Биобезопасность генномодифицированных организмов

Потенциальную опасность трансгенных организмов для окружающей среды, а, следовательно, для человека связывают со следующими возможными отрицательными последствиями:

ü вытеснение природных организмов из их экологических ниш с последующим нарушением экологического равновесия;

ü уменьшение биоразнообразия;

ü бесконтрольный перенос чужеродных генов из трансгенных организмов в природные, что предположительно может привести к активации ранее известных или образованию новых патогенов.

ü Насколько оправданны эти опасения? Будем ли мы жить в новом генетически модифицированном мире (GM World)?

На эти вопросы можно ответить только на основании данных о биобезопасности изучаемых трансгенных организмов. Порядок проведения исследований генномодифицированных организмов на биобезопасность в разных странах различен. Вопросами биобезопасности в США, как ведущей стране по трансгенным культурам, занимаются два федеральных ведомства: Служба здоровья и инспекции животных и растений (APHIS) при USDA и EPA.

EPA подразделяет активные ингредиенты генномодифицированных растений на две категории: белковые и небелковые. Они, в свою очередь, должны быть охарактеризованы по следующим критериям:

¨ идентификация донорского организма и последовательности генов, которые встроены в растение-реципиент;

¨ выявление и описание вектора или иной системы доставки, использованной для введения нового гена в растение-реципиент;

¨ изменения организма-реципиента, включая сведения о встроенной генной последовательности и об уровне ее экспрессии.

Для оценки степени влияния на окружающую среду в сферу деятельности USDA входит проведение следующих исследований:

¨ перенос генов в обычные культуры

¨ перенос генов в родственные и/или другие виды дикорастущих растений;

¨ изменение восприимчивости к болезням и вредным организмам;

¨ влияние на нецелевые организмы.

Поведение трансгенного растения в окружающей среде и возможное сопутствующее действие продукта чужеродного гена на нецелевые организмы являются основными экотоксикологическими данными. Они должны включать результаты следующих испытаний:

¨ скармливания лабораторным животным и птицам, изучение влияния на их репродуктивную функцию;

¨ острого и/или хронического эксперимента на рыбах;

¨ острого эксперимента на пресноводных беспозвоночных.

Однако, исследование биобезопасности генномодифицированных растений помимо результатов влияния генетической конструкции на нецелевые организмы включает также следующие этапы:

¨ анализ структуры встроенной генетической конструкции и ее соответствие заявленной;

¨ полевые агротехнические исследования: соответствие заявленному признаку и особенности агротехники;

¨ изучение возможности горизонтального переноса генов, т.е. передачи генетического материала между организмами путем отличным от полового скрещивания или размножения;

¨ изучение возможности вертикального переноса генов, т.е. передачи генетического материала в поколениях половым путем;

¨ влияние генетической конструкции на поражаемость сортов болезнями и вредителями;

¨ влияние генетической конструкции на почвенную микрофлору.

Рис. 49. Структура токсикологических исследований ЕРА

Рис 50. Испытание на потенциальную аллергенность (Metcalfe, 1996)

Она включает изучение пищевой и дермальной токсичности, гомологии аминокислот аллергенов и их стабильности при переваривании пищи или тепловой обработке. Если растения генетически сконструированы для выработки летучих пестицидных компонентов, их действие на легкие млекопитающих может быть значительным и без употребления их в пищу. Поэтому выявление дермальной токсичности, заключающейся в отрицательном действии на кожу (путем теста на ее прокол), может стать достаточным основанием для принятия решения о не возможности использования генномодифицированных растений в качестве продовольственной культуры.

Следует отметить, что участниками Консультации ФАО/ВОЗ, проведенной в Риме в 1996 г., рекомендовано запретить перенос генов из традиционно аллергенных продуктов, если отсутствует документальное подтверждение о том, что переносимый ген не кодирует аллерген. Кроме того, ГМО, в которых был обнаружен аллерген, перенесенный из организма – поставщика ДНК, не могут быть коммерциализированы без возможности их четкой идентификации.

Исследования на биобезопасность трансгенных микроорганизмов проводят в несколько этапов:

¨ лабораторные испытания, подтверждающие отсутствие какой-либо опасности изучаемого штамма;

¨ исследование поведения микроорганизма в надежно изолированной теплице (почве) или в изолированном водоеме;

¨ проведение мелкоделяночных полевых испытаний;

¨ крупномасштабные полевые испытания;

¨ крупномасштабная интродукция генномодифицированного организма.

В целях реализации положений ФЗ № 86 от 05.07.1996 г. «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ №149 от 16.09.2003 г. предусматривается введение в гигиеническую характеристику продукции микробиологической и молекулярно-генетической экспертизы.

Результаты исследований биобезопасности Bt-растений, проведенные фирмой «Monsanto», показали, что они оказывают минимальное либо нулевое воздействие на птиц, рыб, водных беспозвоночных и широкий круг полезных насекомых – божью коровку, домашнюю пчелу и т.д. При скармливании животным зерна, пыльцы и листовых тканей различных Bt-продуктов в количествах, превышающих ожидаемое поступление белка как минимум в 10 раз (обычно - более чем 100 раз), не наблюдалось ни увеличения смертности, ни отклонения в поведении исследуемых объектов. При использовании Bt-растений в количествах, когда потребление белка соответствовало нормам пищевого рациона, не отмечено ни одного случая неблагоприятного воздействия на испытуемый организм.

Благодаря высокой селективности Cry-белков, даже двадцативосьмиточечная божья коровка (достойный эквивалент колорадского жука на Дальнем Востоке), не подвержена воздействию белка Cry 3A, который высоко эффективен при использовании против этого вредителя. Опасность Cry-белков для других жесткокрылых, не входящих в целевую группу (бабочки, мотыльки), практически отсутствует.

Увеличение численности полезных насекомых из-за снижения использования инсектицидов вследствие высокой устойчивости генномодифицированных растений расширяет общее видовое биоразнообразие в агроэкосистемах и уменьшает число разорванных связей в экологических системах. Это, в свою очередь, ведет к естественному биологическому ограничению численности видов первичных и вторичных вредителей. Неблагоприятное воздействие на почвенные биологические процессы также снижено.

При промышленном возделывании Bt-растений поднимаются вопросы о возможности дрейфа генов в дикорастущие виды и о развитии вредителей, устойчивых к Cry-белкам, особенно вблизи исторического центра происхождения культуры.

Однако, в США, где генномодифицированные культуры выращивают не первый год, не существует проблемы дрейфа генов, так как кукуруза не имеет диких родственных видов на территории страны. В то же время при наличии диких видов картофеля создан промышленный сорт Bt-картофеля – Russet Burbank. Этот сорт имеет мужскую стерильность, что препятствует дрейфу генов. По половым признакам культурный картофель не совместим с родственными видами в Северной Америке, поэтому в данном случае межвидовое скрещивание не представляет опасности.

С момента вступления в силу федерального закона по биобезопасности « О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» (1996 г., № 86-ФЗ) в России создана строгая национальная система регулирования генно-инженерной деятельности и контроля за ГМО, пищевой продукцией и кормами на их основе.

Так, исследование биобезопасности трансгенных растений в России осуществляют путем проведения ограниченных полевых испытаний на изолированных участках с применением специальных мер ограничения рисков. Следующим этапом выпуска генномодифицированного организма в окружающую среду является проведение полевых испытаний без использования специальных мер ограничения рисков, в том числе сортоиспытаний. Заключительный этап выпуска трансгенных растений заключается в широкомасштабном их возделывании.

i Ограниченные полевые испытания в открытом грунте проводятся на огороженных охраняемых участках, сертифицированных Межведомственной Комиссией по генно-инженерной деятельности (МВКГИД). Организация или учреждение, осуществляющие эти испытания и имеющие высококвалифицированный персонал, гарантируют защиту от не санкционированного попадания исследуемых трансгенов в окружающую среду. Для выполнения этих требований осуществляют следующие мероприятия:

а) репродуктивная изоляция путем пространственного и временного разграничения; в случае необходимости применение биологических методов предотвращения цветения; надевания защитных мешочков на цветки, соцветия, растения и т.п.;

б) регулирование устойчивости или распространение таких репродуктивных структур, как побеги или семена;

в) уничтожение самосевных растений после уборки.

Результатом изучения трансгенных растений на ограниченных участках является оценка их биобезопасности и выдача МВКГИД номера временной регистрации исследуемого растения для проведения сортоиспытаний.

После завершения сортоиспытаний и получения гигиенического заключения Государственного санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации, материалы экологического обоснования возможности внесения генномодифицированного растения в «Государственный реестр селекционных достижений, разрешенных к использованию в Российской Федерации», предоставляются на государственную экспертизу.

При наличии положительного заключения Государственной комиссии Российской Федерации по охране и испытаниям селекционных достижений, положительного заключения Государственного санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации данный трансгенный сорт вносится в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию Российской Федерации, с присвоением номера постоянной регистрации.