Биотехнология — это междисциплинарная область, которая включает в себя интеграцию естественных и технических наук с целью достижения применения организмов и их частей для производства продуктов и услуг. [1]
Термин биотехнология впервые был использован Кароем Эреки в 1919 году [2] для обозначения производства продуктов из сырья с помощью живых организмов. Основной принцип биотехнологии заключается в использовании биологических систем и организмов, таких как бактерии, дрожжи и растения, для выполнения определенных задач или производства ценных веществ.
Биотехнология оказала значительное влияние на многие сферы общества, от медицины до сельского хозяйства и экологии . Одним из ключевых методов, используемых в биотехнологии, является генная инженерия , которая позволяет ученым изменять генетический состав организмов для достижения желаемых результатов. Это может включать в себя вставку генов из одного организма в другой и, следовательно, создание новых признаков или изменение существующих. [3]
Другие важные методы, используемые в биотехнологии, включают культивирование тканей, которое позволяет исследователям выращивать клетки и ткани в лабораторных условиях для исследовательских и медицинских целей, а также ферментацию , которая используется для производства широкого спектра продуктов, таких как пиво, вино и сыр.
Применение биотехнологии разнообразно и привело к разработке таких важных продуктов, как лекарства, спасающие жизни, биотопливо , генетически модифицированные культуры и инновационные материалы. [4] Она также использовалась для решения экологических проблем, таких как разработка биоразлагаемых пластиков и использование микроорганизмов для очистки загрязненных участков.
Биотехнология — это быстро развивающаяся область со значительным потенциалом для решения насущных глобальных проблем и улучшения качества жизни людей во всем мире; однако, несмотря на свои многочисленные преимущества, она также создает этические и социальные проблемы, такие как вопросы, связанные с генетической модификацией и правами интеллектуальной собственности . В результате этого продолжаются дебаты и регулирование, касающиеся использования и применения биотехнологии в различных отраслях и областях. [5]
Концепция биотехнологии охватывает широкий спектр процедур для модификации живых организмов в человеческих целях, восходящих к одомашниванию животных, выращиванию растений и «улучшениям» их посредством программ разведения, которые используют искусственный отбор и гибридизацию . Современное использование также включает генную инженерию, а также технологии культивирования клеток и тканей . Американское химическое общество определяет биотехнологию как применение биологических организмов, систем или процессов различными отраслями промышленности для изучения науки о жизни и повышения ценности материалов и организмов, таких как фармацевтические препараты, сельскохозяйственные культуры и домашний скот . [6] Согласно Европейской федерации биотехнологии , биотехнология представляет собой интеграцию естественных наук и организмов, клеток, их частей и молекулярных аналогов для продуктов и услуг. [7] Биотехнология основана на основных биологических науках (например, молекулярная биология , биохимия , клеточная биология , эмбриология , генетика , микробиология ) и, наоборот, предоставляет методы для поддержки и проведения основных исследований в области биологии. [ требуется ссылка ]
Биотехнология — это исследования и разработки в лаборатории с использованием биоинформатики для разведки, извлечения, эксплуатации и производства из любых живых организмов и любого источника биомассы с помощью биохимической инженерии , где продукты с высокой добавленной стоимостью могут быть спланированы (например, воспроизведены путем биосинтеза ), спрогнозированы, сформулированы, разработаны, изготовлены и проданы с целью устойчивой деятельности (для возврата безграничных первоначальных инвестиций в НИОКР) и получения долгосрочных патентных прав (для эксклюзивных прав на продажу, а до этого — для получения национального и международного одобрения результатов экспериментов на животных и людях, особенно в фармацевтической отрасли биотехнологии, чтобы предотвратить любые необнаруженные побочные эффекты или проблемы безопасности при использовании продуктов). [8] [9] [10] Использование биологических процессов, организмов или систем для производства продуктов, которые, как ожидается, улучшат жизнь людей, называется биотехнологией. [11]
Напротив, биоинженерия обычно рассматривается как смежная область, которая в большей степени подчеркивает более высокие системные подходы (не обязательно изменение или использование биологических материалов напрямую ) для взаимодействия с живыми существами и их использования. Биоинженерия - это применение принципов инженерии и естественных наук к тканям, клеткам и молекулам. Это можно рассматривать как использование знаний, полученных в результате работы с биологией и ее манипулирования, для достижения результата, который может улучшить функции растений и животных. [12] Соответственно, биомедицинская инженерия - это пересекающаяся область, которая часто опирается на биотехнологию и применяет ее (по разным определениям), особенно в определенных подобластях биомедицинской или химической инженерии, таких как тканевая инженерия , биофармацевтическая инженерия и генная инженерия . [ требуется ссылка ]
Хотя это и не то, что обычно приходит на ум, многие формы сельского хозяйства, созданного человеком , явно соответствуют широкому определению «использования биотехнологической системы для производства продуктов». Действительно, выращивание растений можно рассматривать как самое раннее биотехнологическое предприятие. [ необходима цитата ]
Сельское хозяйство, как предполагалось, стало доминирующим способом производства продовольствия со времен неолитической революции . Благодаря ранней биотехнологии самые ранние фермеры отбирали и разводили наиболее подходящие культуры (например, те, которые давали самые высокие урожаи), чтобы производить достаточно продовольствия для поддержки растущего населения. Поскольку посевы и поля становились все больше и их было труднее содержать, было обнаружено, что определенные организмы и их побочные продукты могут эффективно удобрять , восстанавливать азот и бороться с вредителями . На протяжении всей истории сельского хозяйства фермеры непреднамеренно изменяли генетику своих культур, вводя их в новые среды и скрещивая их с другими растениями — одна из первых форм биотехнологии. [ необходимо разъяснение ]
Эти процессы также были включены в раннюю ферментацию пива . [13] Эти процессы были введены в ранней Месопотамии , Египте , Китае и Индии и до сих пор используют те же основные биологические методы. В пивоварении соложеные зерна (содержащие ферменты ) преобразуют крахмал из зерен в сахар, а затем добавляют определенные дрожжи для производства пива. В этом процессе углеводы в зернах распадаются на спирты, такие как этанол. Позже другие культуры создали процесс ферментации молочной кислоты , который производил другие консервированные продукты, такие как соевый соус . Ферментация также использовалась в этот период времени для производства дрожжевого хлеба . Хотя процесс ферментации не был полностью понят до работы Луи Пастера в 1857 году, это по-прежнему первое использование биотехнологии для преобразования источника пищи в другую форму. [ необходима ссылка ]
До того, как Чарльз Дарвин жил и работал, ученые, изучающие животных и растения, уже использовали селекционное разведение. Дарвин дополнил этот корпус работ своими научными наблюдениями о способности науки изменять виды. Эти отчеты внесли вклад в теорию естественного отбора Дарвина. [14]
На протяжении тысяч лет люди использовали селекционное разведение для улучшения производства сельскохозяйственных культур и скота, чтобы использовать их в пищу. При селективном разведении организмы с желаемыми характеристиками скрещиваются для получения потомства с такими же характеристиками. Например, этот метод использовался с кукурузой для получения самых больших и сладких урожаев. [15]
В начале двадцатого века ученые получили более глубокое понимание микробиологии и исследовали способы производства определенных продуктов. В 1917 году Хаим Вейцман впервые использовал чистую микробиологическую культуру в промышленном процессе, производстве кукурузного крахмала с использованием Clostridium acetobutylicum , для получения ацетона , который был крайне необходим Соединенному Королевству для производства взрывчатых веществ во время Первой мировой войны . [16]
Биотехнология также привела к разработке антибиотиков. В 1928 году Александр Флеминг открыл плесень Penicillium . Его работа привела к очистке антибиотика, образованного плесенью, Говардом Флори , Эрнстом Борисом Чейном и Норманом Хитли — для образования того, что мы сегодня знаем как пенициллин . В 1940 году пенициллин стал доступен для медицинского использования для лечения бактериальных инфекций у людей. [15]
Область современной биотехнологии обычно считается зародившейся в 1971 году, когда эксперименты Пола Берга (Стэнфорд) по сплайсингу генов имели ранний успех. Герберт В. Бойер (Университет Калифорнии в Сан-Франциско) и Стэнли Н. Коэн (Стэнфорд) значительно продвинули новую технологию в 1972 году, перенеся генетический материал в бактерию, так что импортируемый материал мог воспроизводиться. Коммерческая жизнеспособность биотехнологической отрасли значительно расширилась 16 июня 1980 года, когда Верховный суд США постановил, что генетически модифицированный микроорганизм может быть запатентован в деле Даймонд против Чакрабарти . [17] Родившийся в Индии Ананда Чакрабарти , работавший в General Electric , модифицировал бактерию (рода Pseudomonas ), способную разлагать сырую нефть, которую он предложил использовать для обработки нефтяных разливов. (Работа Чакрабарти не включала в себя манипуляцию генами, а скорее перенос целых органелл между штаммами бактерий Pseudomonas ). [ необходима цитата ]
MOSFET был изобретен в Bell Labs между 1955 и 1960 годами, [18] [19] [20] [ 21] [22] [23] Два года спустя, в 1962 году , Лиланд К. Кларк и Чамп Лайонс изобрели первый биосенсор . [24] [25] Биосенсорные MOSFET были разработаны позже, и с тех пор они широко используются для измерения физических , химических , биологических и экологических параметров. [26] Первым BioFET был ионно-чувствительный полевой транзистор (ISFET), изобретенный Питом Бергвельдом в 1970 году. [27] [28] Это особый тип MOSFET, [26] в котором металлический затвор заменен ионно -чувствительной мембраной , раствором электролита и эталонным электродом . [29] ISFET широко используется в биомедицинских приложениях, таких как обнаружение гибридизации ДНК , обнаружение биомаркеров в крови , обнаружение антител , измерение глюкозы , определение pH и генная технология . [29]
К середине 1980-х годов были разработаны другие BioFET, включая газовый сенсорный FET (GASFET), сенсорный FET давления (PRESSFET), химический полевой транзистор (ChemFET), эталонный ISFET (REFET), модифицированный ферментом FET (ENFET) и иммунологически модифицированный FET (IMFET). [26] К началу 2000-х годов были разработаны BioFET, такие как ДНК-полевой транзистор (DNAFET), генно-модифицированный FET (GenFET) и клеточно-потенциальный BioFET (CPFET). [29]
Фактором, влияющим на успех сектора биотехнологий, является улучшение законодательства в области прав интеллектуальной собственности и его соблюдение во всем мире, а также возросший спрос на медицинскую и фармацевтическую продукцию. [30]
Ожидается, что растущий спрос на биотопливо станет хорошей новостью для сектора биотехнологий, поскольку Министерство энергетики оценивает, что использование этанола может сократить потребление топлива, полученного из нефти, в США на 30% к 2030 году. Сектор биотехнологий позволил сельскохозяйственной отрасли США быстро увеличить поставки кукурузы и сои — основных ресурсов для биотоплива — путем разработки генетически модифицированных семян, устойчивых к вредителям и засухе. Увеличивая производительность фермы, биотехнология стимулирует производство биотоплива. [31]
Биотехнология применяется в четырех основных промышленных областях, включая здравоохранение (медицину), растениеводство и сельское хозяйство, непищевое (промышленное) использование сельскохозяйственных культур и других продуктов (например, биоразлагаемые пластмассы , растительное масло , биотопливо ), а также охрану окружающей среды . [ необходима ссылка ]
Например, одним из применений биотехнологии является направленное использование микроорганизмов для производства органических продуктов (примерами служат пиво и молочные продукты). Другим примером является использование природных бактерий горнодобывающей промышленностью в биовыщелачивании . [ необходима ссылка ] Биотехнология также используется для переработки, обработки отходов, очистки территорий, загрязненных промышленной деятельностью ( биоремедиация ), а также для производства биологического оружия .
Для обозначения нескольких отраслей биотехнологии был создан ряд производных терминов, например:
В медицине современная биотехнология имеет множество применений в таких областях, как открытие и производство фармацевтических препаратов , фармакогеномика и генетическое тестирование (или генетический скрининг ). В 2021 году почти 40% от общей стоимости компаний фармацевтических биотехнологических компаний во всем мире были активны в онкологии, а неврология и редкие заболевания были двумя другими крупными приложениями. [42]
Фармакогеномика (сочетание фармакологии и геномики ) — это технология, которая анализирует, как генетический состав влияет на реакцию человека на лекарства. [43] Исследователи в этой области изучают влияние генетической изменчивости на реакцию пациентов на лекарства, сопоставляя экспрессию генов или полиморфизмы отдельных нуклеотидов с эффективностью или токсичностью препарата . [44] Целью фармакогеномики является разработка рациональных средств оптимизации лекарственной терапии с учетом генотипа пациента для обеспечения максимальной эффективности с минимальными побочными эффектами . [45] Такие подходы обещают появление « персонализированной медицины », в которой лекарства и их комбинации оптимизируются для уникального генетического состава каждого человека. [46] [47]
Биотехнология способствовала открытию и производству традиционных фармацевтических препаратов с малыми молекулами , а также препаратов, являющихся продуктом биотехнологии – биофармацевтики . Современная биотехнология может быть использована для производства существующих лекарств относительно легко и дешево. Первыми продуктами генной инженерии были лекарства, предназначенные для лечения человеческих заболеваний. Приведем один пример: в 1978 году Genentech разработала синтетический гуманизированный инсулин , соединив его ген с плазмидным вектором, вставленным в бактерию Escherichia coli . Инсулин, широко используемый для лечения диабета, ранее извлекался из поджелудочной железы животных, содержащихся на бойнях (крупного рогатого скота или свиней). Генетически модифицированные бактерии способны производить большие количества синтетического человеческого инсулина по относительно низкой цене. [48] [49] Биотехнология также сделала возможными новые терапевтические методы, такие как генная терапия . Применение биотехнологий в фундаментальной науке (например, в рамках проекта «Геном человека ») также значительно улучшило наше понимание биологии , и по мере того, как наши научные знания о нормальной и патологической биологии расширялись, наши возможности по разработке новых лекарств для лечения ранее неизлечимых заболеваний также возросли. [49]
Генетическое тестирование позволяет проводить генетическую диагностику уязвимостей к наследственным заболеваниям , а также может использоваться для определения происхождения ребенка (генетические мать и отец) или в целом происхождения человека . Помимо изучения хромосом на уровне отдельных генов, генетическое тестирование в более широком смысле включает биохимические тесты на возможное наличие генетических заболеваний или мутантных форм генов, связанных с повышенным риском развития генетических нарушений. Генетическое тестирование выявляет изменения в хромосомах , генах или белках. [50] В большинстве случаев тестирование используется для поиска изменений, связанных с наследственными нарушениями. Результаты генетического теста могут подтвердить или исключить предполагаемое генетическое состояние или помочь определить вероятность развития или передачи генетического нарушения у человека . По состоянию на 2011 год использовалось несколько сотен генетических тестов. [51] [52] Поскольку генетическое тестирование может вызвать этические или психологические проблемы, генетическое тестирование часто сопровождается генетическим консультированием .
Генетически модифицированные культуры («ГМ-культуры» или «биотехнологические культуры») — это растения, используемые в сельском хозяйстве , ДНК которых была изменена с помощью методов генной инженерии . В большинстве случаев основной целью является введение нового признака , который не встречается в природе у вида. Биотехнологические компании могут внести свой вклад в будущую продовольственную безопасность, улучшая питание и жизнеспособность городского сельского хозяйства. Кроме того, защита прав интеллектуальной собственности поощряет инвестиции частного сектора в агробиотехнологии. [ необходима цитата ]
Примеры в продовольственных культурах включают устойчивость к определенным вредителям, [53] болезням, [54] стрессовым условиям окружающей среды, [55] устойчивость к химической обработке (например, устойчивость к гербициду [56] ), снижение порчи, [57] или улучшение профиля питательных веществ в культуре. [58] Примеры в непродовольственных культурах включают производство фармацевтических препаратов , [59] биотоплива , [60] и других промышленно полезных товаров, [61] а также для биоремедиации . [62] [63]
Фермеры широко приняли ГМ-технологии. В период с 1996 по 2011 год общая площадь земель, возделываемых ГМ-культурами, увеличилась в 94 раза, с 17 000 до 1 600 000 квадратных километров (с 4 200 000 до 395 400 000 акров). [64] 10% мировых посевных площадей были засажены ГМ-культурами в 2010 году. [64] По состоянию на 2011 год 11 различных трансгенных культур выращивались в коммерческих целях на 395 миллионах акров (160 миллионов гектаров) в 29 странах, таких как США, Бразилия , Аргентина , Индия , Канада, Китай, Парагвай, Пакистан, Южная Африка, Уругвай, Боливия, Австралия, Филиппины, Мьянма, Буркина-Фасо, Мексика и Испания. [64]
Генетически модифицированные продукты питания — это продукты питания, произведенные из организмов , в ДНК которых были внесены определенные изменения с помощью методов генной инженерии . Эти методы позволили вводить новые признаки сельскохозяйственных культур, а также гораздо больший контроль над генетической структурой продуктов питания, чем ранее обеспечивалось такими методами, как селективное разведение и мутационная селекция . [65] Коммерческая продажа генетически модифицированных продуктов питания началась в 1994 году, когда Calgene впервые выпустила на рынок свой томат с задержкой созревания Flavr Savr . [66] На сегодняшний день большинство генетически модифицированных продуктов питания в основном сосредоточены на товарных культурах, пользующихся большим спросом у фермеров, таких как соя , кукуруза , рапс и хлопковое масло . Они были разработаны для устойчивости к патогенам и гербицидам и улучшения профилей питательных веществ. ГМ-животные также были экспериментально разработаны; в ноябре 2013 года ни один из них не был доступен на рынке, [67] но в 2015 году FDA одобрило первого ГМ-лосося для коммерческого производства и потребления. [68]
Существует научный консенсус [69] [70] [71] [72] о том, что в настоящее время доступные продукты питания, полученные из ГМ-культур, не представляют большего риска для здоровья человека, чем обычные продукты питания, [73] [74] [75] [76] [77], но что каждый ГМ-продукт должен быть протестирован в каждом конкретном случае перед введением. [78] [79] [80] Тем не менее, представители общественности гораздо менее склонны, чем ученые, воспринимать ГМ-продукты как безопасные. [81] [82] [83] [84] Правовой и нормативный статус ГМ-продуктов различается в зависимости от страны: некоторые страны запрещают или ограничивают их, а другие разрешают их с сильно различающейся степенью регулирования. [85] [86] [87] [88]
ГМ-культуры также обеспечивают ряд экологических преимуществ, если не используются в избытке. [89] Устойчивые к насекомым культуры, как оказалось, снижают использование пестицидов, тем самым уменьшая воздействие пестицидов на окружающую среду в целом. [90] Однако противники возражают против ГМ-культур как таковых по нескольким причинам, включая экологические проблемы, безопасность продуктов питания, произведенных из ГМ-культур, необходимость ГМ-культур для удовлетворения мировых потребностей в продовольствии и экономические проблемы, вызванные тем фактом, что эти организмы подпадают под действие закона об интеллектуальной собственности.
Биотехнология имеет несколько применений в сфере продовольственной безопасности. Такие культуры, как золотой рис , созданы с целью повышения питательной ценности, и существует потенциал для продуктов питания с более длительным сроком хранения. [91] Хотя вакцины не являются формой сельскохозяйственной биотехнологии, они могут помочь предотвратить заболевания, встречающиеся в животноводстве. Кроме того, сельскохозяйственная биотехнология может ускорить процессы селекции, чтобы получить более быстрые результаты и обеспечить большее количество пищи. [ 92] Трансгенное биоукрепление злаков рассматривается как многообещающий метод борьбы с недоеданием в Индии и других странах. [93]
Промышленная биотехнология (известная в основном в Европе как белая биотехнология) — это применение биотехнологии в промышленных целях, включая промышленную ферментацию . Она включает в себя практику использования клеток, таких как микроорганизмы , или компонентов клеток, таких как ферменты , для создания промышленно полезных продуктов в таких секторах, как химикаты, продукты питания и корма, моющие средства, бумага и целлюлоза, текстиль и биотопливо . [94] В последние десятилетия был достигнут значительный прогресс в создании генетически модифицированных организмов (ГМО) , которые расширяют разнообразие применений и экономическую жизнеспособность промышленной биотехнологии. Используя возобновляемое сырье для производства различных химикатов и топлива, промышленная биотехнология активно продвигается в направлении снижения выбросов парниковых газов и отхода от нефтехимической экономики. [95]
Синтетическая биология считается одним из важнейших краеугольных камней промышленной биотехнологии из-за ее финансового и устойчивого вклада в производственный сектор. Совместно биотехнология и синтетическая биология играют решающую роль в создании экономически эффективных продуктов с экологически чистыми характеристиками, используя биологическое производство вместо ископаемого. [96] Синтетическая биология может быть использована для разработки модельных микроорганизмов , таких как Escherichia coli , с помощью инструментов редактирования генома для повышения их способности производить биопродукты, такие как биопроизводство лекарств и биотоплива . [97] Например, E. coli и Saccharomyces cerevisiae в консорциуме могут быть использованы в качестве промышленных микробов для производства предшественников химиотерапевтического агента паклитаксела путем применения метаболической инженерии в подходе совместного культивирования для использования преимуществ двух микробов. [98]
Другим примером применения синтетической биологии в промышленной биотехнологии является реинжиниринг метаболических путей E. coli с помощью систем CRISPR и CRISPRi в направлении производства химического вещества, известного как 1,4-бутандиол , который используется в производстве волокон. Для того чтобы производить 1,4-бутандиол, авторы изменяют метаболическую регуляцию Escherichia coli с помощью CRISPR, чтобы вызвать точечную мутацию в гене glt A, нокаутировать ген sad и включить шесть генов ( cat 1, suc D, 4hbd , cat 2, bld и bdh ). В то время как система CRISPRi использовалась для нокаута трех конкурирующих генов ( gab D, ybg C и tes B), которые влияют на путь биосинтеза 1,4-бутандиола. Следовательно, выход 1,4-бутандиола значительно увеличился с 0,9 до 1,8 г/л. [99]
Экологическая биотехнология включает в себя различные дисциплины, которые играют важную роль в сокращении отходов окружающей среды и обеспечении экологически безопасных процессов, таких как биофильтрация и биодеградация . [100] [101] Биотехнологии могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на окружающую среду. Валлеро и другие утверждали, что разница между полезной биотехнологией (например, биоремедиация заключается в очистке разлива нефти или утечки опасного химиката) и неблагоприятными эффектами, вытекающими из биотехнологических предприятий (например, поток генетического материала из трансгенных организмов в дикие штаммы), может рассматриваться как применение и последствия, соответственно. [102] Очистка отходов окружающей среды является примером применения экологической биотехнологии ; тогда как потеря биоразнообразия или потеря сдерживания вредного микроба являются примерами экологических последствий биотехнологии. [ необходима ссылка ]
Во многих городах установлены CityTrees , которые используют биотехнологии для фильтрации загрязняющих веществ из городской атмосферы. [103]
Регулирование генной инженерии касается подходов, принимаемых правительствами для оценки и управления рисками , связанными с использованием технологии генной инженерии , а также разработкой и выпуском генетически модифицированных организмов (ГМО), включая генетически модифицированные культуры и генетически модифицированную рыбу . Существуют различия в регулировании ГМО между странами, причем некоторые из наиболее заметных различий наблюдаются между США и Европой. [104] Регулирование различается в каждой стране в зависимости от предполагаемого использования продуктов генной инженерии. Например, культура, не предназначенная для использования в пищу, как правило, не рассматривается органами, ответственными за безопасность пищевых продуктов. [105] Европейский союз различает одобрение на выращивание в ЕС и одобрение на импорт и переработку. Хотя только несколько ГМО были одобрены для выращивания в ЕС, ряд ГМО были одобрены для импорта и переработки. [106] Выращивание ГМО вызвало дебаты о сосуществовании ГМ и не-ГМ культур. В зависимости от правил сосуществования стимулы для выращивания ГМ культур различаются. [107]
База данных EUginius (Европейская инициатива по ГМО для единой системы баз данных) предназначена для помощи компаниям, заинтересованным частным пользователям и компетентным органам в поиске точной информации о наличии, обнаружении и идентификации ГМО, используемых в Европейском Союзе . Информация предоставляется на английском языке. [ необходима цитата ]
В 1988 году по инициативе Конгресса США Национальный институт общих медицинских наук ( Национальные институты здравоохранения ) (NIGMS) учредил механизм финансирования обучения в области биотехнологии. Университеты по всей стране конкурируют за эти средства для создания программ обучения в области биотехнологии (BTP). Каждая успешная заявка, как правило, финансируется в течение пяти лет, а затем должна быть продлена на конкурсной основе. Аспиранты, в свою очередь, конкурируют за поступление в BTP; если их принимают, то стипендия, плата за обучение и медицинская страховка предоставляются в течение двух или трех лет в течение курса их докторской диссертации. Девятнадцать учреждений предлагают BTP, поддерживаемые NIGMS. [108] Обучение в области биотехнологии также предлагается на уровне бакалавриата и в общественных колледжах. [ требуется ссылка ]
Мы рассмотрели научную литературу по безопасности ГМ-культур за последние 10 лет, которая отражает научный консенсус, сформировавшийся с тех пор, как ГМ-растения стали широко культивироваться во всем мире, и можем заключить, что проведенные до сих пор научные исследования не выявили какой-либо значительной опасности, напрямую связанной с использованием ГМ-культур.
Литература о биоразнообразии и потреблении ГМ-продуктов питания/кормов иногда приводила к оживленным дебатам относительно пригодности экспериментальных проектов, выбора статистических методов или общедоступности данных. Такие дебаты, даже если они были позитивными и являлись частью естественного процесса обзора научным сообществом, часто искажались средствами массовой информации и часто использовались политически и ненадлежащим образом в кампаниях против ГМ-культур.
Доступные в настоящее время трансгенные культуры и продукты питания, полученные из них, были признаны безопасными для употребления в пищу, а методы, используемые для проверки их безопасности, были признаны надлежащими. Эти выводы представляют собой консенсус научных данных, изученных ICSU (2003), и они согласуются с мнением Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 2002). Эти продукты были оценены на предмет повышенных рисков для здоровья человека несколькими национальными регулирующими органами (в частности, Аргентиной, Бразилией, Канадой, Китаем, Соединенным Королевством и Соединенными Штатами) с использованием их национальных процедур безопасности пищевых продуктов (ICSU). На сегодняшний день нигде в мире не было обнаружено поддающихся проверке неблагоприятных токсических или вредных для питания эффектов, возникающих в результате потребления продуктов, полученных из генетически модифицированных культур (Группа по рассмотрению научных исследований ГМ). Многие миллионы людей потребляли продукты, полученные из ГМ-растений, в основном кукурузы, сои и рапса, без каких-либо наблюдаемых побочных эффектов (ICSU).
Существует широкий научный консенсус в отношении того, что генетически модифицированные культуры, которые в настоящее время представлены на рынке, безопасны для употребления в пищу. После 14 лет выращивания и совокупной засадки 2 миллиардов акров никаких неблагоприятных последствий для здоровья или окружающей среды в результате коммерциализации генетически модифицированных культур не возникло (Совет по сельскому хозяйству и природным ресурсам, Комитет по воздействию на окружающую среду, связанному с коммерциализацией трансгенных растений, Национальный исследовательский совет и Отдел по исследованиям Земли и жизни 2002 г.). И Национальный исследовательский совет США, и Объединенный исследовательский центр (научно-техническая исследовательская лаборатория Европейского союза и неотъемлемая часть Европейской комиссии) пришли к выводу, что существует всеобъемлющий объем знаний, который адекватно решает проблему безопасности пищевых продуктов, полученных с помощью генной инженерии (Комитет по выявлению и оценке непреднамеренных эффектов генетически модифицированных пищевых продуктов на здоровье человека и Национальный исследовательский совет 2004; Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии 2008). Эти и другие недавние отчеты приходят к выводу, что процессы генной инженерии и традиционной селекции не отличаются с точки зрения непреднамеренных последствий для здоровья человека и окружающей среды (Генеральный директорат Европейской комиссии по исследованиям и инновациям 2010).
Но см. также:
Domingo, José L.; Bordonaba, Jordi Giné (2011). «Обзор литературы по оценке безопасности генетически модифицированных растений» (PDF) . Environment International . 37 (4): 734–742. Bibcode :2011EnInt..37..734D. doi :10.1016/j.envint.2011.01.003. PMID 21296423. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Несмотря на это, количество исследований, специально посвященных оценке безопасности ГМ-растений, по-прежнему ограничено. Однако важно отметить, что впервые было отмечено определенное равновесие в числе исследовательских групп, предполагающих на основе своих исследований, что ряд разновидностей ГМ-продуктов (в основном кукурузы и сои) столь же безопасны и питательны, как и соответствующие обычные не-ГМ-растения, и тех, которые все еще вызывают серьезные опасения. Более того, стоит упомянуть, что большинство исследований, демонстрирующих, что ГМ-продукты столь же питательны и безопасны, как и те, которые получены путем обычной селекции, были проведены биотехнологическими компаниями или их партнерами, которые также отвечают за коммерциализацию этих ГМ-растений. В любом случае, это представляет собой заметный прогресс по сравнению с отсутствием исследований, опубликованных в последние годы в научных журналах этими компаниями.
Krimsky, Sheldon (2015). "Иллюзорный консенсус в оценке здоровья ГМО". Science, Technology, & Human Values . 40 (6): 883–914. doi :10.1177/0162243915598381. S2CID 40855100. Я начал эту статью с свидетельств уважаемых ученых о том, что буквально нет никаких научных споров о влиянии ГМО на здоровье. Мое исследование научной литературы рассказывает другую историю.
И контраст:
Панчин, Александр Ю.; Тужиков, Александр И. (14 января 2016 г.). «Опубликованные исследования ГМО не находят доказательств вреда при корректировке на множественные сравнения». Critical Reviews in Biotechnology . 37 (2): 213–217. doi :10.3109/07388551.2015.1130684. ISSN 0738-8551. PMID 26767435. S2CID 11786594. Здесь мы показываем, что ряд статей, некоторые из которых оказали сильное и негативное влияние на общественное мнение о ГМ-культурах и даже спровоцировали политические действия, такие как эмбарго на ГМО, имеют общие недостатки в статистической оценке данных. Приняв во внимание эти недостатки, мы приходим к выводу, что данные, представленные в этих статьях, не содержат никаких существенных доказательств вреда ГМО.
Представленные статьи, предполагающие возможный вред ГМО, получили большое общественное внимание. Однако, несмотря на их заявления, они фактически ослабляют доказательства вреда и отсутствия существенной эквивалентности изученных ГМО. Мы подчеркиваем, что с более чем 1783 опубликованными статьями о ГМО за последние 10 лет ожидается, что некоторые из них должны были сообщить о нежелательных различиях между ГМО и обычными культурами, даже если в действительности таких различий не существует.
и
Yang, YT; Chen, B. (2016). «Управление ГМО в США: наука, право и общественное здравоохранение». Журнал «Наука о продовольствии и сельском хозяйстве » . 96 (4): 1851–1855. Bibcode : 2016JSFA...96.1851Y. doi : 10.1002/jsfa.7523. PMID 26536836.Поэтому неудивительно, что усилия по требованию маркировки и запрету ГМО стали растущей политической проблемой в США (со ссылкой на Domingo и Bordonaba, 2011) . В целом, широкий научный консенсус гласит, что в настоящее время продаваемая ГМО-продукция не представляет большего риска, чем обычная... Основные национальные и международные научные и медицинские ассоциации заявили, что на сегодняшний день в рецензируемой литературе не было зарегистрировано или подтверждено никаких неблагоприятных последствий для здоровья человека, связанных с ГМО-продукцией.
Несмотря на различные опасения, сегодня Американская ассоциация содействия развитию науки, Всемирная организация здравоохранения и многие независимые международные научные организации сходятся во мнении, что ГМО так же безопасны, как и другие продукты питания. По сравнению с традиционными методами селекции, генная инженерия гораздо более точна и, в большинстве случаев, менее склонна создавать неожиданные результаты.
Например, ЕС инвестировал более 300 миллионов евро в исследования биобезопасности ГМО. В его недавнем отчете говорится: "Главный вывод, который следует сделать из усилий более 130 исследовательских проектов, охватывающих период более 25 лет исследований и в которых задействовано более 500 независимых исследовательских групп, заключается в том, что биотехнологии, и в частности ГМО, сами по себе не более рискованны, чем, например, традиционные технологии селекции растений". Всемирная организация здравоохранения, Американская медицинская ассоциация, Национальная академия наук США, Британское королевское общество и все другие уважаемые организации, изучившие доказательства, пришли к одному и тому же выводу: употребление продуктов, содержащих ингредиенты, полученные из ГМ-культур, не более рискованно, чем употребление тех же продуктов, содержащих ингредиенты из сельскохозяйственных культур, модифицированных с помощью традиционных методов улучшения растений.
научных организаций в США опубликовали исследования или заявления относительно безопасности ГМО, указывающие на то, что нет никаких доказательств того, что ГМО представляют уникальные риски для безопасности по сравнению с продуктами, выращенными традиционным способом. К ним относятся Национальный исследовательский совет, Американская ассоциация содействия развитию науки и Американская медицинская ассоциация. Группы в США, выступающие против ГМО, включают некоторые экологические организации, организации органического земледелия и потребительские организации. Значительное число ученых-юристов критиковали подход США к регулированию ГМО.
Общие выводы о предполагаемых неблагоприятных эффектах на здоровье человека продуктов питания, полученных из ГМ-культур: на основе подробного изучения сравнений в настоящее время коммерциализируемых ГМ-продуктов с не-ГМ-продуктами в композиционном анализе, испытаний на острую и хроническую токсичность для животных, долгосрочных данных о здоровье скота, питающегося ГМ-продуктами, и эпидемиологических данных о людях комитет не обнаружил различий, которые подразумевали бы более высокий риск для здоровья человека от ГМ-продуктов, чем от их не-ГМ-аналогов.
Различные ГМ-организмы включают в себя различные гены, вставленные разными способами. Это означает, что отдельные ГМ-продукты и их безопасность должны оцениваться в каждом конкретном случае, и что невозможно делать общие заявления о безопасности всех ГМ-продуктов.
ГМ-продукты, в настоящее время доступные на международном рынке, прошли оценку безопасности и, скорее всего, не представляют риска для здоровья человека. Кроме того, не было выявлено никаких последствий для здоровья человека в результате потребления таких продуктов населением в странах, где они были одобрены. Постоянное применение оценок безопасности на основе принципов Кодекса Алиментариус и, при необходимости, адекватный пострыночный мониторинг должны стать основой для обеспечения безопасности ГМ-продуктов.
Эти принципы предписывают индивидуальную предпродажную оценку, которая включает оценку как прямых, так и непреднамеренных эффектов.
нашему мнению, потенциальная опасность для ГМ-продуктов оказывать вредное воздействие на здоровье очень мала, и многие из высказанных опасений в равной степени применимы к продуктам питания, полученным традиционным способом. Однако проблемы безопасности пока нельзя полностью игнорировать на основе имеющейся в настоящее время информации.
При поиске оптимального баланса между преимуществами и рисками разумно проявить осторожность и, прежде всего, извлечь уроки из накопленных знаний и опыта. Любая новая технология, такая как генетическая модификация, должна быть изучена на предмет возможных преимуществ и рисков для здоровья человека и окружающей среды. Как и в случае со всеми новыми продуктами питания, оценки безопасности ГМ-продуктов должны проводиться в каждом конкретном случае.
Члены проекта жюри ГМ были проинформированы о различных аспектах генетической модификации разнообразной группой признанных экспертов в соответствующих областях. Жюри ГМ пришло к выводу, что продажа ГМ-продуктов, имеющихся в настоящее время в наличии, должна быть прекращена, а мораторий на коммерческое выращивание ГМ-культур должен быть продлен. Эти выводы были основаны на принципе предосторожности и отсутствии доказательств какой-либо пользы. Жюри выразило обеспокоенность по поводу воздействия ГМ-культур на сельское хозяйство, окружающую среду, безопасность пищевых продуктов и другие потенциальные последствия для здоровья.
Обзор Королевского общества (2002) пришел к выводу, что риски для здоровья человека, связанные с использованием определенных последовательностей вирусной ДНК в ГМ-растениях, незначительны, и, призывая к осторожности при введении потенциальных аллергенов в пищевые культуры, подчеркнуло отсутствие доказательств того, что коммерчески доступные ГМ-продукты вызывают клинические аллергические проявления. BMA разделяет мнение о том, что нет надежных доказательств того, что ГМ-продукты небезопасны, но мы поддерживаем призыв к дальнейшим исследованиям и надзору для предоставления убедительных доказательств безопасности и пользы.
различия между общественностью и учеными AAAS обнаружены в убеждениях о безопасности употребления в пищу генетически модифицированных (ГМ) продуктов. Почти девять из десяти (88%) ученых говорят, что в целом безопасно употреблять в пищу ГМ-продукты, по сравнению с 37% населения в целом, разница составляет 51 процентный пункт.
