Золотой рис — это разновидность риса ( Oryza sativa ), выведенная с помощью генной инженерии для биосинтеза бета-каротина , предшественника витамина А , в съедобных частях риса. [1] [2] Он предназначен для производства обогащенного продукта питания , который будет выращиваться и потребляться в районах с дефицитом диетического витамина А. Генетически модифицированный золотой рис может производить до 23 раз больше бета-каротина, чем исходный золотой рис. [3] [4] [5]
Золотой рис, как правило, считается безопасным: FDA, Health Canada, International Rice Research Institute и Bill & Melinda Gates Foundation поддерживают его использование. Он встретил значительное сопротивление со стороны активистов- экологов и антиглобалистов , которые указывают на его риски для биоразнообразия, непредвиденные последствия для здоровья и социально-экономические проблемы. В 2016 году 107 лауреатов Нобелевской премии написали открытое письмо Greenpeace и его сторонникам, попросив их отказаться от своей кампании против генетически модифицированных культур в целом и золотого риса в частности. [6] В 2024 году Филиппинский апелляционный суд вынес постановление о прекращении и воздержании от выращивания золотого риса в стране, сославшись на отсутствие научной уверенности относительно его воздействия на здоровье и окружающую среду. [7]
Исследования по разработке золотого риса начались как инициатива Фонда Рокфеллера в 1982 году. [8]
В 1990-х годах Питер Брэмли обнаружил, что один ген фитоендесатуразы (бактериальный CrtI ) может быть использован для получения ликопина из фитоена в ГМ-томатах , вместо того, чтобы вводить несколько каротиндесатураз , которые обычно используются высшими растениями. [9] Затем ликопин циклизуется в бета-каротин эндогенной циклазой в золотом рисе. [10] Научные данные о рисе были впервые опубликованы в 2000 году в результате восьмилетнего проекта Инго Потрикуса из Швейцарского федерального технологического института и Петера Бейера из Фрайбургского университета . [2]
Первые полевые испытания сортов золотистого риса были проведены Сельскохозяйственным центром Университета штата Луизиана в 2004 году. [11] Дополнительные испытания были проведены на Филиппинах , Тайване и в Бангладеш (2015). [12] Полевые испытания обеспечили точное измерение пищевой ценности и позволили провести тесты кормления. Предварительные результаты полевых испытаний показали, что золотистый рис, выращенный в полевых условиях, производит в 4–5 раз больше бета-каротина, чем золотистый рис, выращенный в тепличных условиях. [13]
В 2018 году Канада и США одобрили золотой рис, а Министерство здравоохранения Канады и Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) объявили его безопасным для потребления. [14] Это последовало за решением 2016 года, в котором FDA постановило, что содержание бета-каротина в золотом рисе не обеспечивает достаточного количества витамина А для рынков США. [15] Министерство здравоохранения Канады заявило, что золотой рис не вызовет аллергии , и что содержание питательных веществ в нем такое же, как и в обычных сортах риса, за исключением предполагаемого высокого уровня провитамина А. [16 ]
В 2019 году золотой рис был одобрен для использования в качестве пищи для людей и корма для животных или для переработки на Филиппинах . [17] 21 июля 2021 года Филиппины стали первой страной, официально выдавшей разрешение на биобезопасность для коммерческого размножения золотого риса, обогащенного витамином А. [18] Одобрение стало первым разрешением на коммерческое размножение генетически модифицированного риса в Южной и Юго-Восточной Азии. В результате разрешения золотой рис может выращиваться в коммерческих масштабах в соответствии с условиями, указанными правительством Филиппин. [19] Однако в апреле 2023 года Верховный суд страны приказал министерству сельского хозяйства прекратить коммерческое размножение золотого риса в связи с петицией, поданной MASIPAG (группой фермеров и ученых), которые утверждали, что золотой рис представляет риск для здоровья потребителей и окружающей среды. [20] Это постановление Каликасана было поддержано Апелляционным судом в апреле 2024 года. [21]
17 апреля 2024 года Апелляционный суд Филиппин вынес постановление о прекращении и воздержании от коммерческого размножения двух генетически модифицированных культур, золотистого риса и Bt-баклажана , сославшись на отсутствие «полной научной уверенности» относительно их воздействия на здоровье и окружающую среду. Решение было принято в ответ на петицию, поданную группами, включая Magsasaka at Siyentipiko para sa Pag-unlad Agrikultura (Masipag) и Greenpeace Southeast Asia . Суд отозвал разрешения на биобезопасность, ранее выданные правительством Филиппинскому университету Лос-Баньос (UPLB) и Филиппинскому научно-исследовательскому институту риса (PhilRice). [7] Это решение подверглось критике за то, что оно поставило под угрозу жизни тысяч детей. [22]
Золотой рис был создан путем трансформации риса двумя генами биосинтеза бета-каротина:
( Считалось, что необходимо вставить ген lcy ( ликопинциклазы ), но дальнейшие исследования показали, что он уже вырабатывается в эндосперме риса дикого типа.)
Гены psy и crtI были перенесены в ядерный геном риса и помещены под контроль промотора , специфичного для эндосперма , так что они экспрессируются только в эндосперме. Экзогенный ген lcy имеет прикрепленную транзитную пептидную последовательность, поэтому он нацелен на пластиду , где образуется геранилгеранилдифосфат . Бактериальный ген crtI был важным включением для завершения пути, поскольку он может катализировать несколько этапов синтеза каротиноидов вплоть до ликопина, в то время как эти этапы требуют более одного фермента в растениях. [23] Конечным продуктом сконструированного пути является ликопин , но если бы растение накопило ликопин, рис был бы красным. Недавний анализ показал, что эндогенные ферменты растения перерабатывают ликопин в бета-каротин в эндосперме, придавая рису характерный желтый цвет, за который он и получил свое название. [24] Первоначальный золотой рис назывался SGR1, и в тепличных условиях он производил 1,6 мкг/г каротиноидов.
В 2005 году группа исследователей из Syngenta создала Golden Rice 2. Они объединили ген фитоинсинтазы (psy) из кукурузы с геном crtl из исходного золотого риса. Golden Rice 2 производит в 23 раза больше каротиноидов, чем золотой рис (до 37 мкг/г), поскольку ген psy кукурузы является наиболее эффективным геном для синтеза каротиноидов и преимущественно накапливает бета-каротин (до 31 мкг/г из 37 мкг/г каротиноидов). [3]
Исследование, которое привело к появлению золотого риса, проводилось с целью помочь детям, страдающим от дефицита витамина А (VAD). Оценки показывают, что около 1,02 миллиарда человек во всем мире серьезно страдают от дефицита микроэлементов, причем витамин А является наиболее дефицитным питательным веществом в организме. [25]
Программы VAS начались в 1990-х годах в ответ на доказательства, демонстрирующие связь между VAD и повышенной детской смертностью. В период с 1990 по 2013 год было проведено более 40 исследований эффективности VAS у детей в возрасте 6–59 месяцев, и два систематических обзора и метаанализа пришли к выводу, что добавки VA могут значительно снизить смертность и заболеваемость в детском возрасте. [25] По состоянию на 2017 год более 80 стран по всему миру реализуют универсальные программы по добавкам VA (VAS), ориентированные на детей в возрасте 6–59 месяцев, посредством полугодовых национальных кампаний. [25] Однако ЮНИСЕФ и ряд НПО, занимающихся добавками, отмечают, что более частый прием добавок в низких дозах является предпочтительным.
Поскольку многие дети в странах, затронутых VAD, полагаются на рис как на основной продукт питания , генетическая модификация, чтобы заставить рис производить предшественника витамина А бета-каротин, рассматривалась как простая и менее дорогая альтернатива продолжающимся витаминным добавкам или увеличению потребления зеленых овощей или продуктов животного происхождения. Первоначальный анализ потенциальных питательных преимуществ золотого риса показал, что потребление золотого риса не устранит проблемы дефицита витамина А, но может дополнить другие добавки. [26] [27] Золотой рис 2 содержит достаточно провитамина А, чтобы обеспечить всю диетическую потребность при ежедневном потреблении около 75 граммов (3 унции) в день. [3]
Дефицит витамина А обычно связан с несбалансированным питанием. Поскольку каротины гидрофобны , в рационе золотого риса (или большинства других добавок витамина А) должно присутствовать достаточное количество жира , чтобы компенсировать дефицит витамина А. Более того, это утверждение относится к раннему сорту золотого риса; одна миска последней версии обеспечивает 60% рекомендуемой суточной нормы для здоровых детей. [28] Уровни рекомендуемой суточной нормы, рекомендуемые в развитых странах, намного превышают количества, необходимые для предотвращения слепоты. [3]
В 2009 году результаты клинического испытания золотого риса с участием взрослых добровольцев пришли к выводу, что «бета-каротин, полученный из золотого риса, эффективно преобразуется в витамин А в организме человека». [4] В резюме Американского общества питания говорилось, что «золотой рис, вероятно, может обеспечить 50% рекомендуемой суточной нормы (РСН) витамина А из очень скромного количества — возможно, чашки — риса, если употреблять его ежедневно. Это количество вполне соответствует привычкам потребления большинства маленьких детей и их матерей». [29] Бета-каротин содержится и потребляется во многих питательных продуктах, потребляемых по всему миру, включая фрукты и овощи. Бета-каротин в пище является безопасным источником витамина А. [30]
Исследование 2012 года показало, что бета-каротин, вырабатываемый золотым рисом, столь же эффективен, как бета-каротин в масле, в обеспечении детей витамином А. [31] В исследовании говорилось, что «процессы и протокол набора были одобрены». [31] Однако в 2015 году журнал отозвал исследование, заявив, что исследователи действовали неэтично, предоставляя китайским детям золотой рис без согласия их родителей. [32] [33]
Золотой рис улучшает усвоение витамина А и может снизить дефицит витамина А у женщин и детей. [34] Продукты питания, полученные из золотистых сортов риса, так же безопасны, как и продукты питания, полученные из обычных сортов риса. [35]
Критики генетически модифицированных культур высказывали различные опасения. Первой проблемой было то, что изначально золотой рис не содержал достаточного количества бета-каротина . Эта проблема была решена с помощью события GR2E. [3] Скорость, с которой бета-каротин распадается после сбора урожая риса, и сколько его остается после приготовления, являются спорными. [36] Однако исследование 2009 года пришло к выводу, что бета-каротин из золотого риса эффективно преобразуется в витамин А у людей. [4]
Greenpeace выступает против использования любых запатентованных генетически модифицированных организмов в сельском хозяйстве и против выращивания золотого риса, утверждая, что это откроет двери для более широкого использования ГМО. [37] [38] Международный исследовательский институт риса (IRRI) подчеркнул некоммерческий характер своего проекта, заявив, что «Ни одна из перечисленных компаний... не участвует в проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ IRRI или его партнеров по золотому рису, и ни одна из них не получит никаких роялти или платежей от маркетинга или продажи сортов золотого риса, разработанных IRRI». [39]
Вандана Шива , индийский активист, выступающий против ГМО, утверждал, что проблема заключается не в самом растении, а в потенциальных проблемах с потерей биоразнообразия . Шива утверждал, что сторонники золотого риса скрывают ограниченную доступность разнообразной и питательно полноценной пищи. [40] Другие группы утверждали, что разнообразная диета, включающая продукты, богатые бета-каротином, такие как сладкий картофель , листовые овощи и фрукты, обеспечит детей достаточным количеством витамина А. [41] Однако Кит Уэст из Школы общественного здравоохранения имени Блумберга при Университете Джонса Хопкинса заявил, что продукты, содержащие витамин А, часто недоступны, доступны только в определенные сезоны или слишком дороги для бедных семей. [42]
В 2008 году эксперт ВОЗ по вопросам недоедания Франческо Бранка сослался на отсутствие реальных исследований и неопределенность относительно того, сколько людей будут использовать золотой рис, заключив, что «выдача добавок, обогащение существующих продуктов витамином А и обучение людей выращиванию моркови или определенных листовых овощей на данный момент являются более многообещающими способами борьбы с этой проблемой». [43] Автор Майкл Поллан , который критиковал продукт в 2001 году, будучи не впечатленным его преимуществами, выразил поддержку продолжению исследования в 2013 году. [44]
В 2012 году споры разгорелись вокруг исследования, опубликованного в The American Journal of Clinical Nutrition . [31] Исследование, включавшее кормление детей в возрасте от 6 до 8 лет в Китае ГМ-рисом, позже было признано нарушающим правила исследований на людях как Университета Тафтса, так и федерального правительства. Последующие обзоры не нашли никаких доказательств проблем безопасности в исследовании, но обнаружили проблемы с недостаточными формами согласия, неутвержденными изменениями в протоколе исследования и отсутствием одобрения со стороны китайского этического совета . Кроме того, используемый ГМ-рис был ввезен в Китай нелегально. [45] [46]
Фонд Билла и Мелинды Гейтс поддерживает использование генетически модифицированных организмов в развитии сельского хозяйства и поддерживает Международный институт исследований риса в разработке золотого риса. [47] В июне 2016 года 107 лауреатов Нобелевской премии написали открытое письмо Гринпис и его сторонникам, попросив «отказаться от своей кампании против «ГМО» в целом и золотого риса в частности». [48] [49]
В мае 2018 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами США одобрило использование золотого риса для потребления человеком, заявив: «На основании информации, представленной IRRI в FDA, на данный момент у нас нет дополнительных вопросов относительно продуктов питания для людей или животных, полученных из риса GR2E». [50] Это уже четвертая национальная организация здравоохранения, одобрившая использование золотого риса в 2018 году, присоединившись к Австралии, Канаде и Новой Зеландии, которые опубликовали свои оценки ранее в этом году. [51]
В декабре 2021 года в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, содержался призыв к регулирующим органам «позволить золотому рису спасать жизни», что, по словам авторов, было отложено из-за «страха и ложных обвинений», что привело к потере примерно 266 000 жизней в год из-за дефицита витамина А. [52]
8 августа 2013 года экспериментальный участок золотого риса, разрабатываемый IRRI и DA-PhilRice в провинции Камаринес-Сур на Филиппинах, был выкорчеван протестующими. [28] [44] [53] Британский автор Марк Линас сообщил в Slate , что акт вандализма был совершен группой активистов во главе с Килусангом Магбубукидом нг Пилипинас (КМП) (дословно «Фермерское движение Филиппин»). [44] [54]
Была дана рекомендация, чтобы золотой рис был бесплатно распространен среди фермеров, ведущих натуральное хозяйство . [55] Бесплатные лицензии для развивающихся стран были предоставлены быстро из-за положительной рекламы, которую получил золотой рис, особенно в журнале Time в июле 2000 года. [56] Компания Monsanto была одной из компаний, предоставивших бесплатные лицензии на соответствующие патенты, принадлежащие компании. [57] Порог между гуманитарным и коммерческим использованием был установлен на уровне 10 000 долларов США . Таким образом, пока фермер или последующий пользователь генетики золотого риса не будет зарабатывать более 10 000 долларов США в год, никаких роялти платить не нужно. Кроме того, фермерам будет разрешено хранить и пересаживать семена. [58]