использовать новые направления современной науки – геномику, протеомику и метаболомику.

Разработка специальных аналитических методов началась в 1994–1995 гг. одновременно с созданием первых разрешенных для реализации продуктов из ГМИ. В большинстве случаев в своем составе они содержат материал, встроенный в геном растения (рекомбинантную ДНК), а также определяющий заданное генетической модификацией свойство – белок. Количество последнего фиксируют иммунологическими способами, такими, как «Вестерн блоттинг» или непрямой твердофазный иммуноферментный тест (новый белок, выступающий в роли антигена, обнаруживают с помощью соответствующих антител, конъюгированных с ферментом). Эти методы наиболее просты в исполнении, относительно дешевы, чувствительность их 0,5–1,0% содержания белка, определяющего новый признак, к общему количеству белка. Но если исходное сырье подвергают глубокой технологической обработке, разрушающей белок (высокая температура, кислая среда, использование ферментов и др.), то иммунологический анализ дает нестабильные или плохо воспроизводимые результаты. Скажем, неприменим такой подход при исследовании колбасных и кондитерских изделий, детского питания, биологически активных добавок.

Следует также подчеркнуть, что концентрация белка, формирующего новый признак (например, устойчивость к колорадскому жуку в картофеле или пестицидам в сое), в большинстве генетически модифицированных растений, представленных на мировом продовольственном рынке, меньше 0,06%, что значительно ниже чувствительности описанного метода. Поэтому предпочтительнее другой способ – поиск в продукте рекомбинантной ДНК.

Строение этой молекулы одинаково во всех клетках организма, значит, любая часть растения пригодна для анализа. Кроме того, ДНК стабильнее белка и сохраняется после технологической и кулинарной обработки продуктов. В основе метода – полимеразная цепная реакция, изобретенная американцем К.Мюллисом в 1983 г. Она произвела революционный переворот в молекулярной генодиагностике. Суть ее: для распознавания определенного участка ДНК, присутствующего только в модифицированном геноме, прибегают к специальным маркерам – последовательностям ДНК, именуемым праймерами. По завершении идентификации выявленный фрагмент молекулы многократно копируется с помощью термостабильного фермента ДНК-полимеразы. Последний этап – электрофорез в агарозном геле. Наличие полосы в соответствующем участке электрофореграммы и означает присутствие искомой ДНК.

Кроме гена, кодирующего определенный белок, в модифицированную ДНК встраивают так называемый промотор, запускающий транскрипцию, и терминатор, ее останавливающий. На сегодня 98% всех ГМИ пищи растительного происхождения, представленных на мировом продовольственном рынке, содержат в геноме либо промотор 35S, получаемый из вируса мозаики цветной капусты, либо терминатор NOS из бактерии Agrobacterium tumefaciens, либо обе названные последовательности ДНК. Это обстоятельство значительно упрощает и ускоряет их поиск, когда надо проверить наличие ГМИ в большом количестве образцов.

Однако такой анализ фиксирует лишь факт использования генетически модифицированной культуры при производстве продукта. И при положительном результате необходимо выяснить, прошли ли они соответствующую экспертизу на безопасность и регистрацию, т.е. разрешены ли они для питания. Тогда применяют полимеразную цепную реакцию с использованием праймеров, распознающих конкретную генетическую конструкцию, встраиваемую в геном. Способ заявлен в качестве стандартного для идентификации ГМИ растительного происхождения в 23 странах и позволяет определить рекомбинантную ДНК в пищевых продуктах, даже если ее содержание в них не превышает 0,9% от общего количества ДНК трансгенного растения, используемого при производстве.

Но и у этого способа есть ограничения, поскольку не все пищевые продукты имеют в своем составе ДНК. К таким относятся прошедшие глубокую технологическую обработку рафинированные растительные масла, сахарный песок, крахмалы высокой степени очистки, соусы, этиловый спирт (контролируют их на основании специальных документов, сопровождающих продукт от поля до прилавка).

Благодаря высоким темпам развития биотехнологии количество создаваемых ГМИ пищи будет расти. И необходимость выявлять в них огромное количество новых генетических конструкций приведет к значительному увеличению времени проведения анализа полимеразной цепной реакции и его стоимости. Поэтому уже сегодня ведется поиск новых подходов к ведению контроля. Весьма перспективны в этом плане технологии с применением биологических микрочипов, своеобразного автоматизированного комплекса методов аналитической лаборатории, перенесенного на маленькую поверхность стекла или пластика. Основываясь на принципе гибридизации молекул ДНК, фиксированных на поверхности чипа, с искомым аналогом исследуемой пробы и последующего измерения флуоресценции, биочип определяет сотни (!) сортов генетически модифицированных растений в одном анализе. Правда, пока эту технологию применяют в основном для научных целей. Но первые шаги к внедрению ее в область контроля за пищевой продукцией из ГМИ уже сделаны. Так, в Российской Федерации разработан и включен в число национальных стандартов метод выявления следующих генетических последовательностей: промотора 35S из вируса мозаики цветной капусты, маркерного гена gus из бактерии E.coli, терминаторов nos и ocs из бактерии Agrobacterium tumefaciens, маркерного гена npt II бактериального происхождения.

Если же модификация направлена на изменение химического состава продукта (таких, разрешенных для питания, пока единицы), применимы и специальные методы исследования: хроматография, спектрофотометрия, спектрофлюориметрия и др. Скажем, линии сои G94-1, G94-19, G168 фирмы Дюпонт (США) имеют измененный жирнокислотный состав: сравнительный анализ показал увеличение содержания олеиновой кислоты в бобах до 83,8%, в то время как в традиционном аналоге ее всего 23,1%. Газовая хроматография выявляет данную генетическую модификацию даже в рафинированном соевом масле, не содержащем ДНК и белка.

Для количественного определения ГМИ наиболее перспективна полимеразная цепная реакция с детекцией результатов в режиме реального времени. В чем же суть метода? С помощью специального оборудования, позволяющего наблюдать за кинетикой процесса, в реакционную смесь вноситься дополнительный маркер – участок ДНК, комплементарный искомому аналогу и содержащий флуоресцентную метку, интенсивность флуоресценции которой в ходе реакции пропорциональна количеству ГМИ в исследуемом продукте. Такой анализ проводится в закрытой пробирке, занимает совсем немного времени, а итог виден на компьютерном мониторе.

Преимущества ГМИ пищи. Трансгенные растения (ТР) способствуют росту продуктивности за счет своей устойчивости к гербицидам, вредителям, болезням. Это позволяет сохранить ту часть урожая, которая ранее терялась из-за воздействия факторов биотического стресса и неэффективной защиты.

ТР можно придать полезные свойства. Например, британскими учеными разработан новый сорт риса – «золотой рис» – генетически улучшенный с помощью бетакаротина, который в организме человека превращается в витамин А. Из улучшенной кукурузы, соевых бобов и рапса получается растительное масло, в котором снижено количество насыщенных жиров. В трансгенных сортах картофеля и кукурузы больше крахмала и меньше воды. Такой картофель при жарке требует немного масла, легче усваивается желудком. Усовершенствованные помидоры, тыква и картофель лучше сохраняют витамины С, Е и бетакаротин.

ТР можно использовать в фармакологических целях как биофабрики по производству белков интерлейнинов, стимулируя защитные свойства человека (в частности моркови, бананов и др.).

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что применение ТР:

-повышает продуктивность сельскохозяйственных культур;

-позволяет увеличить производство сельскохозяйственной продукции, не расширяя пахотных земель;

-уменьшает ущерб окружающей среды от использования ядохимикатов;

-позволяет получить экономическую выгоду за счет снижения трудозатрат и экономии энергоресурсов.

А ведь в дальнейшем будут создаваться совершенно новые продукты, с улучшенной или измененной пищевой ценностью, устойчивые к воздействию климатических факторов, засолению почв, а также имеющих больший срок хранения и улучшенные вкусовые свойства, характеризующиеся отсутствием аллергенов. Более отдаленное будущее – это растения, которые продуцируют определенные химические соединения, вакцины и т.д. И это не фантастика. Лабораторные наработки показывают эффективность этого направления.

А в перспективе культуры третьего поколения (примерно с 2015 г). Для них помимо вышеперечисленных качеств будет характерно изменение архитектуры растений, например, низкорослость как фактор устойчивости в ветреных областях. Или изменение времени цветения и плодоношения – тогда станет возможным выращивать тропические фрукты в средней полосе. Или изменение размера, формы и количества плодов. Или рост эффективности фотосинтеза – это приведет к увеличению содержания кислорода в воздухе. Или продуцирование пищевых веществ с повышенным уровнем ассимиляции, лучше усваивающихся организмом.

Недостатки использования ГМИ пищи. Потенциальную опасность трансгенных организмов ученые и специалисты связывают со следующими возможными отрицательными последствиями;

• Вытеснение природных организмов из их экологических ниш с последующим нарушением экологического равновесия. Эти риски связаны, прежде всего, с появлением суперсорняков, с формированием новых, устойчивых к ядам, популяций насекомых, генетическим загрязнением и безвозвратной потерей традиционных сортов важнейших сельхозкультур, а также с возрастанием химического загрязнения окружающей среды пестицидами.

• Уменьшение биоразнообразия. ГМО представляют риск для биоразнообразия (генетического в том числе), так как они взаимодействуют в природе со всем живым, что их окружает. Ученые определили несколько проблемных сфер – появление новых вредителей, суперсорняков, генетическое загрязнение, перекрестное опыление ГМ культур и обычных, появление новых вирусов, а также другие частные «слабые места» в зависимости от типа ГМО.

• Бесконтрольный перенос чужеродных генов из трансгенных организмов в природные, что предположительно может привести к активации ранее известных или образованию новых патогенов. Трансгенные конструкции имеют возможность перемещаться в другие растения, родственные, либо того же типа. Генетически модифицированный материал переносится в пыльце с помощью, скажем, ветра на соседние поля. Фермеры, ведущие органическое или традиционное сельское хозяйство в Европе и США озабочены этим фактом, поскольку полученные благодаря методам генной инженерии растения не считаются органической продукцией, которая становится все более и более популярной, особенно в Европе. В 1999 году американская компания органических продуктов Terra Prima уничтожила 87 тыс. мешков органических кукурузных чипсов, отправленных в Европу, когда испытания показали содержание в них ГМ-материала. Ученые Великобритании, например, обнаружили пыльцу ГМ рапса в пчелиных ульях на расстоянии 4 километра от поля. А канадские производители экологически чистой сельскохозяйственной продукции постепенно разоряются из-за генетического загрязнения их посевов от расположенных рядом генно-модифицированных полей.

Условно риски, связанные с использованием ГМИ пищи, можно разделить по объекту воздействия на:

- экологические;

- медицинские;

- социально-экономические.

Подробного рассмотрения заслуживают риски медицинские, так как для потребителей на первом месте стоит влияние подобных продуктов на здоровье.

На сегодняшний день нет прямых научных доказательств отрицательного воздействия трансгенных растений на человека. Проводятся различные исследования, но полученные результаты слишком противоречивы, чтобы делать однозначные выводы. Однако ученые и медики признают появление и подтверждают наличие отдельных рисков для здоровья человека.

Трансгены могут вызывать:

-Повышенную аллергеноопасность. Выявлены факты появления аллергии у определенной группы людей на продукты переработки генетически модифицированной сои фирмы «Pioneer». Дальнейшие исследования показали, что аллергическая реакция возникает у людей, имеющих аллергию на американский орех;

-Возможную токсичность. Генетически модифицированные манипуляции наделяют растения или животных неприсущими им свойствами. При этом возникает проблема: остановить или предугадать процесс функционирования комбинированного гена практически невозможно, поэтому уверенности в том, что съедаемые нами генетически модифицированные растения не станут производить новые токсины нет;

-Устойчивость к действию антибиотиков. Появление большого количества антибиотикоустойчивых бактерий наблюдалось несколько лет назад в Дании: тысячи людей оказались жертвами эпидемии сальмонеллеза, вызванной новым, устойчивым к антибиотикам, штаммом сальмонеллы. Следует, однако, заметить, что устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий возникают отнюдь не благодаря генной инженерии.

Пищевые продукты, полученные с применением ГМИ. В структуре посевных площадей, занятых под трансгенные растения по всем странам преобладали сельскохозяйственные культуры со следующими наследственными признаками:

- устойчивость к гербицидам – 71%;

- устойчивость к насекомым – 7,7%;

- улучшение качества – менее 0,1%.

Следующие генетически модифицированные источники пищи (трансгенные культуры) выпускаются в промышленных объемах (табл. 3.11):

Кукуруза – устойчивая к глюфосинату аммония, глифосату, к зерновому точильщику, стеблевому мотыльку, к вредителям Diabrotica spp.

Соя – устойчивость к глифосату, глюфосинату аммония, высокое содержание олеиновой кислоты.

Рис – устойчивость к глюфосинату аммония.

Картофель – устойчивость к колорадскому жуку, вирусу картофеля Y, вирусу скручивания листьев картофеля.

Рапс – устойчивость к бромоксинилу, глюфосинату аммония.

Кабачки – устойчивость к вирусу мозаики огурцов, желтому вирусу мозаики цукини, вирусу мозаики дыни 2.

Папайя – устойчивость к вирусу кольцевых пятен папайи.

Томаты – устойчивость к вредителям, пролонгирование созревания (снижение синтеза этилена), устойчивость при хранении (замедление деградации пектина).

Сахарная свекла – устойчивость к глюфосинату аммония.

Мускатная дыня – замедление созревания (снижение синтеза этилена).

Лен – устойчивость к сульфонилмочевине.

Подлежат исследованию на ГМИ следующие пищевые продукты, произведенные из/или с использованием генетически модифицированного сырья: хлеб и хлебобулочные изделия, мучные кондитерские изделия: печенье, галеты, пряники, вафли, крекеры, торты, пирожные и кексы, колбасы и колбасные изделия, мясные полуфабрикаты, продукты детского питания (смеси для вскармливания, каши, пюре плодоовощные, мясорастительные и рыборастительные консервы, фасованные кулинарные изделия, консервы мясорастительные, рыборастительные, концентраты

Таблица – Перечень пищевых продуктов, полученных с применением генно-инженерно-модифицированных организмов

Продовольственное сырье			Пищевые продукты
1			2
Соя			1.Соевые бобы 2.Соевые проростки 3.Концентрат соевого белка и его текстурированные формы 4.Изолят соевого белка 5.Гидролизат соевого белка 6.Соевая мука и ее текстурированные формы 7.Заменитель молока (соевое молоко) 8.Заменитель сухого молока (сухое соевое молоко) 9.Консервированная соя 10.Вареные соевые бобы 11.Жареные соевые бобы 12.Жареная соевая мука 13.Продукты, полученные из или с использованием изолята соевого белка, концентрата соевого белка, гидролизата соевого белка, соевой муки, сухого соевого молока 14.Ферментированные соевые продукты 15.Соевая паста и продукты из нее 16.Соевый соус 17.Продукты, полученные из или с использованием соевого молока (тофу, сквашенные напитки, мороженое, майонез) 18.Соевое масло 19.Соевый лецитин 20.Продукты, полученные из или с использованием продуктов, указанных в пунктах 1–20
Кукуруза			1.Кукуруза для непосредственного употребления в пищу 2.Мука кукурузная 3.Крупа кукурузная 4.Мука смешанная, содержащая кукурузную муку 5.Кукуруза замороженная и консервированная 6.Попкорн из кукурузы 7.Кукурузные чипсы 8.Кукурузное масло 9.Кукурузный крахмал 10.Мальтодекстрины, произведенная из кукурузы 11.Сиропы, произведенные из кукурузного крахмала 12.Глюкоза, произведенная из кукурузы 13.Фруктоза, произведенная из кукурузы 14.Патока, олигосахара, произведенные из кукурузы
Картофель			1.Картофель (для непосредственного потребления в пищу) 2.Полуфабрикаты из картофеля быстрозамороженные 3.Пюре картофельное сухое 4.Хлопья картофельные 5.Картофельные чипсы 6.Крекеры картофельные (полуфабрикаты) 7.Продукты из картофеля обжаренные: • хворост картофельный • в ломтиках • соломкой 8.Концентрат из картофеля, в том числе: • мука для оладьев • вареники с картофелем (полуфабрикаты) • пюре картофельное, не требующее варки 9.Продукты из картофеля быстрого приготовления, в том числе: • картофель сушеный, быстро восстанавливаемый • картофель сушеный, быстро развариваемый 10.Консервы из картофеля, либо содержащие картофель 11.Меласса 12.Картофельный крахмал 13.Глюкоза, произведенная из картофеля 14.Патока, олигосахара, произведенные из картофеля
Томаты			1.Томаты для непосредственного употребления в пищу (в том числе натуральные, цельноконсервированные (консервированные) 2.Томатная паста 3.Томатное пюре 4.Томатный сок, напитки 5.Томатные соусы, кетчупы 6.Продукты, содержащие компоненты из пунктов 1-5
Кабачки			1.Кабачки в натуральном виде 2.Продукты, произведенные из (или) с использованием кабачков
Дыня			1. Дыня в натуральном виде 2.Продукты, произведенные из (или) с использованием дыни
Папайя			1.Папайя в натуральном виде 2.Продукты, произведенные из (или) с использованием папайи
Цикорий			Продукты, содержащие цикорий
Сахарная свекла, свекла столовая			1.Сахар, произведенный из сахарной свеклы 2.Глюкоза, произведенная из сахарной свеклы 3.Фруктоза, произведенная из сахарной свеклы
Рапс			Рапс и продукты его переработки, в том числе: Рапсовое масло и продукты, его содержащие Семена рапса дробленые, недробленые, прочие
Лен			Льняное масло и продукты, его содержащие
Хлопок			Хлопковое масло и продукты, его содержащие
Пшеница			1.Пшеница в натуральном виде 2.Продукты, произведенные из (или) с использованием пшеницы, в том числе хлеб и хлебобулочные изделия
Подсолнечник			Семена подсолнечника, масло подсолнечное и другие продукты, произведенные из/или с использованием семян подсолнечника
Рис			Продукты, содержащие рис, в том числе: 1.Рис дробленный 2.Мука рисовая 3.Гранулы из зерна риса 4.Хлопья рисовые, чипсы рисовые 5.Готовые пищевые продукты, полученные путем вздувания или обжаривания зерна риса
Морковь			Морковь, репа свежие или охлажденные, в том числе: 1.Морковь для непосредственного употребления в пищу, в том числе натуральные и консервированные и продукты их содержащие 2.Сок морковный
Репа			Репа свежая или охлажденная, в том числе натуральная и консервированная и продукты ее содержащие
Лук, чеснок			Лук, чеснок и продукты их содержащие, в том числе: 1.Лук репчатый, лук шалот, чеснок, лук-порей и прочие луковичные овощи, свежие или охлажденные 2.Лук репчатый, лук шалот, чеснок, лук-порей и прочие луковичные овощи сушеные, целые, нарезанные кусками, ломтиками, измельченные или в виде порошка, но не подвергнутые дальнейшей обработке 3.Лук репчатый, лук шалот, чеснок, лук-порей и прочие луковичные овощи, приготовленные или консервированные с добавлением уксуса или уксусной кислоты
Горох			Горох и продукты его содержащие, в том числе: 1.Горох сушеный, лущеный, очищенный от семенной кожуры или неочищенный, колотый или неколотый 2.Горох, приготовленный или консервированный без добавления уксуса или уксусной кислоты, немороженый
Перец, баклажан			Перец, баклажаны и продукты их содержащие, в том числе: баклажаны, сладкий перец свежий, приготовленные или консервированные с добавлением уксуса или уксусной кислоты.
Виноград			Виноград свежий или сушеный, в том числе, сок виноградный, нектары и напитки, содержащие виноградный сок
Кофе			Кофе жареный и нежареный, с кофеином или без кофеина, кофейная шелуха и оболочки зерен кофе, кофейные напитки
Пищевые добавки			Произведенные из ГМО
Биологически активные добавки к пище			Содержащие ГМО
Генетически модифицированные заквасочные, стартовые, дрожжевые культуры			Содержащие жизнеспособные и нежизнеспособные генетически модифицированные микроорганизмы Продукты, содержащие заквасочные, стартовые. дрожжевые культуры
Генетически модифицированные штаммы-продуценты пищевых веществ и пищевых добавок			Полученные с использованием генетически модифицированных микроорганизмов
Лимон, апельсин, мандарин, грейпфрут*			Свежие или сушеные, консервированные, продукты их переработки, в том числе соки
Ячмень*			Ячмень в натуральном виде, продукты, произведенные из/или с использованием ячменя
Арахис*			1.Арахис и продукты его содержащие 2.Масло арахисовое и его фракции, нерафинированное
Капуста*			Капуста кочанная, капуста цветная, кольраби, капуста листовая и продукты ее переработки
Огурцы*			Капуста кочанная, капуста цветная, кольраби, капуста листовая и продукты ее переработки
Маслины, оливки*			Маслины, оливки, в том числе: 1.Маслины или оливки (сырые или сваренные в воде или на пару), мороженые 2.Масло оливковое и его фракции 3.Маслины или оливки, приготовленные или консервированные с добавлением уксуса или уксусной кислоты
Яблоки, груша, айва*			Яблоки, груша, айва, в том числе: Яблоки, груша и айва свежие или сушеные, продукты их переработки, в том числе, соки, нектары и напитки, содержащие яблочные соки
Вишня, абрикос, черешня, персики, нектарины, слива, терн*			Свежие, или подвергнутые или неподвергнутые тепловой обработке в кипящей воде или на пару, мороженые, с добавлением или без добавления сахара или других подслащивающих веществ, продукты их переработки, в том числе соки
Чай*			Чай с вкусо-ароматическими добавками или без них
Киви*			Киви и продукты его переработки, в том числе сок
Ананас*			Ананас и продукты его переработки, в том числе сок
Примечание:	* –	пищевые продукты, имеющие генно-инженерно-модифицированные аналоги, находящиеся на стадии разработки или внедрения

пищевые, супы и каши быстрого приготовления), полуфабрикаты (крем, помада, начинки, желе), кондитерские изделия, шоколад, резинка жевательная, биологически активные добавки к пище (сухие, жидкие), пищевые добавки.

В стадии разработки или внедрения и, возможно, пока не представлены на мировом продовольственном рынке, а потому подлежащие  исследованию на наличие ГМИ следующие пищевые продукты: пшеница, ячмень, подсолнечник, арахис, картофель сладкий, баклажаны, капуста (кочанная), брокколи, морковь, огурцы, салат-латук, лук, горох, перец, маслины, оливки, яблоки, груши, айва, вишня, абрикос, черешня, персики, нектарины, слива, лимон, апельсин, мандарин, грейпфрут, виноград, киви, ананас, чай, кофе, лен (в том числе – прочие нелетучие растительные жиры).

Исследования опасности ГМИ. Правительственные исследования в Шотландском Институте Урожая (Scottish Crop Institute) показали опасность ГМ-растений для насекомых. Божьих коровок кормили тлей, которую разводили на ГМ картофельных растениях. Жизнь божьих коровок сокращалась до половины ожидаемой продолжительности жизни, а их плодовитость и кладка яиц значительно уменьшилась. Неблагоприятное воздействие пыльцы трансгенной Bt-кукурузы на насекомых было показано в ряде работ. Так, в исследовании, опубликованном в журнале «Nature», сравниваются три группы личинок бабочки Монарх Danaus plexippus. У той группы личинок, которая кормилась растительным млечным соком с ГМ-пыльцой, наблюдалось замедленное развитие и низкий процент выживаемости. В другой работе было обнаружено негативное влияние Bt- кукурузы на бабочку-парусник.

Известным ученым Арпадом Пуштаем, из Университета Абердина (Великобритания), было показано, что кормление крыс ГМ-картофелем с геном лектина луковиц подснежника в течение 10 дней приводило к угнетению иммунной системы, уменьшению веса внутренних органов и патологическим изменениям в них (разрушалась печень, изменялись зобная железа и селезенка) по сравнению с крысами, которые питались обычным картофелем. В другой серии экспериментов при включении в рацион питания крыс ГМ-картофеля были выявлены серьезные изменения в желудочно-кишечном тракте крыс (быстрая пролиферация клеток слизистой оболочки).

В 2003 г. завершилось длившееся три года, по сути, первое крупномасштабное исследование, на проведение которого ушло 5 млн. амер. долларов. Эксперимент проводился на 600 полях, где выращивали три вида трансгенных растений: кукурузу, рапс, капусту. Выяснилось, что видовое разнообразие растений, грибов, насекомых, птиц, животных, обитающих на этих полях и вокруг них, сократилось на 30%.

Канадские фермеры, имея опыт выращивания генетически модифицированных зерновых, утверждают, что данная технология повреждает аграрный сектор. Дело в том, что, посеяв однажды ГМ зерновые, от них невозможно избавится. «Суперкультура» рассеивается из оставшихся на поле соломы и семян, даже при очень тщательной обработке поля, всходы ГМ культуры все равно заглушают новые посевы.

Два независимых исследования, проведенных британскими учеными, выявили, что пчелы переносят пыльцу модифицированных растений более чем на 26 километров, а выращенный однажды урожай ГМ зерновых оставляет после себя загрязненную почву на 16 лет.

Итальянка M. Malatesta с соавторами проверяла влияние ГМ-сои, устойчивой к гербициду раундапу, на мышей. Патологические изменения были обнаружены в печени, поджелудочной железе и семенниках у подопытных мышей.

Представляется уместным подробнее рассказать об исследованиях ГМ-сои, так как из всех генетически измененных продуктов питания трансгенная соя, пожалуй, самый проблемный продукт. С одной стороны, соя с большим успехом применяется в качестве корма для скота, мясо и молоко которого мы употребляем в пищу. Во-вторых, в последнее время соевое молоко активно используют для вскармливания грудных детей, которым противопоказан молочный сахар или молочный белок. Таких детей на сегодня в мире насчитывается около 7%. Для них соевое молоко является единственным источником питательных веществ. В-третьих, употребление сои является одним из важнейших факторов здорового питания, которое сегодня завоевывает все больше сторонников. А некоторые компоненты сои по своему составу близки к молекулам эстрогенов, женских половых гормонов, недостаток которых приводит к возрастным изменениям – дроблению кожи, выпадению волос, появлению излишней полноты. Вот почему соевые добавки стали в последнее время так популярны. Кроме того, соя используется для приготовления 30000 продуктов: супов, картофельных чипсов, маргарина, салатных соусов, рыбных консервов и др. Таким образом, соя становится одним из основных продуктов рациона человечества. И продукты из сои будут играть ведущие роли в гастрономическом театре будущего.

Именно с этой тенденцией, очевидно, связано стремление производителей максимально оптимизировать и удешевить выращивание сои. Генетически модифицированная соя обладает, в частности, очень ценным качеством она устойчива к гербицидам. Это позволяет существенно повысить урожайность сои и снизить себестоимость (ведь трансгенную сою практически не нужно пропалывать), а по химическому составу и питательным свойствам ГМ-соя ничем не отличается от обычной.

Технология по производству трансгенной сои была предложена учеными компании Monsanto, производителем, Roundup(r). Фермерам, использующим этот гербицид, был предоставлен бесплатный доступ к семенам трансгенной сои Roundup Ready. В результате широкого применения гербицида Roundup, в сое может содержаться очень опасное вещество глифосат, основной компонент Roundup (его содержание в гербициде составляет 41%). В ходе эксперимента, проходившего на острове Тайвань, зафиксирована смерть 11 человек из 97, умышленно употребивших пищу с большим содержанием глифосата. Другим поводом для обсуждения являются изофлавоноиды – фитоэстрагены содержащиеся в сое. Сами по себе изофлавоноиды, будучи растительным аналогом женских половых гормонов, действуют на человеческий организм весьма благотворно. В частности, именно содержанием изофлавоноидов в сое объясняется значительно более низкая заболеваемость онкологическими заболеваниями среди населения восточных стран, где соя является одним из основных продуктов питания. Благодаря изофлавоноидам представители восточных народов значительно опережают европейцев в вопросах продолжительности жизни и периода активного долголетия. Но, как показали исследования группы немецких ученых под руководством доктора Зандерманна, генетически измененная соя содержит значительно более высокое количество фитоэстрогенов. Если обычная соя предупреждает рак и замедляет процесс старения, то соя с повышенным содержанием изофлавоноидов может вызывать прямо противоположные эффекты. Именно повышенным содержанием изофлавоноидов можно объяснить данные, полученные американскими учеными в 2001 г. Их исследования показали, что употребление соевых продуктов в большом количестве может приводить к преждевременному старению мозга и к развитию злокачественных опухолей половых органов. А использование трансгенной сои в качестве сырья для приготовления детских безмолочных смесей и вовсе недопустимо. Попадая в организм грудного ребенка, фитогормоны в таком количестве вызывают значительные изменения в составе крови (в частности, уровень эстрадиолов повышается в 13000–22000 раз по сравнению с нормальным содержанием), которые могут иметь опасные последствия, в частности, нарушение функций половых органов, увеличению риска раковых заболеваний. При этом многие производители детского питания признали, что используют в качестве сырья трансгенную сою.

Российскими учеными был проведен анализ влияния изменения материнской диеты при добавлении к корму ГМ-сои, устойчивой к гербициду рундапу, на физиологическое состояние потомства первого поколения (табл. 3.12). Исследования проводились на крысах.

К общевиварному корму самок добавили ГМ-сою, устойчивую к гербициду раундапу, который используется для борьбы с сорняками. Сою добавили в виде соевой муки, разведенной водой, за две недели до спаривания, во время спаривания и во время кормления (по 5–6 г на крысу). В качестве контрольных групп служили самки, которым в корм добавляли традиционную сою или ничего не добавляли. Таким образом, в экспериментах участвовало три группы: 1 группа – добавляли ГМ-сою; 2 группа – добавляли традиционную сою и 3 группа служила контрольной (без добавок). Исследования проводили одновременно со всеми группами. После рождения крысят количество сои увеличили до 1 г на одного родившегося крысенка. Посчитывали количество родивших самок, число

Таблица 3.12. – Влияние изменения материнской диеты при добавлении к корму ГМ-сои

Добавки	Родившие крысы	Количество родившихся крысят	Количество умерших крысят (через 3 недели)	Количество умерших крысят, %	Сколько крысят осталось
Контроль (не добавляли ничего)	4 (из 6-ти)	44	3	6,8	41
ГМ-соя	4 (из 6-ти)	45	25	55,6	20
Традиционная соя	3(из 3-х)	33	3	9	30

родившихся и умерших крысят. Было исследовано 15 самок и 122 крысенка.

После добавления в общевиварный корм ГМ-сои была получена высокая смертность крысят (~55,6%). Повышенная смертность новорожденных крысят наблюдалась у всех самок ГМ-соевой группы. При этом ГМ-соя не влияла на рождение крысят (в среднем на одну самку 11 крысят). Среди выживших крысят 36% из «ГМ-соя» группы через две недели после рождения имели вес менее 20 г по сравнению с группами «Контроль» и «Трад. соя» (6% и 6,7% соответственно), что свидетельствовало об ослабленном состоянии большого количества крысят из группы ГМ-соя. Небольшие изменения, которые были обнаружены при добавлении традиционной сои, были статистически недостоверными и считаются в приделах нормы при данном количестве животных.

Выдвигается несколько версий негативного влияния ГМ-сои на потомство. С одной стороны, это может быть связано с проникновением чужеродных генов в половые и/или эмбриональные клетки животных (согласно исследованиям немецких ученых Schubbert с соавт.). Причиной может быть и мутагенное воздействие вновь созданных ГМ-организмов. С другой стороны, негативное воздействие может быть обусловлено накоплением токсичного гербицида раундапа в растениях, устойчивых к нему, таким образом, вместе с растением поглощается и сам токсин. Однако в связи с тем, что ни самки, ни подросшие крысята, которые начинали сами есть ГМ-сою, не умерли, то предполагается, что наиболее вероятным являются первая и вторая версии.

Было бы ошибкой думать, что можно с легкостью оградить себя от трангенных продуктов в целом и от трансгенной сои в частности. Ведь соя в том или ином виде – соевая мука, либо соевое масло, либо соевый лецитин – присутствуют едва ли не во всех готовых продуктах, которые продаются в магазинах.

Продовольственная проблема – одна из важнейших проблем человечества. По прогнозам ЮНЕСКО к 2050 г. численность населения в мире приблизится к 10 млрд. человек, что потребует резкого увеличения объемов производства продукции. Большая часть пригодных к возделыванию земель уже вовлечена в сельскохозяйственное производство. Возникла необходимость в применении принципиально новых подходов к созданию высококачественных агросистем, обеспечивающих повышение урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности скота. Одним из способов решения поставленных задач является применение новейших способов селекции.

В настоящее время на 25% возделываемых посевных площадей выращиваются генетически модифицированные разновидности соевых бобов, хлопка, зерновых и рапса (доминирующими трансгенными культурами, используемыми в качестве продовольственного сырья, являются соя, рапс и кукуруза). Почти две трети мирового объема генетически модифицированных растений выращиваются в США. Другими их крупными производителями являются Аргентина, Канада, Бразилия, Китай и ЮАР. Список разрешенных для использования в питании и кормах сельскохозяйственных культур на 2004 г. по данным управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами (США), включает более 100 генетически модифицированных продуктов. В 2005 г. общая площадь посевных площадей под трансгенными культурами в мире составила 90 млн. га.

Когда в 1996 г. США впервые экспортировали в Европу ГМ соевые бобы, Европейский союз, отчасти в ответ на возникшие публичные дебаты, ввел обязательное этикетирование пищевых продуктов, содержащих генетически модифицированные организмы (ГМО). В апреле 2004 г. было введено новое законодательство с расширенными требованиями к этикетированию. Правительства в некоторых других странах мира последовали примеру Европейского союза и также разработали положение о маркировке (этикетировании) для генетически модифицированных продуктов (табл. 3.13).

С 1 сентября 2007 г. в Российской Федерации введена обязательная маркировка пищевых продуктов, содержащих более 0,9% компонентов, полученных с применением генно-инженерно-модифицированных организмов (ГМО).

На этикетках для пищевых продуктов из генетически модифицированных источников (маркировка) указываются:

• наименование ингредиентов, входящих в состав пищевого про-дукта, микробные культуры, закваски и вещества, используемые для обогащения пищевых продуктов;

• рекомендации по использованию, применению, при необходимости, противопоказания к их использованию;

• для пищевых продуктов, содержащих более 0,9% компонентов, полученных с применением ГМО, в том числе не содержащих дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и белок, обязательна информация – «генетически модифицированная продукция», или «продукция, полученная из генно-инженерно-модифицированных организмов», или «продукция содержит компоненты генно-инженерно-модифицированных организмов».

Таблица – Маркировка (этикетирование) генетически модифицированных пищевых продуктов в различных странах

Обязательное		Добровольное
Страны	Порог допустимого содержания ГМ материала, %	Страны		Порог допустимого содержания ГМ материала, %
Китай	0	Канада		5
Австралия и Новая Зеландия	1	Аргентина		Не установлен
Европейский союз	0,9	США		Не установлен
Бразилия	1
Тайвань	5 (от ГМ соевых или зерновых продуктов)
Япония	5 (по трем вносящим наибольший вклад ингредиентам)
Российская Федерация	0,9 (с 01.09.2007г.)

• информация о государственной регистрации.

Несомненно, регламентация продажи модифицированных продуктов необходима и полезна, однако в принятом Европарламентом законе имеется ряд нюансов. Так, на упаковках нерафинированного масла и попкорна из генетически измененной кукурузы должна быть соответствующая маркировка, а на упаковке с крахмалом или полученном из него глюкозным сиропом подобная маркировка не требуется. Маркировка не требуется на упаковке с рафинированным маслом или приготовленном на его основе майонезе. Полученный из генетически модифицированного яблока мусс или яблочный сок должны нести соответствующую маркировку, а яблочный уксус – нет. Не фиксируется факт использования генетически измененного сырья при изготовлении лецитина и получении с его помощью шоколада и крема. Должны иметь соответствующую маркировку соевый шрот, белок, полученный из него, и готовые супы с данным белком. Корма для животных, полученные из шрота генетически измененной сои не маркируются.

Объективные причины существования реальных и (или) потенциальных биологических рисков ГМО и полученных из них продуктов следуют, прежде всего, из несовершенства самих генно-инженерных технологий и слабой изученности структуры и функционирования генетического аппарата растений, в который и вставляется чужеродный ген. Так, например, генный инженер в настоящее время не умеет встраивать чужеродный фрагмент ДНК в данное конкретное место генома. Это означает, что встраивание трансгена носит непредсказуемый характер и может сопровождаться нарушением работы конкретных генов, а, следовательно, и клеточного метаболизма с возможным образованием веществ с негативными биологическими эффектами. Случайно встроенный чужеродный ген может влиять на работу соседних генов, то есть оказывать «плейотропный эффект», последствия которого предсказать никто не может.

Но это не означает, что надо свернуть генно-инженерные работы. Наоборот, необходимы широкие исследования результатов использования ГМ-продуктов, действенный контроль за их применением, усовершенствование генно-инженерных технологий, переход к созданию более безопасных трансгенных растений.