Золотой рис — это разновидность риса ( Oryza sativa ), полученная с помощью генной инженерии для биосинтеза бета-каротина , предшественника витамина А , в съедобных частях риса. [1] [2] Он предназначен для производства обогащенных продуктов питания , которые будут выращиваться и потребляться в районах с нехваткой диетического витамина А. Дефицит витамина А вызывает ксерофтальмию , целый ряд заболеваний глаз – от куриной слепоты до более тяжелых клинических исходов, таких как кератомаляция и рубцы роговицы , а также необратимую слепоту . Кроме того, дефицит витамина А также увеличивает риск смертности от кори и диареи у детей. В 2013 году распространенность дефицита была самой высокой в странах Африки к югу от Сахары (48%; 25–75) и Южной Азии (44%; 13–79). [3]
Хотя золотой рис встретил серьезное сопротивление со стороны защитников окружающей среды и антиглобалистов , более 100 нобелевских лауреатов в 2016 году поддержали использование генетически модифицированного золотого риса, который может производить в 23 раза больше бета-каротина, чем оригинальный золотой рис. [4] [5] [6]
Исследования по разработке золотого риса начались по инициативе Фонда Рокфеллера в 1982 году. [7]
В 1990-х годах Питер Брэмли обнаружил, что один ген фитоиндесатуразы (бактериальный CrtI ) можно использовать для производства ликопина из фитоина в ГМ томатах , вместо необходимости введения нескольких каротиндесатураз , которые обычно используются высшими растениями. [8] Ликопин затем циклизуется в бета-каротин под действием эндогенной циклазы золотого риса. [9] Научные подробности о рисе были впервые опубликованы в 2000 году в результате восьмилетнего проекта Инго Потрикуса из Швейцарского федерального технологического института и Питера Бейера из Фрайбургского университета . [2]
Первые полевые испытания сортов золотого риса были проведены Сельскохозяйственным центром Университета штата Луизиана в 2004 году . [10] Дополнительные испытания были проведены на Филиппинах , Тайване и в Бангладеш (2015 год). [11] Полевые испытания позволили точно измерить пищевую ценность и провести тесты на кормление. Предварительные результаты полевых испытаний показали, что золотой рис, выращенный в поле, производит в 4–5 раз больше бета-каротина, чем золотой рис, выращенный в тепличных условиях. [12]
По состоянию на 2018 год селекционеры Филиппинского научно-исследовательского института риса, Бангладешского научно-исследовательского института риса и Индонезийского центра исследований риса разрабатывали золотые версии существующих сортов риса, используемых их местными фермерами, сохраняя ту же урожайность, устойчивость к вредителям и зернистость. качества. Семена золотого риса могут стоить фермерам столько же, сколько и другие сорта риса. [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 употребления. [14] Это последовало за решением 2016 года, когда 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 вызывает аллергии и что содержание питательных веществ 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 пищу человека 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 разведения золотого риса, обогащенного витамином А. [18] Это одобрение стало первым разрешением на коммерческое размножение генно-инженерного риса в Южной и Юго-Восточной Азии. Благодаря получению разрешения золотой рис можно выращивать в коммерческих масштабах в соответствии с условиями, установленными правительством Филиппин. [19] Однако в апреле 2023 года Верховный суд страны обязал министерство сельского хозяйства прекратить коммерческое разведение золотого риса в связи с петицией, поданной MASIPAG (группой фермеров и ученых), которая утверждала, что золотой рис представляет риск для здоровью потребителей и окружающей среде. [20]
Золотой рис был создан путем трансформации риса двумя генами биосинтеза бета-каротина:
( Считалось необходимым введение гена 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 специфичного для эндосперма промотора , так что они экспрессируются только в эндосперме. К экзогенному гену lcy прикреплена последовательность транзитного пептида , поэтому он нацеливается 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. [21] Конечным продуктом инженерного пути является ликопин , но если бы растение накапливало ликопин, рис был бы красным. Недавний анализ показал, что эндогенные ферменты растения перерабатывают ликопин в бета-каротин в эндосперме, придавая рису характерный желтый цвет, в честь которого он и назван. [22] Оригинальный золотой рис назывался SGR1, и в тепличных условиях он производил 1,6 мкг/г каротиноидов.
В 2005 году группа исследователей из Syngenta произвела «Золотой рис 2». Они объединили ген фитоенсинтазы (psy) кукурузы с геном crtl из исходного золотого риса. Золотой рис 2 производит в 23 раза больше каротиноидов, чем золотой рис (до 37 мкг/г), поскольку psy-ген кукурузы является наиболее эффективным геном для синтеза каротиноидов и преимущественно накапливает бета-каротин (до 31 мкг/г из 37 мкг). /г каротиноидов). [23]
Исследование, в результате которого был создан золотой рис, было проведено с целью помочь детям, страдающим от дефицита витамина А (ДВА). По оценкам, около 1,02 миллиарда человек во всем мире серьезно страдают от дефицита микроэлементов, при этом витамин А является самым дефицитным питательным веществом в организме. [24] В 2012 году Всемирная организация здравоохранения сообщила, что около 250 миллионов детей дошкольного возраста страдают от ДВА и что обеспечение этих детей витамином А может предотвратить около трети всех смертей детей в возрасте до пяти лет, что составляет до 2,7 миллиона детей. это можно было бы спасти от ненужной смерти. [25] Всемирная организация здравоохранения классифицировала дефицит витамина А как проблему общественного здравоохранения, затрагивающую около трети детей в возрасте от 6 до 59 месяцев в 2013 году, при этом самые высокие показатели наблюдаются в странах Африки к югу от Сахары (48 процентов) и Южной Азии (44 процент). [26]
Программы VAS начались в 1990-х годах в ответ на данные, демонстрирующие связь между VAD и повышенной детской смертностью. В период с 1990 по 2013 год было проведено более 40 исследований эффективности ВАШ у детей в возрасте 6–59 месяцев, а два систематических обзора и метаанализа пришли к выводу, что добавки ВА могут значительно снизить смертность и заболеваемость в детстве. [24] По состоянию на 2017 год более 80 стран мира реализуют универсальные программы добавок ВА (ВАС), ориентированные на детей в возрасте 6–59 месяцев, посредством полугодовых национальных кампаний. [24] Периодический прием высоких доз витамина А — проверенное и недорогое вмешательство, которое, как было показано, снижает смертность от всех причин на 12–24 процента и, следовательно, является важной программой в поддержку усилий по снижению детской смертности. . [26] Однако ЮНИСЕФ и ряд НПО, занимающихся добавками, отмечают, что более частый прием низких доз добавок предпочтителен.
Поскольку многие дети в странах, пострадавших от ДВА, полагаются на рис как на основной продукт питания , генетическая модификация риса, позволяющая производить бета-каротин, предшественник витамина А, рассматривалась как простая и менее дорогая альтернатива текущим витаминным добавкам или увеличению потребления зелени. овощи или продукты животного происхождения. Первоначальный анализ потенциальных питательных преимуществ золотого риса показал, что потребление золотого риса не устранит проблемы дефицита витамина А, но может дополнять другие добавки. [27] [28] Золотой рис 2 содержит достаточно провитамина А, чтобы обеспечить всю диетическую потребность при ежедневном употреблении около 75 граммов (3 унции) в день. [4]
Дефицит витамина А обычно сочетается с несбалансированным питанием. Поскольку каротины гидрофобны , в рационе золотого риса (или большинства других добавок витамина А) должно присутствовать достаточное количество жиров , чтобы восполнить дефицит витамина А. Более того, это утверждение относилось к раннему сорту золотого риса; одна миска последней версии обеспечивает 60% рекомендуемой суточной нормы для здоровых детей. [29] Уровни рекомендуемой суточной нормы, рекомендуемые в развитых странах, намного превышают суммы, необходимые для предотвращения слепоты. [30]
В 2009 году результаты клинических испытаний золотого риса на взрослых добровольцах пришли к выводу, что «бета-каротин, полученный из золотого риса, эффективно превращается в витамин А у людей». [31] В обзоре Американского общества питания говорится, что «Золотой рис, вероятно, может обеспечить 50% рекомендуемой диетической нормы (RDA) витамина А из очень скромного количества – возможно, чашки – риса, если его употреблять ежедневно. Эта сумма вполне соответствует потребительским привычкам большинства маленьких детей и их матерей». [32] Бета-каротин содержится и потребляется во многих питательных продуктах, которые едят во всем мире, включая фрукты и овощи. Бета-каротин в продуктах питания является безопасным источником витамина А. [33]
Исследование 2012 года показало, что бета-каротин, вырабатываемый золотым рисом, так же эффективен, как и бета-каротин в масле, в обеспечении детей витамином А. [34] В исследовании говорится, что «процессы и протокол набора были одобрены». [34] Однако в 2015 году журнал отозвал исследование, заявив, что исследователи действовали неэтично, предоставляя китайским детям золотой рис без согласия их родителей. [35] [36]
Золотой рис улучшает потребление витамина А и может уменьшить дефицит витамина А у женщин и детей. [37] Продукты питания, полученные из сортов золотого риса, так же безопасны, как и продукты, полученные из обычных сортов риса. [38]
Критики генно-инженерных культур выразили различные опасения. Первой проблемой было то, что золотой рис изначально не содержал достаточного количества бета-каротина . Эта проблема была решена с проведением мероприятия GR2E. [30] Скорость, с которой бета-каротин разлагается после сбора риса, и то, сколько его остается после приготовления, являются спорными. [39] Однако исследование 2009 года пришло к выводу, что бета-каротин из золотого риса эффективно превращается в витамин А у людей. [40]
Гринпис 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. [41] [42] Международный институт исследования риса (IRRI) подчеркнул некоммерческий характер своего проекта, заявив, что «Ни одна из перечисленных компаний... не участвует в проведении исследований и разработок IRRI или ее партнеров по «Золотому рису», и ни один из них не получит никаких роялти или платежей от маркетинга или продажи сортов золотого риса, выведенных IRRI». [43]
Вандана Шива , индийский активист, выступающий против ГМО, утверждает, что проблема не в растении как таковом, а в потенциальных проблемах, связанных с утратой биоразнообразия . Шива утверждал, что сторонники золотого риса скрывают ограниченную доступность разнообразной и питательной пищи. [44] Другие группы утверждали, что разнообразная диета, содержащая продукты, богатые бета-каротином, такие как сладкий картофель , листовые овощи и фрукты , обеспечит детей достаточным количеством витамина А. [ 45] Однако Кейт Уэст из Школы общественного здравоохранения Блумберга Джонса Хопкинса сказал, что продукты, содержащие витамин А, часто недоступны, доступны только в определенные сезоны или слишком дороги для бедных семей. [46]
В 2008 году эксперт ВОЗ по недоеданию Франческо Бранка сослался на отсутствие реальных исследований и неуверенность в том, сколько людей будут употреблять золотой рис, заключив, что «раздача добавок, обогащение существующих продуктов витамином А и обучение людей выращиванию моркови или некоторых листовых овощей». на данный момент являются более многообещающими способами борьбы с этой проблемой». [47] Автор Майкл Поллан , который раскритиковал продукт в 2001 году, будучи не впечатлен преимуществами, выразил поддержку продолжению исследования в 2013 году. [48]
В 2012 году разногласия возникли вокруг исследования, опубликованного в Американском журнале клинического питания . [49] Позже выяснилось, что исследование, включавшее кормление ГМ-рисом детей от 6 до 8 лет в Китае, нарушило правила исследований на людях как Университета Тафтса, так и федерального правительства. Последующие обзоры не выявили никаких доказательств проблем с безопасностью исследования, но выявили проблемы с недостаточными формами согласия, неутвержденными изменениями в протоколе исследования и отсутствием одобрения со стороны китайского совета по этике . Кроме того, используемый ГМ-рис был ввезен в Китай нелегально. [50] [51]
Фонд Билла и Мелинды Гейтс поддерживает использование генетически модифицированных организмов в развитии сельского хозяйства и поддерживает Международный научно-исследовательский институт риса в разработке золотого риса. [52] В июне 2016 года 107 нобелевских лауреатов подписали письмо, призывающее Гринпис и его сторонников отказаться от кампании против ГМО и, в частности, против золотого риса. [53] [54]
В мае 2018 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило использование золотого риса для потребления человеком, заявив: «На основании информации, которую IRRI представила FDA, у нас в настоящее время нет дополнительных вопросов относительно продуктов питания для людей или животных, полученных из риса GR2E. ." [55] Это 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. [56]
В декабре 2021 года статья в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America призвала регулирующие органы «позволить золотому рису спасать жизни», что, по словам авторов, было отложено из-за «страха и ложных обвинений». что приводит к гибели 266 000 человек в год из-за дефицита витамина А. [57]
8 августа 2013 года протестующие выкорчевали экспериментальный участок золотого риса, разрабатываемый IRRI и DA-PhilRice в провинции Камаринес-Сур на Филиппинах. [29] [48] [58] Британский писатель Марк Линас сообщил в Slate , что вандализм был совершен группой активистов во главе с Килусангом Магбубукид нг Пилипинас (KMP) (буквально «Фермерское движение Филиппин»). [48] [59]
Было рекомендовано бесплатно раздавать золотой рис фермерам , ведущим натуральное хозяйство . [60] Бесплатные лицензии для развивающихся стран были предоставлены быстро благодаря положительной огласке, которую получил золотой рис, особенно в журнале Time в июле 2000 года. [61] Компания Monsanto была одной из компаний, предоставлявших бесплатные лицензии на соответствующие патенты, принадлежащие компании. . [62] Разрыв между гуманитарным и коммерческим использованием был установлен на уровне 10 000 долларов США . Следовательно, до тех пор, пока фермер или последующий пользователь генетики золотого риса не будет зарабатывать более 10 000 долларов в год, никаких роялти платить не нужно. Кроме того, фермерам будет разрешено хранить и пересаживать семена. [63]