Генетически модифицированный организм ( ГМО ) – это любой организм , генетический материал которого был изменен с использованием методов генной инженерии . Точное определение генетически модифицированного организма и того, что представляет собой генная инженерия, различается, наиболее распространенным из которых является организм, измененный таким образом, что «не возникает естественным путем путем спаривания и/или естественной рекомбинации ». [1] Генетически модифицированы (ГМ) самые разнообразные организмы, включая животных, растения и микроорганизмы.
Генетическая модификация может включать введение новых генов или усиление, изменение или удаление эндогенных генов. В некоторых генетических модификациях гены передаются внутри одного и того же вида , между видами (создавая трансгенные организмы) и даже между царствами . Создание генетически модифицированного организма — многоэтапный процесс. Генные инженеры должны изолировать ген, который они хотят вставить в организм-хозяин, и объединить его с другими генетическими элементами, включая область промотора и терминатора , а часто и селектируемый маркер . Доступен ряд методов для вставки изолированного гена в геном хозяина . Недавние достижения в использовании методов редактирования генома , в частности CRISPR , значительно упростили производство ГМО. Герберт Бойер и Стэнли Коэн в 1973 году создали первый генетически модифицированный организм — бактерию, устойчивую к антибиотику канамицину . Первое генетически модифицированное животное , мышь, было создано в 1974 году Рудольфом Йенишом , а первое растение было получено в 1983 году. В 1994 году был выпущен томат Flavr Savr , первый коммерческий генетически модифицированный продукт питания . Первым генетически модифицированным животным, которое было коммерциализировано, был GloFish (2003), а первым генетически модифицированным животным, одобренным для использования в пищу, был лосось AquAdvantage в 2015 году.
Бактерии — организмы, которые проще всего сконструировать, и они используются в исследованиях, производстве продуктов питания, промышленной очистке белков (включая лекарства), сельском хозяйстве и искусстве. Существует потенциал использования их в экологических целях или в медицинских целях. Грибы были созданы с теми же целями. Вирусы играют важную роль в качестве векторов для внедрения генетической информации в другие организмы. Это использование особенно актуально для генной терапии человека . Есть предложения удалить вирулентные гены из вирусов для создания вакцин. Растения были созданы для научных исследований, для создания новых цветов растений, доставки вакцин и создания улучшенных сельскохозяйственных культур. Генетически модифицированные культуры являются публично наиболее спорными ГМО, несмотря на то, что они приносят наибольшую пользу для здоровья человека и окружающей среды. [2] Животных, как правило, гораздо сложнее трансформировать, и подавляющее большинство из них все еще находится на стадии исследований. Млекопитающие являются лучшими модельными организмами для человека. Животноводство модифицируется с целью улучшения экономически важных характеристик, таких как скорость роста, качество мяса, состав молока, устойчивость к болезням и выживаемость. Генетически модифицированную рыбу используют в научных исследованиях, в качестве домашних животных и в качестве источника пищи. Генная инженерия была предложена как способ борьбы с комарами, переносчиками многих смертельных заболеваний. Хотя генная терапия человека все еще относительно нова, ее уже использовали для лечения генетических заболеваний, таких как тяжелый комбинированный иммунодефицит и врожденный амавроз Лебера .
Было высказано много возражений по поводу развития ГМО, особенно их коммерциализации. Многие из них связаны с ГМ-культурами, а также с вопросом о том, безопасны ли продукты, произведенные из них, и какое влияние их выращивание окажет на окружающую среду. Другими проблемами являются объективность и строгость регулирующих органов, загрязнение негенетически модифицированных продуктов питания, контроль поставок продуктов питания , патентование жизни и использование прав интеллектуальной собственности . Хотя существует научный консенсус в отношении того, что доступные в настоящее время продукты питания, полученные из ГМ-культур, не представляют большего риска для здоровья человека, чем обычные продукты питания, безопасность ГМ-продуктов является основной проблемой для критиков. Поток генов , воздействие на нецелевые организмы и бегство являются основными экологическими проблемами. Страны приняли меры регулирования для решения этих проблем. Между странами существуют различия в регулировании выпуска ГМО, причем некоторые из наиболее заметных различий наблюдаются между США и Европой. Ключевые вопросы, касающиеся регулирующих органов, включают необходимость маркировки ГМ-продуктов и статус организмов с отредактированными генами.
Определение генетически модифицированного организма (ГМО) неясно и широко варьируется в зависимости от страны, международных организаций и других сообществ. В самом широком смысле определение ГМО может включать в себя все, гены которого были изменены, в том числе по природе. [3] [4] Если рассматривать менее широко, то он может охватывать каждый организм, гены которого были изменены людьми, включая все сельскохозяйственные культуры и домашний скот. В 1993 году Британская энциклопедия определила генную инженерию как «любой из широкого спектра методов... среди них искусственное оплодотворение , экстракорпоральное оплодотворение ( например , дети из «пробирки»), банки спермы , клонирование и манипуляции с генами». [5] Европейский Союз ( ЕС) включил в ранние обзоры столь же широкое определение, в котором конкретно упоминалось, что ГМО производятся посредством « селективного разведения и других методов искусственного отбора». [6] Эти определения были быстро скорректированы с добавлением ряда исключений, таких как результат давления со стороны научных и фермерских сообществ, а также развития науки. Позднее определение ЕС исключило традиционную селекцию, экстракорпоральное оплодотворение, индукцию полиплоидии , мутационную селекцию и методы слияния клеток, в которых не используются рекомбинантные нуклеиновые кислоты или генетически модифицированный организм. [7] [8] [9]
Другой подход заключался в определении, предоставленном Продовольственной и сельскохозяйственной организацией , Всемирной организацией здравоохранения и Европейской комиссией , в котором говорилось, что организмы должны быть изменены таким образом, чтобы «не происходило естественным путем путем спаривания и/или естественной рекомбинации ». [10] [11] [12] Прогресс в науке, такой как открытие горизонтального переноса генов , являющегося относительно распространенным природным явлением, еще больше усилил путаницу в отношении того, что «происходит естественным путем», что привело к дальнейшим корректировкам и исключениям. [13] Есть примеры культур, которые подходят под это определение, но обычно не считаются ГМО. [14] Например, зерновая культура тритикале была полностью разработана в лаборатории в 1930 году с использованием различных методов изменения ее генома. [15]
Генно-инженерный организм (ГМО) можно считать более точным термином по сравнению с ГМО при описании геномов организмов, подвергшихся прямым манипуляциям с помощью биотехнологий. [16] [8] В Картахенском протоколе по биобезопасности в 2000 году использовался синоним « живой модифицированный организм» ( ЖМО ) и определялся как «любой живой организм, обладающий новой комбинацией генетического материала, полученной с помощью современной биотехнологии». [17] Современная биотехнология далее определяется как «методы нуклеиновых кислот in vitro, включая рекомбинантную дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и прямую инъекцию нуклеиновой кислоты в клетки или органеллы или слияние клеток за пределами таксономического семейства». [18]
Первоначально термин ГМО не использовался учеными для описания генно-инженерных организмов до тех пор, пока использование ГМО не стало обычным явлением в популярных средствах массовой информации. [19] Министерство сельского хозяйства США (USDA) считает, что ГМО — это растения или животные с наследственными изменениями, внесенными с помощью генной инженерии или традиционными методами, тогда как GEO конкретно относится к организмам, гены которых были введены, удалены или перестроены с помощью молекулярной биологии, особенно рекомбинантных. Методы ДНК , такие как трансгенез . [20]
Определения сосредоточены на процессе больше, чем на продукте, а это означает, что могут быть ГМО и не-ГМО с очень похожими генотипами и фенотипами. [21] [22] Это привело к тому, что ученые назвали эту категорию бессмысленной с научной точки зрения, [23] заявив, что невозможно сгруппировать все различные типы ГМО под одним общим определением. [24] Это также вызвало проблемы у органических организаций и групп, стремящихся запретить ГМО. [25] [26] Это также создает проблемы по мере разработки новых процессов. Нынешние определения появились до того, как редактирование генома стало популярным, и существует некоторая путаница относительно того, являются ли они ГМО. ЕС постановил, что они [27] меняют свое определение ГМО, включив в него «организмы, полученные путем мутагенеза », но исключил их из регулирования на основании их «длительного опыта безопасности» и того, что они «традиционно использовались в ряде Приложения". [9] Напротив, Министерство сельского хозяйства США постановило, что организмы с отредактированными генами не считаются ГМО. [28]
Еще большая непоследовательность и путаница связана с различными схемами маркировки «Без ГМО» или «Без ГМО» в маркетинге пищевых продуктов, где даже такие продукты, как вода или соль, которые не содержат никаких органических веществ и генетического материала (и, следовательно, не могут быть генетически модифицированные по определению), маркируются, чтобы создать впечатление «более здорового». [29] [30] [31]
Создание генетически модифицированного организма (ГМО) — многоэтапный процесс. Генные инженеры должны выделить ген, который они хотят внедрить в организм хозяина. Этот ген может быть взят из клетки [32] или синтезирован искусственно . [33] Если выбранный ген или геном донорского организма хорошо изучен, он может быть уже доступен в генетической библиотеке . Затем ген комбинируют с другими генетическими элементами, включая область промотора и терминатора , а также селектируемый маркер . [34]
Доступен ряд методов для вставки изолированного гена в геном хозяина . Бактерии можно заставить поглощать чужеродную ДНК, обычно путем теплового шока или электропорации . [35] ДНК обычно вводят в клетки животных с помощью микроинъекций , при этом ее можно вводить через ядерную оболочку клетки непосредственно в ядро , или с помощью вирусных векторов . [36] В растения ДНК часто встраивают с помощью рекомбинации, опосредованной Agrobacterium , [37] [38] биолистики [39] или электропорации.
Поскольку генетическим материалом трансформируется только одна клетка, организм должен быть регенерирован из этой единственной клетки. У растений это достигается посредством культуры тканей . [40] [41] У животных необходимо убедиться, что вставленная ДНК присутствует в эмбриональных стволовых клетках . [37] Дальнейшее тестирование с использованием ПЦР , Саузерн-гибридизации и секвенирования ДНК проводится для подтверждения того, что организм содержит новый ген. [42]
Традиционно новый генетический материал встраивался в геном хозяина случайным образом. Методы нацеливания генов , которые создают двухцепочечные разрывы и используют преимущества естественных систем репарации гомологичной рекомбинации клеток , были разработаны для нацеливания вставки в точные места . При редактировании генома используются искусственно созданные нуклеазы , которые создают разрывы в определенных точках. Существует четыре семейства сконструированных нуклеаз: мегануклеазы , [43] [44] нуклеазы с цинковыми пальцами , [45] [46] эффекторные нуклеазы, подобные активаторам транскрипции (TALEN), [47] [48] и система Cas9-guideRNA (адаптированная из CRISPR). [49] [50] TALEN и CRISPR являются двумя наиболее часто используемыми, и каждый из них имеет свои преимущества. [51] TALEN обладают большей целевой специфичностью, а CRISPR проще в разработке и более эффективен. [51]
Люди одомашнили растения и животных примерно с 12 000 г. до н.э., используя селекционное разведение или искусственный отбор (в отличие от естественного отбора ). [52] : 25 Процесс селекции , при котором организмы с желаемыми признаками (и, следовательно, с желаемыми генами ) используются для выведения следующего поколения, а организмы, лишенные этого признака, не разводятся, является предшественником современной концепции генетической модификация. [53] : 1 [54] : 1 Различные достижения в генетике позволили людям напрямую изменять ДНК и, следовательно, гены организмов. В 1972 году Пол Берг создал первую молекулу рекомбинантной ДНК , соединив ДНК вируса обезьяны с ДНК вируса лямбда . [55] [56]
Герберт Бойер и Стэнли Коэн создали первый генетически модифицированный организм в 1973 году. [57] Они взяли ген у бактерии, которая обеспечивала устойчивость к антибиотику канамицину , вставили его в плазмиду , а затем побудили другие бактерии включить эту плазмиду. Бактерии, успешно внедрившие плазмиду, затем смогли выжить в присутствии канамицина. [58] Бойер и Коэн экспрессировали у бактерий и другие гены. Сюда вошли гены жабы Xenopus laevis в 1974 году, создав первый ГМО, экспрессирующий ген из организма другого царства . [59]
В 1974 году Рудольф Йениш создал трансгенную мышь , введя в ее эмбрион чужеродную ДНК, что сделало ее первым в мире трансгенным животным. [60] [61] Однако прошло еще восемь лет, прежде чем были разработаны трансгенные мыши, передавшие трансген своему потомству. [62] [63] В 1984 году были созданы генетически модифицированные мыши, несущие клонированные онкогены , предрасполагающие их к развитию рака. [64] Мыши с удаленными генами (так называемые нокаутные мыши ) были созданы в 1989 году. Первый трансгенный домашний скот был получен в 1985 году [65] , а первым животным, синтезировавшим трансгенные белки в своем молоке, были мыши в 1987 году. [66] Мыши были разработаны для производства тканевого активатора плазминогена человека , белка, участвующего в разрушении тромбов . [67]
В 1983 году первое генно-инженерное растение было разработано Майклом В. Беваном , Ричардом Б. Флавеллом и Мэри-Делл Чилтон . Они заразили табак Agrobacterium , трансформированным геном устойчивости к антибиотикам, и с помощью методов культуры тканей смогли вырастить новое растение, содержащее ген устойчивости. [68] Генная пушка была изобретена в 1987 году и позволила трансформировать растения, невосприимчивые к агробактериальной инфекции. [69] В 2000 году золотой рис, обогащенный витамином А , стал первым растением с повышенной питательной ценностью. [70]
В 1976 году Герберт Бойер и Роберт Свенсон основали Genentech , первую генно-инженерную компанию ; годом позже компания произвела человеческий белок ( соматостатин ) в кишечной палочке . Genentech объявила о производстве генно-инженерного человеческого инсулина в 1978 году. [71] Инсулин, производимый бактериями, под торговой маркой «Хумулин» , был одобрен к выпуску Управлением по контролю за продуктами и лекарствами в 1982 году. [72] В 1988 году первые человеческие антитела были произведены в растения. [73] В 1987 году штамм Pseudomonas syringae стал первым генетически модифицированным организмом, выпущенным в окружающую среду [74], когда им опрыскали клубничное и картофельное поле в Калифорнии. [75]
Первая генетически модифицированная культура , устойчивое к антибиотикам растение табака, была произведена в 1982 году. [76] Китай был первой страной, которая начала коммерциализировать трансгенные растения, представив в 1992 году устойчивый к вирусам табак. [77] В 1994 году компания Calgene получила одобрение на коммерчески выпустить томат Flavr Savr , первый генетически модифицированный продукт . [78] Также в 1994 году Европейский Союз одобрил табак, созданный с учетом устойчивости к гербициду бромоксинилу , что сделало его первой генно-инженерной культурой, коммерциализированной в Европе. [79] Картофель, устойчивый к насекомым, был одобрен к выпуску в США в 1995 году, [80] и к 1996 году было получено разрешение на коммерческое выращивание 8 трансгенных культур и одной цветочной культуры (гвоздики) в 6 странах плюс ЕС. [81]
В 2010 году учёные Института Дж. Крейга Вентера объявили, что создали первый синтетический бактериальный геном . Они назвали его Синтия , и это была первая в мире синтетическая форма жизни. [82] [83]
Первым генетически модифицированным животным, которое было коммерциализировано, была GloFish , рыба-зебра с добавленным флуоресцентным геном , который позволяет ей светиться в темноте под ультрафиолетовым светом . [84] Он был выпущен на рынок США в 2003 году. [85] В 2015 году лосось AquAdvantage стал первым генетически модифицированным животным, одобренным для употребления в пищу. [86] Разрешение распространяется на рыбу, выращенную в Панаме и продаваемую в США. [86] Лосось был трансформирован геном, регулирующим гормон роста , от тихоокеанской чавычи и промотором от океанской чавычи , что позволило ему расти круглый год, а не только весной и летом. [87]
Бактерии были первыми организмами, генетически модифицированными в лаборатории из-за относительной простоты модификации их хромосом. [88] Эта легкость сделала их важным инструментом для создания других ГМО. Гены и другая генетическая информация из широкого спектра организмов могут быть добавлены в плазмиду и вставлены в бактерии для хранения и модификации. Бактерии дешевы, их легко выращивать, они клонируются , быстро размножаются и могут храниться при температуре −80 °C практически бесконечно. Как только ген выделен, он может храниться внутри бактерий, обеспечивая неограниченный запас для исследований. [89] Большое количество специальных плазмид позволяет сравнительно легко манипулировать ДНК, выделенной из бактерий. [90]
Простота использования сделала их отличным инструментом для ученых, желающих изучить функцию и эволюцию генов . Простейшие модельные организмы произошли от бактерий, а большая часть наших ранних представлений о молекулярной биологии возникла в результате изучения Escherichia coli . [91] Ученые могут легко манипулировать и комбинировать гены внутри бактерий для создания новых или разрушенных белков и наблюдать, какое влияние это оказывает на различные молекулярные системы. Исследователи объединили гены бактерий и архей , что привело к пониманию того, как эти двое расходились в прошлом. [92] В области синтетической биологии они использовались для проверки различных синтетических подходов, от синтеза геномов до создания новых нуклеотидов . [93] [94] [95]
Бактерии уже давно используются в производстве продуктов питания, и для этой работы в промышленных масштабах разработаны и отобраны специфические штаммы. Их можно использовать для производства ферментов , аминокислот , ароматизаторов и других соединений, используемых в производстве продуктов питания. С появлением генной инженерии в эти бактерии можно легко вносить новые генетические изменения. Большинство бактерий, производящих пищевые продукты, являются молочнокислыми бактериями , и именно здесь проводилось большинство исследований в области генной инженерии бактерий, производящих пищевые продукты. Бактерии можно модифицировать, чтобы они работали более эффективно, уменьшали выработку токсичных побочных продуктов, увеличивали производительность, создавали улучшенные соединения и удаляли ненужные пути . [96] Пищевые продукты, полученные из генетически модифицированных бактерий, включают альфа-амилазу , которая превращает крахмал в простые сахара, химозин , который свертывает молочный белок для производства сыра, и пектинэстеразу , которая улучшает прозрачность фруктового сока. [97] Большинство из них производятся в США, и хотя существуют правила, разрешающие производство в Европе, по состоянию на 2015 год там нет пищевых продуктов, полученных из бактерий. [98]
Генетически модифицированные бактерии используются для производства больших количеств белков для промышленного использования. Бактерии обычно выращивают до большого объема до активации гена, кодирующего белок. Затем бактерии собирают и из них очищают желаемый белок. [99] Высокая стоимость добычи и очистки привела к тому, что в промышленных масштабах производились только дорогостоящие продукты. [100] Большинство этих продуктов представляют собой человеческие белки, предназначенные для использования в медицине. [101] Многие из этих белков невозможно или трудно получить естественными методами, и они с меньшей вероятностью загрязняются патогенами, что делает их более безопасными. [99] Первым медицинским применением ГМ-бактерий было производство белка инсулина для лечения диабета . [102] Другие производимые лекарства включают факторы свертывания крови для лечения гемофилии , [103] гормон роста человека для лечения различных форм карликовости , [104] [105] интерферон для лечения некоторых видов рака, эритропоэтин для пациентов с анемией и тканевой активатор плазминогена , растворяющий кровь. сгустки. [99] Помимо медицины их использовали для производства биотоплива . [106] Существует интерес к разработке системы внеклеточной экспрессии внутри бактерий, чтобы снизить затраты и сделать производство большего количества продуктов экономичным. [100]
Благодаря более глубокому пониманию роли, которую микробиом играет в здоровье человека, появляется возможность лечить заболевания путем генетического изменения бактерий, чтобы они сами были терапевтическими агентами. Идеи включают изменение кишечных бактерий, чтобы они уничтожали вредные бактерии, или использование бактерий для замены или увеличения дефицита ферментов или белков. Одним из направлений исследований является модификация Lactobacillus , бактерий, которые естественным образом обеспечивают некоторую защиту от ВИЧ , с помощью генов, которые еще больше улучшат эту защиту. Если бактерии не образуют колоний внутри пациента, человеку приходится неоднократно проглатывать модифицированные бактерии, чтобы получить необходимые дозы. Предоставление бактериям возможности образовывать колонии может обеспечить более долгосрочное решение, но также может вызвать проблемы безопасности, поскольку взаимодействие между бактериями и человеческим организмом изучено хуже, чем при использовании традиционных лекарств. Есть опасения, что горизонтальный перенос генов другим бактериям может иметь неизвестные последствия. По состоянию на 2018 год проводятся клинические испытания эффективности и безопасности этих методов лечения. [107]
Уже более века бактерии используются в сельском хозяйстве. Посевы были инокулированы ризобиями (а в последнее время и азоспириллами ) , чтобы увеличить их продуктивность или позволить выращивать их за пределами их первоначальной среды обитания . Применение Bacillus thuringiensis (Bt) и других бактерий может помочь защитить посевы от заражения насекомыми и болезней растений. Благодаря достижениям в области генной инженерии этими бактериями стали манипулировать с целью повышения эффективности и расширения круга хозяев. Маркеры также были добавлены, чтобы помочь отслеживать распространение бактерий. Бактерии, которые естественным образом колонизируют определенные культуры, также были модифицированы, в некоторых случаях экспрессируя гены Bt, ответственные за устойчивость к вредителям. Штаммы бактерий Pseudomonas вызывают повреждение морозом, превращая воду в кристаллы льда вокруг себя. Это привело к развитию ледяных бактерий , у которых удалены гены образования льда. При нанесении на сельскохозяйственные культуры они могут конкурировать с немодифицированными бактериями и придавать некоторую морозоустойчивость. [108]
Другие варианты использования генетически модифицированных бактерий включают биоремедиацию , когда бактерии используются для преобразования загрязняющих веществ в менее токсичную форму. Генная инженерия может повысить уровень ферментов, используемых для разложения токсинов или повышения устойчивости бактерий в условиях окружающей среды. [109] Биоарт также был создан с использованием генетически модифицированных бактерий. В 1980-х годах художник Джон Дэвис и генетик Дана Бойд преобразовали германский символ женственности (ᛉ) в двоичный код, а затем в последовательность ДНК, которая затем была выражена в Escherichia coli . [110] Следующий шаг был сделан в 2012 году, когда целая книга была закодирована в ДНК. [111] Картины также создавались с использованием бактерий, трансформированных флуоресцентными белками. [110]
Вирусы часто модифицируются, поэтому их можно использовать в качестве векторов для внедрения генетической информации в другие организмы. Этот процесс называется трансдукцией , и в случае успеха получатель введенной ДНК становится ГМО. Разные вирусы обладают разной эффективностью и возможностями. Исследователи могут использовать это для контроля различных факторов; включая целевое местоположение, размер вставки и продолжительность экспрессии гена. Любые опасные последовательности, присущие вирусу, должны быть удалены, в то время как те, которые позволяют эффективно доставлять ген, сохраняются. [112]
Хотя вирусные векторы можно использовать для внедрения ДНК практически в любой организм, они особенно важны из-за их потенциала в лечении заболеваний человека. Хотя в основном все еще находятся на стадии испытаний, [113] были достигнуты некоторые успехи в использовании генной терапии для замены дефектных генов. Это наиболее очевидно при лечении пациентов с тяжелым комбинированным иммунодефицитом , возникшим из-за дефицита аденозиндезаминазы (ADA-SCID), [114] , хотя развитие лейкемии у некоторых пациентов с ADA-SCID [115] наряду со смертью Джесси Гелсингера в исследовании 1999 г. отбросили развитие этого подхода на многие годы. [116] В 2009 году был достигнут еще один прорыв, когда восьмилетний мальчик с врожденным амаврозом Лебера восстановил нормальное зрение [116] , а в 2016 году GlaxoSmithKline получила разрешение на коммерциализацию генной терапии для лечения ADA-SCID. [114] По состоянию на 2018 год проводится значительное количество клинических испытаний , включая лечение гемофилии , глиобластомы , хронической гранулематозной болезни , муковисцидоза и различных видов рака . [115]
Наиболее распространенный вирус, используемый для доставки генов, происходит от аденовирусов , поскольку они могут нести до 7,5 т.п.н. чужеродной ДНК и инфицировать относительно широкий спектр клеток-хозяев, хотя известно, что они вызывают иммунные ответы у хозяина и обеспечивают лишь кратковременную экспрессию. . Другими распространенными векторами являются аденоассоциированные вирусы , которые обладают меньшей токсичностью и более длительной экспрессией, но могут нести только около 4 КБ ДНК. [115] Вирусы простого герпеса являются многообещающими векторами, имеющими емкость более 30 КБ и обеспечивающими длительную экспрессию, хотя они менее эффективны при доставке генов, чем другие векторы. [117] Лучшими векторами для долгосрочной интеграции гена в геном хозяина являются ретровирусы , но их склонность к случайной интеграции проблематична. Лентивирусы являются частью того же семейства, что и ретровирусы, и имеют то преимущество, что инфицируют как делящиеся, так и неделящиеся клетки, тогда как ретровирусы нацелены только на делящиеся клетки. Другие вирусы, которые использовались в качестве векторов, включают альфавирусы , флавивирусы , вирусы кори , рабдовирусы , вирус болезни Ньюкасла , поксвирусы и пикорнавирусы . [115]
Большинство вакцин состоят из вирусов, которые были аттенуированы , отключены, ослаблены или уничтожены каким-либо образом, так что их вирулентные свойства больше не эффективны. Генная инженерия теоретически может быть использована для создания вирусов с удаленными вирулентными генами. Это не влияет на инфекционность вирусов , вызывает естественный иммунный ответ, и нет никаких шансов, что они восстановят свою вирулентную функцию, что может произойти с некоторыми другими вакцинами. Как таковые, они обычно считаются более безопасными и эффективными, чем обычные вакцины, хотя сохраняются опасения по поводу нецелевого заражения, потенциальных побочных эффектов и горизонтального переноса генов на другие вирусы. [118] Другой потенциальный подход заключается в использовании векторов для создания новых вакцин против болезней, для которых нет доступных вакцин или вакцин, которые не действуют эффективно, таких как СПИД , малярия и туберкулез . [119] Самая эффективная вакцина против туберкулеза, вакцина Bacillus Calmette-Guéren (BCG) , обеспечивает лишь частичную защиту. Модифицированная вакцина, экспрессирующая антиген М. туберкулеза, способна усилить защиту БЦЖ. [120] Было показано, что его безопасно использовать в исследованиях фазы II , хотя и не так эффективно, как первоначально надеялись. [121] Другие векторные вакцины уже одобрены, и многие другие находятся в стадии разработки. [119]
Еще одно потенциальное использование генетически модифицированных вирусов — изменить их, чтобы они могли напрямую лечить болезни. Это может происходить за счет экспрессии защитных белков или путем прямого воздействия на инфицированные клетки. В 2004 году исследователи сообщили, что генетически модифицированный вирус, использующий эгоистичное поведение раковых клеток, может предложить альтернативный способ уничтожения опухолей. [122] [123] С тех пор несколько исследователей разработали генетически модифицированные онколитические вирусы , которые перспективны в качестве лечения различных типов рака . [124] [125] [126] [127] [128] В 2017 году исследователи генетически модифицировали вирус, чтобы он экспрессировал белки дефенсина шпината . Вирус был введен в апельсиновые деревья для борьбы с болезнью позеленения цитрусовых , из-за которой с 2005 года производство апельсинов сократилось на 70%. [129]
Природные вирусные заболевания, такие как миксоматоз и геморрагическая болезнь кроликов , использовались для борьбы с популяциями вредителей. Со временем выжившие вредители становятся устойчивыми, что заставляет исследователей искать альтернативные методы. В лаборатории были созданы генетически модифицированные вирусы, которые делают целевых животных бесплодными посредством иммуноконтрацепции [130], а также другие вирусы, воздействующие на стадию развития животного. [131] Существуют опасения по поводу использования этого подхода в отношении сдерживания вируса [130] и межвидового заражения. [132] Иногда один и тот же вирус можно модифицировать для разных целей. Генетическая модификация вируса миксомы была предложена для сохранения европейских диких кроликов на Пиренейском полуострове и для регулирования их численности в Австралии. Чтобы защитить иберийские виды от вирусных заболеваний, вирус миксомы был генетически модифицирован для иммунизации кроликов, а в Австралии тот же вирус миксомы был генетически модифицирован для снижения плодовитости австралийской популяции кроликов. [133]
Помимо биологии, ученые использовали генетически модифицированный вирус для создания литий-ионной батареи и других наноструктурированных материалов. Можно сконструировать бактериофаги , чтобы они экспрессировали модифицированные белки на своей поверхности и объединяли их в определенные структуры (метод, называемый фаговым дисплеем ). Эти структуры потенциально могут использоваться для хранения и генерации энергии, биосенсорства и регенерации тканей с помощью некоторых новых материалов, производимых в настоящее время, включая квантовые точки , жидкие кристаллы , нанокольца и нановолокна . [134] Батарея была создана с помощью бактериофагов M13 , которые покрыли себя фосфатом железа , а затем собрались в углеродную нанотрубку . Это создало высокопроводящую среду для использования в катоде, позволяющую быстро передавать энергию. Их можно было бы построить при более низких температурах с использованием нетоксичных химикатов, что сделало бы их более экологически чистыми. [135]
Грибы можно использовать для многих тех же процессов, что и бактерии. Для промышленного применения дрожжи сочетают в себе бактериальные преимущества одноклеточного организма, которым легко манипулировать и выращивать, с передовыми модификациями белка, обнаруженными у эукариот . Их можно использовать для производства больших сложных молекул для использования в продуктах питания, фармацевтических препаратах, гормонах и стероидах. [136] Дрожжи важны для производства вина, и по состоянию на 2016 год два генетически модифицированных дрожжа, участвующих в ферментации вина, были коммерциализированы в США и Канаде. Один из них повышает эффективность малолактической ферментации , а другой предотвращает образование опасных соединений этилкарбамата во время ферментации. [96] Также были достигнуты успехи в производстве биотоплива из генетически модифицированных грибов. [137]
Грибы, являющиеся наиболее распространенными возбудителями насекомых, являются привлекательными биопестицидами . В отличие от бактерий и вирусов, они имеют то преимущество, что заражают насекомых только контактным путем, хотя по эффективности они уступают химическим пестицидам . Генная инженерия может улучшить вирулентность, обычно за счет добавления большего количества вирулентных белков [138] , увеличивая скорость заражения или улучшая устойчивость спор . [139] Многие переносчики болезней чувствительны к энтомопатогенным грибам . Привлекательной мишенью для биологической борьбы являются комары , переносчики ряда смертельных заболеваний, включая малярию , желтую лихорадку и лихорадку денге . Комары могут развиваться быстро, поэтому их уничтожение становится балансирующим актом до того, как переносимый ими плазмодий станет инфекционным заболеванием, но не так быстро, чтобы они стали устойчивыми к грибкам. С помощью генной инженерии грибов, таких как Metarhizium anisopliae и Beauveria bassiana, чтобы задержать развитие инфекционности комаров, давление отбора , вызывающее выработку устойчивости, снижается. [140] Другая стратегия состоит в том, чтобы добавить к грибам белки, которые блокируют передачу малярии [140] или вообще удалить плазмодии . [141]
Agaricus bisporus, обычный белый шампиньон, был отредактирован по гену, чтобы противостоять потемнению, что продлевает срок хранения . В процессе использовался CRISPR для выключения гена, кодирующего полифенолоксидазу . Поскольку он не вводил в организм никакой чужеродной ДНК, он не считался подпадающим под действие существующих норм ГМО и, таким образом, является первым организмом, отредактированным с помощью CRISPR, который был одобрен для выпуска. [142] Это усилило споры о том, следует ли считать организмы с отредактированными генами генетически модифицированными организмами [143] и как их следует регулировать. [144]
Растения были созданы для научных исследований, для демонстрации новых цветов цветов, доставки вакцин и создания улучшенных урожаев. Многие растения являются плюрипотентными , а это означает, что из одной клетки взрослого растения можно собрать и при правильных условиях превратиться в новое растение. Этой способностью могут воспользоваться генные инженеры; путем отбора клеток, которые были успешно трансформированы во взрослом растении, затем можно вырастить новое растение, содержащее трансген в каждой клетке, посредством процесса, известного как культура ткани . [145]
Большая часть достижений в области генной инженерии стала результатом экспериментов с табаком . Основные достижения в области культуры тканей и клеточных механизмов для широкого спектра растений произошли благодаря системам, разработанным в табаке. [146] Это было первое растение, измененное с помощью генной инженерии, и оно считается модельным организмом не только для генной инженерии, но и для ряда других областей. [147] Таким образом, трансгенные инструменты и процедуры хорошо известны, что делает табак одним из самых простых для трансформации растений. [148] Еще одним крупным модельным организмом, имеющим отношение к генной инженерии, является Arabidopsis thaliana . Его небольшой геном и короткий жизненный цикл позволяют легко манипулировать им, и он содержит множество гомологов важных видов сельскохозяйственных культур. [149] Это было первое секвенированное растение , имеется множество доступных онлайн-ресурсов, и его можно трансформировать, просто окунув цветок в трансформированный раствор Agrobacterium . [150]
В исследованиях растения проектируются так, чтобы помочь раскрыть функции определенных генов. Самый простой способ сделать это — удалить ген и посмотреть, какой фенотип разовьется по сравнению с формой дикого типа . Любые различия, возможно, являются результатом отсутствия гена. В отличие от мутагенеза , генная инженерия позволяет целенаправленно удалять, не нарушая другие гены в организме. [145] Некоторые гены экспрессируются только в определенных тканях, поэтому репортерные гены, такие как GUS , могут быть прикреплены к интересующему гену, что позволяет визуализировать его местоположение. [151] Другой способ протестировать ген — слегка изменить его, а затем вернуть растению и посмотреть, оказывает ли он по-прежнему такое же влияние на фенотип. Другие стратегии включают прикрепление гена к сильному промотору и наблюдение за тем, что происходит, когда он сверхэкспрессируется, заставляя ген экспрессироваться в другом месте или на разных стадиях развития . [145]
Некоторые генетически модифицированные растения являются чисто декоративными . Они модифицированы по цвету, аромату, форме цветка и архитектуре растений. [152] Первые генетически модифицированные декоративные растения коммерциализировали измененный цвет. [153] Гвоздики были выпущены в 1997 году, а самый популярный генетически модифицированный организм - голубая роза (на самом деле лавандовая или лиловая ), созданная в 2004 году. [154] Розы продаются в Японии, США и Канаде. [155] [156] Другие генетически модифицированные декоративные растения включают хризантему и петунию . [152] Помимо повышения эстетической ценности, планируется разработать декоративные растения, которые потребляют меньше воды или устойчивы к холоду, что позволит их выращивать за пределами их естественной среды. [157]
Было предложено генетически модифицировать некоторые виды растений, находящиеся под угрозой исчезновения, чтобы сделать их устойчивыми к инвазивным растениям и болезням, таким как изумрудная ясеневая златка в Северной Америке и грибковое заболевание Ceratocystis platani у европейских платанов . [158] Вирус кольцевой пятнистости папайи опустошал деревья папайи на Гавайях в двадцатом веке, пока трансгенные растения папайи не приобрели устойчивость к патогену. [159] Однако генетическая модификация растений с целью сохранения остается в основном спекулятивной. Уникальная проблема заключается в том, что трансгенные виды могут больше не иметь достаточного сходства с исходным видом, чтобы действительно утверждать, что исходный вид сохраняется. Вместо этого трансгенные виды могут генетически отличаться настолько, что их можно будет считать новым видом, что снижает природоохранную ценность генетической модификации. [158]
Генетически модифицированные сельскохозяйственные культуры — это генетически модифицированные растения, которые используются в сельском хозяйстве . Первые разработанные сельскохозяйственные культуры использовались в пищу животным и людям и обеспечивали устойчивость к определенным вредителям, болезням, условиям окружающей среды, порче или химической обработке (например, устойчивость к гербицидам ) . Второе поколение сельскохозяйственных культур было направлено на улучшение качества, часто за счет изменения профиля питательных веществ . Генетически модифицированные культуры третьего поколения могут быть использованы в непродовольственных целях, включая производство фармацевтических препаратов , биотоплива и других промышленно полезных товаров, а также для биоремедиации . [160]
Есть три основные цели развития сельского хозяйства; увеличение производства, улучшение условий для сельскохозяйственных рабочих и устойчивость . ГМ-культуры способствуют повышению урожайности за счет снижения давления насекомых, повышения питательной ценности и устойчивости к различным абиотическим стрессам . Несмотря на этот потенциал, по состоянию на 2018 год коммерческие культуры ограничиваются в основном товарными культурами, такими как хлопок, соя, кукуруза и рапс, и подавляющее большинство интродуцированных признаков обеспечивают либо устойчивость к гербицидам, либо устойчивость к насекомым. [160] На соевые бобы приходилось половина всех генетически модифицированных культур, посаженных в 2014 году. [161] Принятие фермерами было быстрым: в период с 1996 по 2013 год общая площадь земель, возделываемых ГМ-культурами, увеличилась в 100 раз. [162 ] ] Хотя географически распространение было неравномерным, с сильным ростом в Америке и некоторых частях Азии и небольшим в Европе и Африке. [160] Его социально-экономическое распространение было более равномерным: в 2013 году примерно 54% мировых ГМ-культур было выращено в развивающихся странах. [162] Хотя были высказаны сомнения, [163] большинство исследований показали, что выращивание ГМ-культур приносит пользу фермерам. за счет сокращения использования пестицидов, а также увеличения урожайности и прибыли ферм. [164] [165] [166]
Большинство ГМ-культур были модифицированы для обеспечения устойчивости к выбранным гербицидам, обычно на основе глифосата или глюфосината . Генетически модифицированные культуры, устойчивые к гербицидам, теперь более доступны, чем устойчивые сорта, выведенные традиционным способом; [167] в США 93% соевых бобов и большая часть выращиваемой ГМ-кукурузы устойчивы к глифосату. [168] Большинство доступных в настоящее время генов, используемых для создания устойчивости к насекомым, происходят от бактерии Bacillus thuringiensis и кодируют дельта-эндотоксины . Некоторые используют гены, кодирующие вегетативные инсектицидные белки. [169] Единственным геном, коммерчески используемым для обеспечения защиты от насекомых, который не происходит от B. thuringiensis, является ингибитор трипсина коровьего гороха (CpTI). CpTI был впервые одобрен для использования на хлопке в 1999 году и в настоящее время проходит испытания на рисе. [170] [171] Менее одного процента ГМ-культур содержали другие характеристики, в том числе обеспечение устойчивости к вирусам, задержку старения и изменение состава растений. [161]
Золотой рис — наиболее известная ГМ-культура, цель которой — повысить питательную ценность. Он был создан с использованием трех генов, которые биосинтезируют бета-каротин , предшественник витамина А , в съедобных частях риса. [70] Он предназначен для производства обогащенных продуктов питания, которые будут выращиваться и потребляться в районах с нехваткой пищевого витамина А , [172] дефицит которого, по оценкам, каждый год убивает 670 000 детей в возрасте до 5 лет [173] и вызывает еще 500 000 случаев необратимой детской слепоты. [174] Первоначальный золотой рис производил 1,6 мкг/г каротиноидов , с дальнейшим развитием это увеличение увеличилось в 23 раза. [175] Первые разрешения на использование в пищу он получил в 2018 году. [176]
Растения и растительные клетки были генетически модифицированы для производства биофармацевтических препаратов в биореакторах – процесс, известный как фарминг . Работа проводилась с ряской Lemna major [177] , водорослями Chlamydomonas Reinhardtii [178] и мхом Physcomitrella patens . [179] [180] Производимые биофармацевтические препараты включают цитокины , гормоны , антитела , ферменты и вакцины, большая часть которых накапливается в семенах растений. Многие лекарства также содержат натуральные растительные ингредиенты, а пути их производства были генетически изменены или переданы другим видам растений для производства большего объема. [181] Другими вариантами биореакторов являются биополимеры [182] и биотопливо . [183] В отличие от бактерий, растения могут модифицировать белки посттрансляционно , что позволяет им создавать более сложные молекулы. Они также представляют меньший риск заражения. [184] В трансгенных клетках моркови и табака были культивированы терапевтические средства, [185] включая медикаментозное лечение болезни Гоше . [186]
Производство и хранение вакцин имеет большой потенциал с использованием трансгенных растений. Вакцины дорого производить, транспортировать и применять, поэтому наличие системы, которая могла бы производить их на местном уровне, обеспечит больший доступ к более бедным и развивающимся регионам. [181] Помимо очистки вакцин, экспрессированных в растениях, также возможно производить съедобные вакцины из растений. Съедобные вакцины стимулируют иммунную систему при приеме внутрь для защиты от определенных заболеваний. Хранение в растениях снижает долгосрочные затраты, поскольку их можно распространять без необходимости хранения в холодильнике, они не требуют очистки и обладают долгосрочной стабильностью. Кроме того, нахождение в растительных клетках обеспечивает некоторую защиту от кишечных кислот при пищеварении. Однако стоимость разработки, регулирования и содержания трансгенных растений высока, что приводит к тому, что большинство современных разработок вакцин на растительной основе применяются в ветеринарной медицине , где контроль не такой строгий. [187]
Генетически модифицированные культуры были предложены в качестве одного из способов сокращения выбросов CO2, связанных с сельским хозяйством, за счет более высокой урожайности, сокращения использования пестицидов, сокращения использования тракторного топлива и отсутствия обработки почвы. Согласно исследованию 2021 года, только в ЕС широкое внедрение ГМ-культур сократит выбросы парниковых газов на 33 миллиона тонн эквивалента CO 2 или на 7,5% от общего объема выбросов, связанных с сельским хозяйством. [188]
Подавляющее большинство генетически модифицированных животных находится на стадии исследований, и их количество, близкое к выходу на рынок, остается небольшим. [189] По состоянию на 2018 год одобрено только три генетически модифицированных животных, все в США. Коза и курица были созданы для производства лекарств, а лосось увеличил свой собственный рост. [190] Несмотря на различия и трудности в их модификации, конечные цели во многом такие же, как и для растений. ГМ-животные создаются для исследовательских целей, производства промышленных или терапевтических продуктов, сельскохозяйственного использования или улучшения их здоровья. Существует также рынок создания генетически модифицированных домашних животных. [191]
Процесс генной инженерии млекопитающих медленный, утомительный и дорогой. Однако новые технологии делают генетические модификации проще и точнее. [192] Первые трансгенные млекопитающие были получены путем инъекции вирусной ДНК в эмбрионы, а затем имплантации эмбрионов самкам. [60] Эмбрион будет развиваться, и можно надеяться, что часть генетического материала будет включена в репродуктивные клетки. Затем исследователям придется подождать, пока животное достигнет репродуктивного возраста, а затем потомство будет проверено на наличие гена в каждой клетке. Разработка системы редактирования генов CRISPR -Cas9 как дешевого и быстрого способа прямой модификации зародышевых клеток , эффективно сокращающего вдвое время, необходимое для разработки генетически модифицированных млекопитающих. [193]
Млекопитающие являются лучшими моделями болезней человека, поэтому генно-инженерные модели жизненно важны для открытия и разработки лекарств и методов лечения многих серьезных заболеваний. Выключение генов, ответственных за генетические нарушения человека, позволяет исследователям изучить механизм заболевания и проверить возможные методы лечения. Генетически модифицированные мыши были наиболее распространенными млекопитающими, используемыми в биомедицинских исследованиях , поскольку они дешевы и ими легко манипулировать. Свиньи также являются хорошей мишенью, поскольку они имеют одинаковый размер тела, анатомические особенности, физиологию , патофизиологическую реакцию и рацион питания. [194] Приматы, не относящиеся к человеку, являются модельными организмами, наиболее похожими на человека, но общественность меньше поддерживает их использование в качестве исследовательских животных. [195] В 2009 году ученые объявили, что они впервые успешно перенесли ген приматам ( мартышкам ) . [196] [197] Их первой целью исследования этих игрунок была болезнь Паркинсона , но они также рассматривали боковой амиотрофический склероз и болезнь Хантингтона . [198]
Человеческие белки, экспрессируемые у млекопитающих, с большей вероятностью будут похожи на свои природные аналоги, чем на белки, экспрессируемые в растениях или микроорганизмах. Стабильная экспрессия была достигнута у овец, свиней, крыс и других животных. В 2009 году был одобрен первый биологический препарат для человека, полученный из такого животного — козы . Препарат ATryn представляет собой антикоагулянт , который снижает вероятность образования тромбов во время операций или родов и извлекается из козьего молока. [199] Человеческий альфа-1-антитрипсин – это еще один белок, который получают от коз и используют для лечения людей с этим дефицитом. [200] Еще одной областью медицины является создание свиней с большей способностью к трансплантации человеческих органов ( ксенотрансплантация ). Свиньи были генетически модифицированы так, что их органы больше не могут переносить ретровирусы [201] или были модифицированы для снижения вероятности отторжения. [202] [203] Химерные свиньи могли нести полностью человеческие органы. [194] [204] Первая трансплантация человеку генетически модифицированного сердца свиньи произошла в 2023 году, [205] и почки в 2024 году. [206] [207]
Животноводство модифицируется с целью улучшения экономически важных характеристик, таких как скорость роста, качество мяса, состав молока, устойчивость к болезням и выживаемость. Животные были созданы так, чтобы расти быстрее, быть более здоровыми [208] и противостоять болезням. [209] Модификации также улучшили производство шерсти овец и здоровье вымени коров. [189] Козы были генетически модифицированы для производства молока с сильными протеинами шелка, похожими на паутину, в их молоке. [210] ГМ-свинья под названием Энвиропиг была создана с возможностью переваривания растительного фосфора более эффективно, чем обычные свиньи. [211] [212] Они могут снизить загрязнение воды, поскольку выделяют на 30–70% меньше фосфора в навозе. [211] [213] Молочные коровы были генетически модифицированы для производства молока, которое было бы таким же, как грудное молоко человека. [214] Это потенциально может принести пользу матерям, которые не могут производить грудное молоко, но хотят, чтобы их дети получали грудное молоко, а не смесь. [215] [216] Исследователи также разработали генно-инженерную корову, которая производит молоко, не вызывающее аллергии. [217]
В исследовательских целях ученые генетически модифицировали несколько организмов, в том числе некоторых млекопитающих, включив в них зеленый флуоресцентный белок (GFP). [218] GFP и другие подобные гены-отчетники позволяют легко визуализировать и локализовать продукты генетической модификации. [219] Флуоресцентные свиньи были выведены для изучения трансплантации человеческих органов, регенерации клеток глазных фоторецепторов и других тем. [220] В 2011 году были созданы кошки с зелёной флуоресценцией, чтобы помочь найти методы лечения ВИЧ/СПИДа и других заболеваний [221], поскольку вирус иммунодефицита кошек связан с ВИЧ . [222]
Были предположения, что генная инженерия может быть использована для спасения животных от вымирания . Он предполагает изменение генома близкого живущего родственника, чтобы он напоминал вымерший, и в настоящее время предпринимаются попытки на странствующем голубе . [223] Гены, связанные с шерстистым мамонтом, были добавлены в геном африканского слона , хотя ведущий исследователь говорит, что у него нет намерения создавать живых слонов, а переносить все гены и обращать вспять годы генетической эволюции еще далеко. достижимый. [224] [225] Более вероятно, что ученые могли бы использовать эту технологию для сохранения находящихся под угрозой исчезновения животных, возвращая утраченное разнообразие или передавая развитые генетические преимущества от адаптированных организмов тем, кто борется с ними. [226]
Генная терапия [227] использует генетически модифицированные вирусы для доставки генов, которые могут излечивать болезни у людей. Хотя генная терапия все еще относительно нова, она уже добилась определенных успехов. Его использовали для лечения генетических заболеваний , таких как тяжелый комбинированный иммунодефицит [228] и врожденный амавроз Лебера . [229] Также разрабатываются методы лечения ряда других в настоящее время неизлечимых заболеваний, таких как муковисцидоз , [230] серповидно-клеточная анемия , [231] болезнь Паркинсона , [232] [233] рак , [234] [235] [ 236] диабет , [237] болезни сердца [238] и мышечная дистрофия . [239] Эти методы лечения воздействуют только на соматические клетки , а это означает, что любые изменения не передаются по наследству. Генная терапия зародышевой линии приводит к тому, что любые изменения передаются по наследству, что вызывает обеспокоенность в научном сообществе. [240] [241]
В 2015 году CRISPR использовали для редактирования ДНК нежизнеспособных эмбрионов человека . [242] [243] В ноябре 2018 года Хэ Цзянькуй объявил, что он отредактировал геномы двух человеческих эмбрионов, пытаясь отключить ген CCR5 , который кодирует рецептор, который ВИЧ использует для проникновения в клетки. Он сказал, что девочки-близнецы, Лулу и Нана , родились несколькими неделями ранее и что они несут функциональные копии CCR5 наряду с отключенными CCR5 ( мозаицизм ) и все еще уязвимы к ВИЧ. Работа была широко осуждена как неэтичная, опасная и преждевременная. [244]
Генетически модифицированную рыбу используют в научных исследованиях, в качестве домашних животных и в качестве источника пищи. Аквакультура является растущей отраслью, в настоящее время обеспечивающей более половины потребляемой рыбы во всем мире. [246] С помощью генной инженерии можно увеличить темпы роста, снизить потребление пищи, устранить аллергенные свойства, повысить холодоустойчивость и обеспечить устойчивость к болезням. Рыбу также можно использовать для обнаружения загрязнения водной среды или в качестве биореактора. [247]
Несколько групп разрабатывали рыбок данио для обнаружения загрязнения путем прикрепления флуоресцентных белков к генам, активируемым присутствием загрязняющих веществ. Рыба будет светиться и ее можно будет использовать в качестве датчиков окружающей среды. [248] [249] GloFish — это бренд генетически модифицированных флуоресцентных рыбок данио ярко -красного, зеленого и оранжевого флуоресцентного цвета. Первоначально он был разработан одной из групп для обнаружения загрязнения, но теперь является частью торговли декоративными рыбами, став первым генетически модифицированным животным, ставшим общедоступным в качестве домашнего животного, когда в 2003 году оно было выставлено на продажу в США. [250]
ГМ-рыба широко используется в фундаментальных исследованиях в области генетики и развития. Два вида рыб, рыбки данио и медака , чаще всего модифицируются, поскольку они имеют оптически прозрачные хорионы (мембраны в яйце), быстро развиваются, а одноклеточный эмбрион легко увидеть и микроинъецировать трансгенной ДНК. [251] Рыбки данио являются модельными организмами для процессов развития, регенерации , генетики, поведения, механизмов заболеваний и испытаний на токсичность. [252] Их прозрачность позволяет исследователям наблюдать стадии развития, функции кишечника и рост опухоли. [253] [254] Создание трансгенных протоколов (специфичных для всего организма, клеток или тканей, меченных репортерными генами) повысило уровень информации, получаемой при изучении этих рыб. [255]
ГМ-рыба была выведена с помощью промоутеров, стимулирующих перепроизводство гормона роста для использования в индустрии аквакультуры , чтобы ускорить развитие и потенциально снизить нагрузку промысла на дикие запасы. Это привело к резкому ускорению роста нескольких видов, включая лосося , [256] форель [257] и тилапию . [258] Биотехнологическая компания AquaBounty Technologies произвела лосося (называемого лососем AquAdvantage ), который созревает в два раза быстрее, чем дикий лосось. [259] В 2015 году он получил одобрение регулирующих органов и стал первым коммерческим продуктом, не содержащим ГМО. [260] По состоянию на август 2017 г. в Канаде продается ГМО-лосось. [261] Продажи в США стартовали в мае 2021 года. [262]
В биологических исследованиях трансгенные плодовые мухи ( Drosophila melanogaster ) являются модельными организмами, используемыми для изучения влияния генетических изменений на развитие. [264] Плодовых мух часто предпочитают другим животным из-за их короткого жизненного цикла и низких требований к содержанию. У них также относительно простой геном по сравнению со многими позвоночными , обычно имеющий только одну копию каждого гена, что упрощает фенотипический анализ. [265] Дрозофилы использовались для изучения генетики и наследственности, эмбрионального развития, обучения, поведения и старения. [266] Открытие транспозонов , в частности p-элемента , у дрозофилы предоставило ранний метод добавления трансгенов в их геном, хотя этот метод был заменен более современными методами редактирования генов. [267]
Из-за их важности для здоровья человека ученые ищут способы борьбы с комарами с помощью генной инженерии. Устойчивые к малярии комары были созданы в лаборатории путем введения гена, который замедляет развитие малярийного паразита [268] , а затем с помощью самонаводящихся эндонуклеаз для быстрого распространения этого гена среди мужской популяции (известный как генный драйв ). [269] [270] Этот подход получил дальнейшее развитие благодаря использованию генного драйва для распространения летального гена. [271] [272] В ходе испытаний популяция комаров Aedes aegypti , единственного наиболее важного переносчика лихорадки денге и вируса Зика, сократилась на 80–90%. [273] [274] [272] Другой подход заключается в использовании метода стерильных насекомых , при котором самцы генетически модифицированы так, чтобы быть стерильными и превосходить конкурирующих жизнеспособных самцов, чтобы уменьшить численность популяции. [275]
Другими насекомыми-вредителями, которые могут стать привлекательной мишенью, являются моль . Ежегодно во всем мире моль наносит ущерб на сумму от 4 до 5 миллиардов долларов США. [276] Этот подход аналогичен стерильному методу, испытанному на комарах, где самцов трансформируют с помощью гена, который не позволяет рожденным самкам достичь зрелости. [277] В 2017 году они прошли полевые испытания. [276] Ранее генетически модифицированные бабочки были выпущены в полевые испытания. [278] В данном случае штамм розового коробочного червя , стерилизованный радиацией, был генетически сконструирован так, чтобы экспрессировать красный флуоресцентный белок , что облегчило исследователям возможность его мониторинга. [279]
Шелкопряд, личиночная стадия Bombyx mori , является экономически важным насекомым в шелководстве . Ученые разрабатывают стратегии по повышению качества и количества шелка. Существует также потенциал использования оборудования для производства шелка для производства других ценных белков. [280] Белки, разработанные в настоящее время для экспрессии шелкопрядами, включают: человеческий сывороточный альбумин , α-цепь коллагена человека , мышиные моноклональные антитела и N-гликаназа . [281] Были созданы шелковичные черви, которые производят паучий шелк , более прочный, но чрезвычайно трудный для сбора шелк, [282] и даже новые шелка. [283]
Были разработаны системы для создания трансгенных организмов у множества других животных. Куры были генетически модифицированы для различных целей. Это включает в себя изучение развития эмбрионов , [284] предотвращение передачи птичьего гриппа [285] и предоставление эволюционных знаний с использованием обратного проектирования для воссоздания динозавроподобных фенотипов. [286] ГМ-курица, производящая в яйце препарат Канума , фермент, который лечит редкое заболевание, получила одобрение регулирующих органов США в 2015 году. [287] Генетически модифицированные лягушки, в частности Xenopus laevis и Xenopus тропический , используются в биологии развития. исследовать. ГМ-лягушки также можно использовать в качестве датчиков загрязнения, особенно химических веществ, нарушающих работу эндокринной системы . [288] Есть предложения использовать генную инженерию для борьбы с тростниковыми жабами в Австралии . [289] [290]
Нематода Caenorhabditis elegans — один из основных модельных организмов для исследований в области молекулярной биологии . [291] РНК-интерференция (РНКи) была обнаружена у C. elegans [292] и могла быть вызвана простым скармливанием им бактерий, модифицированных для экспрессии двухцепочечной РНК . [293] Также относительно легко получить стабильные трансгенные нематоды, и это, наряду с РНКи, является основным инструментом, используемым при изучении их генов. [294] Наиболее распространенным применением трансгенных нематод является изучение экспрессии и локализации генов путем прикрепления репортерных генов. Трансгены также можно комбинировать с методами РНКи для спасения фенотипов, изучения функции генов, визуализации развития клеток в реальном времени или контроля экспрессии в различных тканях или стадиях развития. [294] Трансгенные нематоды использовались для изучения вирусов, [295] токсикологии, [296] болезней, [297] [298] и для обнаружения загрязнителей окружающей среды. [299]
Ген, ответственный за альбинизм у морских огурцов, был обнаружен и использован для создания белых морских огурцов , редкого деликатеса. Эта технология также открывает путь к исследованию генов, ответственных за некоторые необычные свойства огурцов, в том числе за зимнюю спячку летом, потрошение кишечника и растворение тел после смерти. [300] Плоские черви обладают способностью регенерировать из одной клетки. [301] До 2017 года не было эффективного способа их трансформации, что затрудняло исследования. С помощью микроинъекций и радиации ученые создали первых генетически модифицированных плоских червей. [302] Щетинковый червь , морской кольчатый червь , был модифицирован. Он представляет интерес тем, что его репродуктивный цикл синхронизирован с лунными фазами, способностью к регенерации и медленной скоростью эволюции. [303] Книдарии , такие как гидра и актиния Nematostella vectensis, являются привлекательными модельными организмами для изучения эволюции иммунитета и некоторых процессов развития. [304] Другие животные, которые были генетически модифицированы, включают улиток , [305] гекконов , черепах , [306] раков , устриц , креветок , моллюсков , морское ушко [307] и губки . [308]
Использование генетически модифицированных организмов регулируется государственными органами. Это относится как к исследованиям, так и к выпуску генетически модифицированных организмов, включая сельскохозяйственные культуры и продукты питания. Разработка нормативной базы, касающейся генной инженерии, началась в 1975 году в Асиломаре , Калифорния. Встреча в Асиломаре рекомендовала ряд руководящих принципов относительно осторожного использования рекомбинантной технологии и любых продуктов, полученных на основе этой технологии. [309] Картахенский протокол по биобезопасности был принят 29 января 2000 г. и вступил в силу 11 сентября 2003 г. [310] Это международный договор, регулирующий передачу, обращение и использование генетически модифицированных организмов. [311] Сто пятьдесят семь стран являются членами Протокола, и многие используют его в качестве отправной точки для своих собственных правил. [312]
В университетах и исследовательских институтах обычно есть специальный комитет, который отвечает за одобрение любых экспериментов, связанных с генной инженерией. Для многих экспериментов также требуется разрешение национальной регулирующей группы или законодательства. Весь персонал должен быть обучен использованию ГМО, а все лаборатории должны получить разрешение своего регулирующего органа на работу с ГМО. [313] Законодательство, касающееся ГМО, часто основано на правилах и руководящих принципах, действующих для не-ГМО-вариантов организма, хотя они и более строгие. [314] Существует практически универсальная система оценки относительных рисков, связанных с ГМО и другими агентами, для сотрудников лабораторий и общества. Им относят к одной из четырех категорий риска в зависимости от их вирулентности, тяжести заболевания, способа передачи и доступности профилактических мер или лечения. Существует четыре уровня биобезопасности , которым может соответствовать лаборатория: от уровня 1 (который подходит для работы с агентами, не связанными с заболеванием) до уровня 4 (работа с опасными для жизни агентами). В разных странах используется разная номенклатура для описания уровней и могут предъявляться разные требования к тому, что можно делать на каждом уровне. [314]
Между странами существуют различия в регулировании выпуска ГМО, причем некоторые из наиболее заметных различий наблюдаются между США и Европой. [315] 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. [316] Некоторые страны запретили выпуск ГМО или ограничили их использование, а другие разрешают их с совершенно разной степенью регулирования. [317] [318] [319] [320] В 2016 году тридцать восемь стран официально запретили или запретили выращивание ГМО, а девять (Алжир, Бутан, Кения, Кыргызстан, Мадагаскар, Перу, Россия, Венесуэла и Зимбабве) запретили их ввоз. . [321] Большинство стран, которые не разрешают выращивание ГМО, разрешают исследования с использованием ГМО. [322] Несмотря на регулирование, иногда происходили незаконные выпуски из-за слабости правоприменения. [8]
Европейский Союз (ЕС) проводит различие между разрешением на выращивание в ЕС и разрешением на импорт и переработку. [323] Хотя лишь немногие ГМО были одобрены для выращивания в ЕС, ряд ГМО был одобрен для импорта и переработки. [324] Выращивание ГМО вызвало дискуссию о рынке ГМО в Европе. [325] В зависимости от правил сосуществования, стимулы для выращивания ГМ-культур различаются. [326] Политика США не уделяет этому процессу столько внимания, как другие страны, рассматривает поддающиеся проверке научные риски и использует концепцию существенной эквивалентности . [327] Вопрос о том, следует ли регулировать организмы с отредактированными генами так же, как и генетически модифицированные организмы, обсуждается. В законодательстве США они рассматриваются как отдельные и не регулируются на одних и тех же условиях, в то время как в Европе ГМО представляет собой любой организм, созданный с использованием методов генной инженерии. [28]
Один из ключевых вопросов, волнующих регулирующих органов, заключается в том, следует ли маркировать ГМ-продукты. Европейская комиссия заявляет, что обязательная маркировка и отслеживание необходимы, чтобы обеспечить осознанный выбор, избежать потенциальной ложной рекламы [328] и облегчить отзыв продукции в случае обнаружения вредного воздействия на здоровье или окружающую среду. [329] Американская медицинская ассоциация [330] и Американская ассоциация содействия развитию науки [331] заявляют, что отсутствие научных доказательств вреда, даже добровольная маркировка, вводит в заблуждение и вызывает ложную тревогу у потребителей. Маркировка продуктов с ГМО на рынке требуется в 64 странах. [332] Маркировка может быть обязательной до достижения порогового уровня содержания ГМ (который варьируется в зависимости от страны) или добровольной. В Канаде и США маркировка ГМО-продуктов является добровольной, [333] тогда как в Европе должны быть маркированы все продукты питания (включая обработанные пищевые продукты ) или корма , которые содержат более 0,9% одобренных ГМО. [334] В 2014 году продажи продуктов, маркированных как не содержащие ГМО, выросли на 30 процентов и составили 1,1 миллиарда долларов. [335]
Существуют разногласия по поводу ГМО, особенно в отношении их выпуска за пределы лабораторных условий. В споре участвуют потребители, производители, биотехнологические компании, государственные регулирующие органы, неправительственные организации и ученые. Многие из этих проблем связаны с ГМ-культурами, безопасностью продуктов питания, произведенных из них, и тем, какое влияние их выращивание окажет на окружающую среду. Эти разногласия привели к судебным разбирательствам, международным торговым спорам и протестам, а также к ограничительному регулированию коммерческой продукции в некоторых странах. [336] Наибольшую озабоченность вызывает воздействие ГМО на здоровье и окружающую среду. К ним относятся, могут ли они спровоцировать аллергическую реакцию , могут ли трансгены передаваться в клетки человека и могут ли гены, не одобренные для потребления человеком, попасть в продукты питания . [337]
Существует научный консенсус [338] [339] [340] [341] о том, что имеющиеся в настоящее время продукты питания, полученные из ГМ-культур, не представляют большего риска для здоровья человека, чем обычные продукты питания, [342] [343] [344] [345] [346] ] , но каждый ГМ-продукт перед внедрением необходимо тестировать в каждом конкретном случае. [347] [348] [349] Тем не менее, представители общественности гораздо менее склонны, чем ученые, воспринимать ГМ-продукты как безопасные. [350] [351] [352] [353] Правовой и нормативный статус ГМ-продуктов варьируется в зависимости от страны: некоторые страны запрещают или ограничивают их, а другие разрешают их с совершенно разными степенями регулирования. [354] [355] [356] [357]
Еще в 1990-е годы считалось, что поток генов в дикие популяции маловероятен и редок, а если он и произойдет, то его легко искоренить. Считалось, что это не приведет к дополнительным экологическим затратам или рискам – не ожидалось никаких последствий, кроме тех, которые уже вызваны применением пестицидов. [358] Однако за прошедшие десятилетия было замечено несколько таких примеров. Поток генов между ГМ-культурами и совместимыми растениями, а также более широкое использование гербицидов широкого спектра действия [359] могут увеличить риск появления популяций сорняков , устойчивых к гербицидам . [360] Дебаты о масштабах и последствиях потока генов усилились в 2001 году, когда была опубликована статья, показывающая, что трансгены были обнаружены в кукурузе ландрас в Мексике, центре разнообразия этой культуры . [361] [362] Было обнаружено, что поток генов от ГМ-культур к другим организмам обычно ниже, чем естественный. [363] Чтобы решить некоторые из этих проблем, были разработаны некоторые ГМО, обладающие свойствами, помогающими контролировать их распространение. Чтобы предотвратить непреднамеренное размножение генетически модифицированного лосося с диким лососем, вся рыба, выращиваемая в пищу, является самками, триплоидными , 99% репродуктивно стерильна и выращивается в районах, где сбежавший лосось не смог выжить. [364] [365] Бактерии также были модифицированы, чтобы зависеть от питательных веществ, которые невозможно найти в природе, [366] и была разработана генетическая технология ограничения использования , хотя она еще не поступила на рынок, которая делает второе поколение ГМ-растений стерильными. . [367]
Другие экологические и агрономические проблемы включают сокращение биоразнообразия, увеличение числа вторичных вредителей (нецелевых вредителей) и появление устойчивых насекомых-вредителей. [368] [369] [370] В районах Китая и США, где выращиваются Bt-культуры, общее биоразнообразие насекомых увеличилось, а воздействие вторичных вредителей было минимальным. [371] Было обнаружено, что при использовании передовых стратегий сопротивление развивается медленно. [371] Влияние культур Bt на полезные нецелевые организмы стало общественной проблемой после того, как в статье 1999 года было высказано предположение, что они могут быть токсичными для бабочек-монархов . Последующие исследования с тех пор показали, что уровни токсичности, обнаруженные в полевых условиях, были недостаточно высокими, чтобы нанести вред личинкам. [372]
С самого начала этой технологии приписывали обвинения в том, что ученые « играют в Бога » и другие религиозные вопросы . [373] Поскольку сейчас появилась возможность генетически модифицировать людей, возникают этические проблемы относительно того, насколько далеко должна зайти эта технология и следует ли ее вообще использовать. [374] Многие споры вращаются вокруг того, где проходит грань между лечением и улучшением и должны ли изменения передаваться по наследству. [375] Другие проблемы включают загрязнение поставок негенетически модифицированных продуктов питания, [376] [377] строгость нормативного процесса, [378] [379] усиление контроля над поставками продуктов питания в компаниях, которые производят и продают ГМО, [380] преувеличение преимуществ генетической модификации, [381] или опасения по поводу использования гербицидов с глифосатом . [382] Другие поднятые вопросы включают патентование жизни [383] и использование прав интеллектуальной собственности . [384]
Существуют большие различия в принятии потребителями ГМО: европейцы чаще относятся к ГМО-продуктам негативно, чем жители Северной Америки. [385] ГМО появились на сцене, поскольку доверие общественности к безопасности пищевых продуктов, вызванное недавними продовольственными опасениями, такими как губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота и другими скандалами, связанными с государственным регулированием продуктов в Европе, было низким. [386] Эти кампании, а также кампании, проводимые различными неправительственными организациями (НПО), оказались очень успешными в блокировании или ограничении использования ГМ-культур. [387] Такие НПО, как Ассоциация потребителей органической продукции , Союз обеспокоенных ученых , [388] [389] [390] Гринпис и другие группы заявили, что риски не были должным образом выявлены и управляемы [391] и что существуют вопросы без ответа относительно потенциальное долгосрочное воздействие на здоровье человека продуктов питания, полученных из ГМО. Они предлагают обязательную маркировку [392] [393] или мораторий на такую продукцию. [380] [378] [394]
Одна существующая культура, генетически модифицированный «золотой рис», производящий витамин А, уже имеет огромные перспективы для снижения слепоты и карликовости, возникающих в результате диеты с дефицитом витамина А.
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of April 2024 (link)Маркировка должна включать объективную информацию о том, что продукт питания или корм состоит из ГМО, содержит их или произведен из них. Четкая маркировка, независимо от возможности обнаружения ДНК или белка, возникшего в результате генетической модификации конечного продукта, отвечает требованиям, выраженным в многочисленных опросах подавляющего большинства потребителей, облегчает осознанный выбор и исключает потенциальное введение потребителей в заблуждение относительно методов производства. или производство.
(3) Требования прослеживаемости ГМО должны способствовать как изъятию продуктов, в которых установлено непредвиденное неблагоприятное воздействие на здоровье человека, животных или окружающую среду, включая экосистемы, так и целенаправленному мониторингу для изучения потенциального воздействия, в частности, на окружающую среду. . Прослеживаемость должна также способствовать осуществлению мер по управлению рисками в соответствии с принципом предосторожности. (4) Должны быть установлены требования к отслеживаемости пищевых продуктов и кормов, произведенных из ГМО, чтобы облегчить точную маркировку таких продуктов.
Мы проанализировали научную литературу по безопасности ГМ-растений за последние 10 лет, которая отражает научный консенсус, сложившийся с тех пор, как ГМ-растения стали широко культивироваться во всем мире, и можем заключить, что научные исследования, проведенные до сих пор, не выявили каких-либо значительная опасность, непосредственно связанная 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 они согласуются с мнением Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 2002 г.). Эти продукты 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 наблюдаемых 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, Национальная Научно-исследовательский 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 о том, 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).
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 разновидностей 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.
Я начал эту статью с свидетельств уважаемых ученых о том, что буквально нет научных разногласий по поводу воздействия ГМО на здоровье. Мое исследование научной литературы рассказывает другую историю.
И контраст:
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, свидетельствующие о возможном вреде 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.
Поэтому неудивительно, что попытки потребовать маркировки и запретить ГМО стали растущей политической проблемой в США (со ссылкой на Доминго и Бордонаба, 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 других стран. 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 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.
В отчете, опубликованном научным советом Американской медицинской ассоциации (АМА), говорится, что не было обнаружено никаких долгосрочных последствий для здоровья от использования трансгенных культур и генетически модифицированных продуктов и что эти продукты по существу эквивалентны своим традиционным аналогам. ... Зерновые культуры и продукты питания, полученные с использованием методов рекомбинантной ДНК, доступны менее 10 лет, и на сегодняшний день не обнаружено никаких долгосрочных последствий. Эти продукты по существу эквивалентны своим обычным аналогам.
Биоинженерные продукты употребляются в пищу уже около 20 лет, и за это время в рецензируемой литературе не сообщалось и/или не подтверждалось никаких явных последствий для здоровья человека.
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 по здоровье скота, получающего ГМ-продукты, и эпидемиологические данные человека, комитет не обнаружил различий, которые указывали бы на более высокий риск для здоровья человека от ГМ-продуктов, чем от их не-ГМ-продуктов.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)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 игнорировать вопросы безопасности.
Стремясь оптимизировать баланс между выгодами и рисками, разумно проявить 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 нет 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.
К концу 1990-х годов осведомленность общественности о ГМ-продуктах достигла критического уровня, и возник ряд общественных групп, сосредоточивших свое внимание на этой проблеме. Одной из первых групп, сосредоточивших внимание на этой проблеме, была организация «Матери за естественное право» («MFNL»), расположенная в Айове, целью которой было запретить продажу ГМ-продуктов на рынке. ... Союз обеспокоенных ученых (UCS), альянс 50 000 граждан и ученых, был еще одним видным голосом по этому вопросу. ... Поскольку в 1990-х годах темпы поступления на рынок ГМ-продуктов увеличились, UCS стала активно критиковать то, что она считала сговором агентства с промышленностью и неспособностью полностью принять во внимание аллергенность и другие проблемы безопасности.
