Биотехнология — это междисциплинарная область, которая предполагает интеграцию естественных и технических наук с целью достижения применения организмов, клеток, их частей и молекулярных аналогов для продуктов и услуг. [1]
Термин «биотехнология» впервые был использован Кароли Эреки в 1919 году [2] для обозначения производства продуктов из сырья с помощью живых организмов. Основной принцип биотехнологии предполагает использование биологических систем и организмов, таких как бактерии, дрожжи и растения, для выполнения конкретных задач или производства ценных веществ.
Биотехнология оказала значительное влияние на многие сферы жизни общества, от медицины до сельского хозяйства и науки об окружающей среде . 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 внедрение генов из одного организма в другой, создание новых признаков или модификацию существующих. [3]
Другие важные методы, используемые в биотехнологии, включают культуру тканей, которая позволяет исследователям выращивать клетки и ткани в лаборатории для исследовательских и медицинских целей, и ферментацию , которая используется для производства широкого спектра продуктов, таких как пиво, вино и сыр.
Применение биотехнологии разнообразно и привело к разработке жизненно важных продуктов, таких как жизненно важные лекарства, биотопливо, генетически модифицированные культуры и инновационные материалы. [4] Его также использовали для решения экологических проблем, таких как разработка биоразлагаемых пластиков и использование микроорганизмов для очистки загрязненных территорий.
Биотехнология — это быстро развивающаяся область со значительным потенциалом для решения насущных глобальных проблем и улучшения качества жизни людей во всем мире; однако, несмотря на многочисленные преимущества, он также создает этические и социальные проблемы, такие как вопросы, связанные с генетической модификацией и правами интеллектуальной собственности . В результате продолжаются дебаты и регулирование использования и применения биотехнологий в различных отраслях и областях. [5]
Концепция биотехнологии охватывает широкий спектр процедур модификации живых организмов для целей человека, начиная с одомашнивания животных, выращивания растений и «улучшений» их посредством программ селекции, в которых используется искусственный отбор и гибридизация . 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 в различных отраслях 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 биотехнологий , биотехнология представляет собой интеграцию естественных наук и организмов, клеток, их частей и молекулярных аналогов продуктов и услуг. [7] Биотехнология основана на фундаментальных биологических науках (например, молекулярной биологии , биохимии , клеточной биологии , эмбриологии , генетике , микробиологии ) и, наоборот, предоставляет методы для поддержки и выполнения фундаментальных исследований в области биологии.
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 можно планировать продукты с высокой добавленной стоимостью (воспроизводимые путем биосинтеза , например). ), прогнозируется, формулируется, разрабатывается, производится и продается с целью устойчивой деятельности (для возврата бездонных первоначальных инвестиций в НИОКР) и получения долговременных патентных прав (для эксклюзивных прав на продажу, а до этого для получения национальных и международное одобрение результатов экспериментов на животных и людях, особенно в фармацевтической отрасли биотехнологии, для предотвращения любых необнаруженных побочных эффектов или проблем 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 родственная область, в которой больше внимания уделяется подходам высших систем (не обязательно изменению или непосредственному использованию биологических материалов ) 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 манипулирования ею, для достижения результата, который может улучшить функции растений и животных. [12] Кроме того, биомедицинская инженерия — это пересекающаяся область, которая часто опирается и применяет биотехнологию (по различным определениям), особенно в определенных подобластях биомедицинской или химической инженерии , таких как тканевая инженерия , биофармацевтическая инженерия и генная инженерия .
Хотя обычно это не то, что приходит на ум в первую очередь, многие формы антропогенного сельского хозяйства явно соответствуют широкому определению «использования биотехнологической системы для производства продуктов». Действительно, выращивание растений можно рассматривать как самое раннее биотехнологическое предприятие.
Было высказано предположение, что сельское хозяйство стало доминирующим способом производства продуктов питания со времен неолитической революции . С помощью ранней биотехнологии первые фермеры отбирали и выращивали наиболее подходящие культуры (например, с самой высокой урожайностью), чтобы производить достаточно продовольствия для поддержания растущего населения. Поскольку посевы и поля становились все более большими и их было трудно 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, перенося их в новую среду и скрещивая с другими растениями — одна из первых форм биотехнологии. [ нужны разъяснения ]
Эти процессы также включались в раннее брожение пива . [13] Эти процессы были внедрены в ранней Месопотамии , Египте , Китае и Индии , и до сих пор используют те же основные биологические методы. При пивоварении солодовые зерна (содержащие ферменты ) превращают крахмал из зерен в сахар, а затем добавляют определенные дрожжи для производства пива. В этом процессе углеводы в зернах расщеплялись на спирты, такие как этанол. Позже другие культуры начали производить процесс молочнокислого брожения , в результате которого производились другие консервированные продукты, такие как соевый соус . В этот период брожение также использовалось для производства дрожжевого хлеба . Хотя процесс ферментации не был полностью понят до работы Луи Пастера в 1857 году, это все еще первое использование биотехнологии для преобразования источника пищи в другую форму.
Еще до работы и жизни Чарльза Дарвина ученые, изучавшие животных и растения, уже использовали селекционное разведение. Дарвин дополнил эту работу своими научными наблюдениями о способности науки изменять виды. Эти отчеты способствовали развитию теории естественного отбора Дарвина. [14]
На протяжении тысячелетий люди использовали селекционное разведение, чтобы улучшить производство сельскохозяйственных культур и скота, чтобы использовать их в пищу. При селекционном разведении организмы с желаемыми характеристиками спариваются 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 достигли большего понимания микробиологии и исследовали способы производства конкретных продуктов. В 1917 году Хаим Вейцман впервые использовал чистую микробиологическую культуру в промышленном процессе производства кукурузного крахмала с использованием Clostridium acetobutylicum для производства ацетона , в котором Соединенное Королевство отчаянно нуждалось 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 соединения антибиотика, образованного плесенью Говардом Флори, Эрнстом Борисом Чейном и Норманом Хитли, — с образованием того, что мы сегодня знаем как пенициллин . В 1940 году пенициллин стал доступен для медицинского применения для лечения бактериальных инфекций у людей. [15]
Обычно считается, что область современной биотехнологии зародилась в 1971 году, когда эксперименты Пола Берга (Стэнфорд) по сращиванию генов увенчались успехом. Герберт В. Бойер (Калифорнийский университет в Сан-Франциско) и Стэнли Н. Коэн (Стэнфорд) значительно продвинули новую технологию в 1972 году, перенеся генетический материал в бактерию, чтобы импортированный 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] Уроженец Индии Ананда Чакрабарти , работавший в General Electric , модифицировал бактерию (рода Pseudomonas ), способную расщеплять сырую нефть, которую он предложил использовать при ликвидации разливов нефти. (Работа Чакрабарти заключалась не в манипуляциях с генами, а в переносе целых органелл между штаммами бактерии Pseudomonas ).
МОП -транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) был изобретен Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в 1959 году . [18] Два года спустя Леланд К. Кларк и Чемп Лайонс изобрели первый биосенсор в 1962 году. [19] [20] Позже были разработаны биосенсорные МОП-транзисторы , и с тех пор они широко используются для измерения физических , химических , биологических параметров и параметров окружающей среды . [21] Первым BioFET был ионно-чувствительный полевой транзистор (ISFET), изобретенный Питом Бергвельдом в 1970 году. [22] [23] Это особый тип MOSFET, [21] в котором металлический затвор заменен на ионочувствительная мембрана , раствор электролита и электрод сравнения . [24] ISFET широко используется в биомедицинских приложениях, таких как обнаружение гибридизации ДНК , обнаружение биомаркеров в крови , обнаружение антител , измерение уровня глюкозы , измерение pH и генетические технологии . [24]
К середине 1980-х годов были разработаны другие BioFET, в том числе полевой транзистор с датчиком газа (GASFET), полевой транзистор с датчиком давления (PRESSFET), химический полевой транзистор (ChemFET), эталонный ISFET (REFET), модифицированный ферментами полевой транзистор (ENFET). и иммунологически модифицированный полевой транзистор (IMFET). [21] К началу 2000-х годов были разработаны такие полевые транзисторы BioFET, как полевой транзистор ДНК (DNAFET), генно-модифицированный полевой транзистор (GenFET) и биотранзистор клеточного потенциала (CPFET). [24]
Фактором, влияющим на успех сектора биотехнологий, является улучшение законодательства в области прав интеллектуальной собственности (и его обеспечение) во всем мире, а также усиление спроса на медицинскую и фармацевтическую продукцию, чтобы справиться со стареющим и больным населением США . [25]
Ожидается, что растущий спрос на биотопливо станет хорошей новостью для сектора биотехнологий: по оценкам Министерства энергетики , использование этанола может сократить потребление топлива, полученного из нефти, в США до 30% к 2030 году. Сектор биотехнологий позволил сельскохозяйственной промышленности США быстро увеличить поставки кукурузы и соевых бобов — основных источников биотоплива — за счет разработки генетически модифицированных семян, устойчивых к вредителям и засухе. Повышая производительность ферм, биотехнология увеличивает производство биотоплива. [26]
Биотехнология находит применение в четырех основных отраслях промышленности, включая здравоохранение (медицину), растениеводство и сельское хозяйство, непродовольственное (промышленное) использование сельскохозяйственных культур и других продуктов (например, биоразлагаемые пластмассы , растительное масло , биотопливо ) и использование в окружающей среде .
Например, одним из применений биотехнологии является целенаправленное использование микроорганизмов для производства органических продуктов (примеры включают пиво и молочные продукты). Другим примером является использование природных бактерий в горнодобывающей промышленности для биовыщелачивания . Биотехнология также используется для переработки, обработки отходов, очистки территорий, загрязненных в результате промышленной деятельности ( биоремедиация ), а также для производства биологического оружия .
Для обозначения нескольких отраслей биотехнологии был придуман 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% общей стоимости фармацевтических биотехнологических компаний по всему миру приходилось на онкологию , а двумя другими крупными сферами деятельности были неврология и редкие заболевания . [36]
Фармакогеномика (сочетание фармакологии и геномики ) — это технология, которая анализирует, как генетический состав влияет на реакцию человека на лекарства. [37] Исследователи в этой области исследуют влияние генетических вариаций на реакцию пациентов на лекарственные препараты путем корреляции экспрессии генов или однонуклеотидных полиморфизмов с эффективностью или токсичностью лекарственного средства . [38] Целью фармакогеномики является разработка рациональных средств оптимизации лекарственной терапии с учетом генотипа пациентов для обеспечения максимальной эффективности при минимальных побочных эффектах . [39] Такие подходы обещают появление « персонализированной медицины »; в котором лекарства и комбинации лекарств оптимизированы с учетом уникального генетического состава каждого человека. [40] [41]
Биотехнология способствовала открытию и производству традиционных низкомолекулярных фармацевтических препаратов , а также лекарств, являющихся продуктом биотехнологии – биофармацевтики . Современную биотехнологию можно использовать для относительно простого и дешевого производства существующих лекарств. Первыми генно-инженерными продуктами были лекарства, предназначенные для лечения заболеваний человека. Приведем один пример: в 1978 году компания Genentech разработала синтетический гуманизированный инсулин , соединив его ген с плазмидным вектором, введенным в бактерию Escherichia coli . Инсулин, широко используемый для лечения диабета, ранее экстрагировался из поджелудочной железы скотобойни ( крупного рогатого скота или свиней). Генно-инженерные бактерии способны производить большие количества синтетического человеческого инсулина при относительно низких затратах. [42] [43] Биотехнология также позволила разработать новые методы лечения, такие как генная терапия . Применение биотехнологии в фундаментальной науке (например, в рамках проекта «Геном человека» ) также значительно улучшило наше понимание биологии , и по мере того, как наши научные знания о биологии нормального состояния и болезней увеличивались, наши возможности по разработке новых лекарств для лечения ранее неизлечимых болезней возросли. также. [43]
Генетическое тестирование позволяет генетическую диагностику уязвимости к наследственным заболеваниям , а также может использоваться для определения происхождения ребенка (генетические мать и отец) или вообще происхождения человека . Помимо изучения хромосом до уровня отдельных генов, генетическое тестирование в более широком смысле включает в себя биохимические исследования 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. [44] В большинстве случаев тестирование используется для выявления изменений, связанных с наследственными заболеваниями. Результаты генетического теста могут подтвердить или исключить предполагаемое генетическое заболевание или помочь определить вероятность развития или передачи генетического заболевания у человека . По состоянию на 2011 год использовалось несколько сотен генетических тестов. [45] [46] Поскольку генетическое тестирование может выявить 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 модифицирована с помощью методов генной инженерии . В большинстве случаев основной целью является введение нового признака , который не встречается у вида в природе. Биотехнологические компании могут внести свой вклад в будущую продовольственную безопасность, улучшая питание и жизнеспособность городского сельского хозяйства. Более того, защита прав интеллектуальной собственности стимулирует инвестиции частного сектора в агробиотехнологии.
Примеры продовольственных культур включают устойчивость к определенным вредителям, [47] болезням, [48] стрессовым условиям окружающей среды, [49] устойчивость к химической обработке (например, устойчивость к гербицидам [50] ), уменьшению порчи, [51] или улучшению Питательный состав сельскохозяйственной культуры. [52] Примеры непродовольственных культур включают производство фармацевтических агентов , [53] биотоплива , [54] и других промышленно полезных товаров, [55], а также биоремедиации . [56] [57]
Фермеры широко внедрили ГМ-технологии. В период с 1996 по 2011 год общая площадь земель, обрабатываемых ГМ-культурами, увеличилась в 94 раза, с 17 000 квадратных километров (4 200 000 акров) до 1 600 000 км 2 (395 миллионов акров). [58] В 2010 году 10% посевных площадей в мире были засажены ГМ-культурами. [58] 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. [58]
Генетически модифицированные продукты питания — это продукты, полученные из организмов , в ДНК которых были внесены специфические изменения с помощью методов генной инженерии . Эти методы позволили внедрить новые свойства сельскохозяйственных культур, а также обеспечить гораздо больший контроль над генетической структурой продуктов питания, чем ранее обеспечивались такими методами, как селекционная селекция и мутационная селекция . [59] Коммерческая продажа генетически модифицированных продуктов питания началась в 1994 году, когда компания Calgene впервые выпустила на рынок помидоры замедленного созревания Flavr Savr . [60] На сегодняшний день большая часть генетической модификации продуктов питания в основном сосредоточена на товарных культурах, пользующихся большим спросом у фермеров, таких как соя , кукуруза , канола и хлопковое масло . Они были разработаны для обеспечения устойчивости к патогенам и гербицидам и лучшего профиля питательных веществ. ГМ-животные также были разработаны экспериментально; в ноябре 2013 года их не было на рынке, [61] но в 2015 году FDA одобрило первый ГМ-лосось для коммерческого производства и потребления. [62]
Существует научный консенсус [63] [64] [65] [66] о том, что имеющиеся в настоящее время продукты питания, полученные из ГМ-культур, не представляют большего риска для здоровья человека, чем обычные продукты питания, [67] [68] [69] [70] [71 ] ] , но каждый ГМ-продукт перед внедрением необходимо тестировать в каждом конкретном случае. [72] [73] [74] Тем не менее, представители общественности гораздо менее склонны, чем ученые, воспринимать ГМ-продукты как безопасные. [75] [76] [77] [78] Правовой и нормативный статус ГМ-продуктов варьируется в зависимости от страны: некоторые страны запрещают или ограничивают их, а другие разрешают их с очень разной степенью регулирования. [79] [80] [81] [82]
ГМ-культуры также обеспечивают ряд экологических преимуществ, если не использовать их чрезмерно. [83] Доказано, что устойчивые к насекомым культуры снижают использование пестицидов, тем самым снижая воздействие пестицидов на окружающую среду в целом. [84] Однако оппоненты возражали против ГМ-культур как таковых по нескольким причинам, включая экологические проблемы, безопасность продуктов питания, произведенных из ГМ-культур, необходимы ли ГМ-культуры для удовлетворения мировых потребностей в продовольствии, а также экономические проблемы, вызванные тем фактом, что эти культуры организмы подпадают под действие закона об интеллектуальной собственности.
Биотехнология имеет несколько применений в сфере продовольственной безопасности. Такие культуры, как золотой рис , созданы с учетом более высокого содержания питательных веществ, и существует потенциал для продуктов питания с более длительным сроком хранения. [85] Хотя вакцины и не являются формой сельскохозяйственной биотехнологии, они могут помочь предотвратить болезни, возникающие в животноводстве. Кроме того, сельскохозяйственная биотехнология может ускорить процессы размножения, чтобы быстрее давать результаты и обеспечивать большее количество продуктов питания. [86] Трансгенная биофортификация зерновых рассматривается как многообещающий метод борьбы с недоеданием в Индии и других странах . [87]
Промышленная биотехнология (известная главным образом в Европе как белая биотехнология) — это применение биотехнологии в промышленных целях, включая промышленную ферментацию . Это включает в себя практику использования клеток , таких как микроорганизмы , или компонентов клеток, таких как ферменты , для производства промышленно полезных продуктов в таких секторах, как химическая промышленность, продукты питания и корма, моющие средства, бумага и целлюлоза, текстиль и биотопливо . [88] В последние десятилетия 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 к снижению выбросов парниковых газов и отходу от экономики, основанной на нефтехимии. [89]
Синтетическая биология считается одним из важнейших краеугольных камней промышленной биотехнологии благодаря ее финансовому и устойчивому вкладу в производственный сектор. Совместно биотехнология и синтетическая биология играют решающую роль в создании экономически эффективных продуктов с экологически чистыми характеристиками за счет использования биологического производства вместо ископаемого топлива. [90] Синтетическая биология может использоваться для конструирования модельных микроорганизмов , таких как Escherichia coli , с помощью инструментов редактирования генома , чтобы повысить их способность производить продукты биологического происхождения, такие как биопроизводство лекарств и биотоплива . [91] 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. [92]
Другим примером применения синтетической биологии в промышленной биотехнологии является реинжиниринг метаболических путей E. coli с помощью систем CRISPR и CRISPRi в сторону производства химического вещества, известного как 1,4-бутандиол , который используется в производстве волокон. Чтобы получить 1,4-бутандиол, авторы изменяют метаболическую регуляцию Escherichia coli с помощью CRISPR, вызывая точечную мутацию в гене glt A, нокаут гена sad и нокаут шести генов ( cat 1, suc D) . , 4хбд , кат 2, корп , и бдх ). Тогда как система CRISPRi используется для нокдауна трех конкурирующих генов ( gab D, ybg C и tes B), которые влияют на путь биосинтеза 1,4-бутандиола. В результате выход 1,4-бутандиола существенно увеличился с 0,9 до 1,8 г/л. [93]
Экологическая биотехнология включает в себя различные дисциплины, которые играют важную роль в сокращении количества отходов в окружающей среде и обеспечении экологически безопасных процессов, таких как биофильтрация и биоразложение . [94] [95] Биотехнологии могут влиять на окружающую среду как положительно, так и отрицательно. Валлеро и другие утверждают, что разница между полезной биотехнологией (например, биоремедиация заключается в ликвидации разлива нефти или утечки опасного химического вещества) и неблагоприятными последствиями, возникающими в результате биотехнологических предприятий (например, потоком генетического материала из трансгенных организмов в дикие штаммы), может рассматриваться как приложения и последствия соответственно. [96] Очистка экологических отходов является примером применения экологической биотехнологии ; тогда как потеря биоразнообразия или потеря сдерживания вредного микроба являются примерами экологических последствий биотехнологии.
Во многих городах установлены CityTrees , которые используют биотехнологии для фильтрации загрязняющих веществ из городской атмосферы. [97]
Регулирование генной инженерии касается подходов, применяемых правительствами для оценки и управления рисками, связанными с использованием технологий генной инженерии , а также разработкой и выпуском генетически модифицированных организмов (ГМО), включая генетически модифицированные сельскохозяйственные культуры и генетически модифицированную рыбу . Между странами существуют различия в регулировании ГМО, причем некоторые из наиболее заметных различий наблюдаются между США и Европой. [98] В каждой стране регулирование варьируется в зависимости от предполагаемого использования продуктов генной инженерии. Например, культуры, не предназначенные для употребления в пищу, обычно не проверяются органами, ответственными за безопасность пищевых продуктов. [99] Европейский Союз проводит различие между разрешением на выращивание на территории ЕС и разрешением на импорт и переработку. Хотя лишь немногие ГМО были одобрены для выращивания в ЕС, ряд ГМО был одобрен для импорта и переработки. [100] Выращивание ГМО вызвало дискуссию о сосуществовании ГМ- и не-ГМ-культур. В зависимости от правил сосуществования, стимулы для выращивания ГМ-культур различаются. [101]
База данных EUginius ( Европейская инициатива по созданию единой системы баз данных) призвана помочь компаниям, заинтересованным частным пользователям и компетентным органам найти точную информацию о наличии, обнаружении и идентификации ГМО, используемых в Европейском Союзе . Информация предоставлена на английском языке.
В 1988 году по инициативе Конгресса США Национальный институт общих медицинских наук ( Национальные институты здравоохранения ) (NIGMS) учредил механизм финансирования обучения биотехнологиям. Университеты по всей стране конкурируют за эти средства для создания программ обучения биотехнологиям (BTP). Каждая успешная заявка обычно финансируется в течение пяти лет, а затем должна быть продлена на конкурсной основе. Аспиранты , в свою очередь, соревнуются за поступление в BTP; в случае принятия им предоставляются стипендия, оплата обучения и медицинское страхование в течение двух или трех лет в ходе работы над докторской диссертацией. Девятнадцать учреждений предлагают BTP с поддержкой NIGMS. [102] Обучение биотехнологии также предлагается на уровне бакалавриата и в местных колледжах.
Мы рассмотрели научную литературу по безопасности ГМ-культур за последние 10 лет, которая отражает научный консенсус, сложившийся с тех пор, как ГМ-растения стали широко культивироваться во всем мире, и мы Можно сделать вывод, что проведенные до сих пор научные исследования не выявили какой-либо существенной опасности, непосредственно связанной с использованием ГМ-культур.
Литература о биоразнообразии и потреблении ГМ-продуктов/кормов иногда приводила к оживленным дебатам относительно пригодности экспериментальных планов, выбора статистических методов или публичной доступности данных.
Такие дебаты, даже если они позитивны и являются частью естественного процесса рассмотрения научным сообществом, часто искажаются средствами массовой информации и часто используются политически и ненадлежащим образом в кампаниях против ГМ-культур.
Доступные в настоящее время трансгенные культуры и продукты, полученные из них, признаны безопасными для употребления в пищу, а методы, использованные для проверки их безопасности, признаны подходящими.
Эти выводы представляют собой консенсус научных данных, исследованных МСНС (2003 г.), и согласуются с мнением Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 2002 г.).
Эти продукты питания были оценены на предмет повышенного риска для здоровья человека несколькими национальными регулирующими органами (в частности, Аргентиной, Бразилией, Канадой, Китаем, Великобританией и США) с использованием своих национальных процедур безопасности пищевых продуктов (ICSU).
На сегодняшний день нигде в мире не обнаружено никаких поддающихся проверке неблагоприятных токсических или вредных для питания последствий употребления продуктов, полученных из генетически модифицированных культур (GM Science Review Panel).
Многие миллионы людей потребляли продукты, полученные из ГМ-растений – в основном кукурузы, сои и рапса – без каких-либо побочных эффектов (ICSU).
Существует широкий научный консенсус в отношении того, что генетически модифицированные культуры, представленные в настоящее время на рынке, безопасны для употребления в пищу.
После 14 лет выращивания и общей засеянной площади в 2 миллиарда акров коммерциализация генно-инженерных культур не привела к каким-либо неблагоприятным последствиям для здоровья или окружающей среды (Совет по сельскому хозяйству и природным ресурсам, Комитет по воздействию на окружающую среду, связанному с коммерциализацией трансгенных растений, Национальное исследование). Совет и Отдел исследований Земли и жизни, 2002).
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 массив знаний, который адекватно решает проблему безопасности пищевых продуктов, связанных с генетически модифицированными культурами. (Комитет по выявлению и оценке непреднамеренного воздействия генетически модифицированных продуктов питания на здоровье человека и Национальный исследовательский совет, 2004 г.; Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии, 2008 г.).
В этих и других недавних отчетах делается вывод, что процессы генной инженерии и традиционной селекции ничем не отличаются с точки зрения непредвиденных последствий для здоровья человека и окружающей среды (Генеральный директорат по исследованиям и инновациям Европейской комиссии, 2010).
Но см. также:
Доминго, Хосе Л.; Бордонаба, Жорди Джине (2011). «Обзор литературы по оценке безопасности генетически модифицированных растений» (PDF) . Интернационал окружающей среды . 37 (4): 734–742. 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 наблюдается определенное равновесие в количестве исследовательских групп, предполагающих на основе своих исследований, что ряд сортов ГМ-продуктов (в основном кукурузы и соевых бобов) столь же безопасны и питательны. как соответствующие обычные растения, не содержащие ГМО, так и растения, вызывающие по-прежнему серьезные опасения. Более того, стоит отметить, что большинство исследований, демонстрирующих, что ГМ-продукты столь же питательны и безопасны, как и те, что получены путем традиционной селекции, были проведены биотехнологическими компаниями или их партнерами, которые также несут ответственность 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.
Крымский, Шелдон (2015). «Иллюзорный консенсус по оценке здоровья ГМО». Наука, технологии и человеческие ценности . 40 (6): 883–914. дои : 10.1177/0162243915598381. S2CID 40855100. Я начал эту статью с отзывов уважаемых ученых о том, что буквально нет научных разногласий по поводу воздействия ГМО на здоровье. Мое исследование научной литературы рассказывает другую историю.
И контраст:
Панчин, Александр Юрьевич; Тужиков Александр Иванович (14 января 2016 г.). «Опубликованные исследования ГМО не обнаруживают никаких доказательств вреда с учетом множественных сравнений». Критические обзоры по биотехнологии . 37 (2): 213–217. дои : 10.3109/07388551.2015.1130684. ISSN 0738-8551. PMID 26767435. S2CID 11786594. Здесь мы показываем, что ряд статей, некоторые из которых сильно и негативно повлияли на общественное мнение о ГМ-культурах и даже спровоцировали политические действия, такие как эмбарго на ГМО, имеют общие недостатки в статистической оценке данных. . Учтя эти недостатки, мы приходим к выводу, что данные, представленные в этих статьях, не предоставляют каких-либо существенных доказательств вреда ГМО.
Представленные статьи, предполагающие возможный вред ГМО, вызвали большой общественный резонанс. Однако, несмотря на свои заявления, они фактически ослабляют доказательства вреда и отсутствия существенной эквивалентности изучаемых ГМО. Мы подчеркиваем, что, учитывая более 1783 опубликованных статей о ГМО за последние 10 лет, ожидается, что некоторые из них должны были сообщать о нежелательных различиях между ГМО и обычными сельскохозяйственными культурами, даже если таких различий в действительности не существует.
и
Ян, Ю.Т.; Чен, Б. (2016). «Регулирование ГМО в США: наука, право и общественное здравоохранение». Журнал науки о продовольствии и сельском хозяйстве . 96 (4): 1851–1855. Бибкод : 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 and Bordonaba, 2011) . В целом, широкий научный консенсус заключается в том, что продаваемые в настоящее время ГМО-продукты не представляют большего риска, чем обычные продукты питания... Крупнейшие национальные и международные научные и медицинские ассоциации заявили, что никаких неблагоприятных последствий для здоровья человека, связанных с ГМО-продуктами, не сообщалось и не было подтверждено в исследованиях, проводимых экспертами. рассмотрел литературу на сегодняшний день.
Несмотря на различные опасения, сегодня Американская ассоциация содействия развитию науки, Всемирная организация здравоохранения и многие независимые международные научные организации согласны с тем, 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 с меньшей вероятностью приведет к неожиданному результату.
ЕС, например, инвестировал более 300 миллионов евро в исследования биобезопасности ГМО.
В его недавнем отчете говорится: «Основной вывод, который можно сделать на основе усилий более чем 130 исследовательских проектов, охватывающих период более 25 лет исследований и с участием более 500 независимых исследовательских групп, заключается в том, что биотехнология, 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, исследовавшие доказательства, пришли к одному и тому же выводу: употребление продуктов, содержащих ингредиенты, полученные из ГМ-культур, не является более рискованным. чем потреблять те же продукты, содержащие ингредиенты из сельскохозяйственных культур, модифицированных традиционными методами улучшения растений.
Несколько научных организаций в США опубликовали исследования или заявления относительно безопасности ГМО, указывающие на отсутствие доказательств того, что ГМО представляют собой уникальные риски для безопасности по сравнению с продуктами, выведенными 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 организации потребителей.
Значительное количество ученых-юристов раскритиковали подход США к регулированию ГМО.
Общий вывод о предполагаемом неблагоприятном воздействии пищевых продуктов, полученных из ГМ-культур, на здоровье человека: На основе детального изучения сравнений коммерциализированных в настоящее время ГМ-продуктов с не-ГМ-продуктами при композиционном анализе, тестах на острую и хроническую токсичность на животных, долгосрочных данных о здоровье. среди животных, скармливаемых ГМ-продуктами, и эпидемиологических данных о людях, комитет не обнаружил различий, которые указывали бы на более высокий риск для здоровья человека от ГМ-продуктов, чем от их не-ГМ-продуктов.
Различные ГМ-организмы включают в себя разные гены, вставленные разными способами.
Это означает, что отдельные ГМ-продукты и их безопасность должны оцениваться в каждом конкретном случае и что невозможно сделать общие заявления о безопасности всех ГМ-продуктов.
ГМ-продукты, доступные в настоящее время на международном рынке, прошли оценку безопасности и вряд ли представляют риск для здоровья человека.
Кроме того, не было выявлено никакого воздействия на здоровье человека в результате потребления таких продуктов населением в странах, где они были одобрены.
Постоянное применение оценок безопасности, основанных на принципах Кодекса Алиментариус, и, при необходимости, адекватный постмаркетинговый мониторинг должны формировать основу для обеспечения безопасности ГМ-продуктов.
Эти принципы предписывают проводить предрыночную оценку в каждом конкретном случае, которая включает оценку как прямых, так и непреднамеренных последствий.
По нашему мнению, потенциальная возможность вредного воздействия ГМ-продуктов на здоровье очень мала, и многие из высказанных опасений в равной степени применимы и к продуктам, полученным традиционным способом.
Однако на основании имеющейся в настоящее время информации пока нельзя полностью отмахиваться от проблем безопасности.
Стремясь оптимизировать баланс между выгодами и рисками, разумно проявлять осторожность и, прежде всего, учиться на накопленных знаниях и опыте.
Любая новая технология, такая как генетическая модификация, должна быть проверена на предмет возможных преимуществ и рисков для здоровья человека и окружающей среды.
Как и в случае со всеми новыми продуктами питания, оценка безопасности ГМ-продуктов должна проводиться в каждом конкретном случае.
Члены жюри проекта GM были проинформированы о различных аспектах генетической модификации разнообразной группой признанных экспертов в соответствующих областях.
ГМ-жюри пришло к выводу, что продажа имеющихся в настоящее время ГМ-продуктов должна быть остановлена и продлен мораторий на коммерческое выращивание ГМ-культур.
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 специфических последовательностей вирусной ДНК в ГМ-растениях, незначительны, и, призывая к осторожности при внесении потенциальных аллергенов в продовольственные культуры, подчеркнул отсутствие доказательств того, что коммерчески доступные ГМ-продукты вызывают клинические аллергические проявления.
BMA разделяет мнение, что не существует убедительных доказательств того, что ГМ-продукты небезопасны, но мы поддерживаем призыв к дальнейшим исследованиям и надзору, чтобы предоставить убедительные доказательства безопасности и пользы.
Самые большие различия между общественностью и учеными AAAS обнаруживаются в убеждениях о безопасности употребления в пищу генетически модифицированных (ГМ) продуктов.
Почти девять из десяти (88%) ученых говорят, что употребление ГМ-продуктов в целом безопасно, по сравнению с 37% населения в целом, разница составляет 51 процентный пункт.
