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 составляет генную инженерию , различается, наиболее распространенным является организм, измененный таким образом, что «это не происходит естественным образом путем спаривания и/или естественной рекомбинации ». [1] Генетически модифицированным (ГМ) было множество организмов, включая животных, растения и микроорганизмы.
Генетическая модификация может включать введение новых генов или улучшение, изменение или отключение эндогенных генов. В некоторых генетических модификациях гены переносятся в пределах одного вида , между видами (создание трансгенных организмов) и даже между царствами . Создание генетически модифицированного организма является многоступенчатым процессом. Генные инженеры должны изолировать ген, который они хотят вставить в организм хозяина, и объединить его с другими генетическими элементами, включая промоторную и терминаторную области и часто селективный маркер . Существует ряд методов для вставки изолированного гена в геном хозяина . Недавние достижения с использованием методов редактирования генома , в частности CRISPR , значительно упростили производство ГМО. Герберт Бойер и Стэнли Коэн создали первый генетически модифицированный организм в 1973 году — бактерию, устойчивую к антибиотику канамицину . Первое генетически модифицированное животное , мышь, было создано в 1974 году Рудольфом Йенишем , 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 — самые простые в создании организмы, которые использовались для исследований, производства продуктов питания, промышленной очистки белка (включая лекарства), сельского хозяйства и искусства. Существует потенциал для использования их в экологических целях или в качестве лекарств. Грибы были созданы с почти такими же целями. Вирусы играют важную роль в качестве векторов для вставки генетической информации в другие организмы. Это использование особенно актуально для генной терапии человека . Существуют предложения по удалению вирулентных генов из вирусов для создания вакцин. Растения были созданы для научных исследований, для создания новых цветов у растений, доставки вакцин и создания улучшенных культур. Генетически модифицированные культуры являются публично самыми 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 — лучшие модельные организмы для людей. Домашний скот модифицируется с целью улучшения экономически важных характеристик, таких как скорость роста, качество мяса, состав молока, устойчивость к болезням и выживаемость. Генетически модифицированная рыба используется для научных исследований, в качестве домашних животных и источника пищи. Генная инженерия была предложена как способ борьбы с комарами, переносчиками многих смертельных заболеваний. Хотя генная терапия человека все еще относительно нова, она использовалась 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 касаются ГМ-культур и того, являются ли продукты питания, произведенные из них, безопасными и какое влияние их выращивание окажет на окружающую среду. Другие опасения касаются объективности и строгости регулирующих органов, загрязнения негенетически модифицированных продуктов питания, контроля за поставками продовольствия , патентования жизни и использования прав интеллектуальной собственности . Хотя существует научный консенсус , что в настоящее время доступные 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 побег являются основными экологическими проблемами. Страны приняли нормативные меры для решения этих проблем. Существуют различия в регулировании выпуска ГМО между странами, причем некоторые из наиболее заметных различий наблюдаются между США и Европой. Ключевые вопросы, касающиеся регулирующих органов, включают в себя необходимость маркировки ГМ-продуктов и статус организмов с отредактированными генами.
Определение генетически модифицированного организма (ГМО) не является ясным и широко варьируется между странами, международными организациями и другими сообществами. В самом широком смысле определение ГМО может включать все, что имеет измененные гены, в том числе и по своей природе. [3] [4] Если рассматривать менее широко, оно может охватывать любой организм, чьи гены были изменены человеком, что включает все сельскохозяйственные культуры и домашний скот. В 1993 году Британская энциклопедия определила генную инженерию как «любой из широкого спектра методов... среди которых искусственное оплодотворение , экстракорпоральное оплодотворение ( например , дети «из пробирки»), банки спермы , клонирование и манипуляция генами». [5] Европейский союз (ЕС) включил аналогичное широкое определение в ранние обзоры, в частности, упомянув, что ГМО производятся « селективным разведением и другими способами искусственного отбора» [6] Эти определения были оперативно скорректированы с добавлением ряда исключений в результате 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, которые не используют рекомбинантные нуклеиновые кислоты или генетически модифицированный организм в процессе. [7] [8] [9]
Другим подходом было определение, предоставленное Продовольственной и сельскохозяйственной организацией , Всемирной организацией здравоохранения и Европейской комиссией , в котором говорилось, что организмы должны быть изменены таким образом, чтобы это «не происходило естественным путем путем спаривания и/или естественной рекомбинации ». [10] [11] [12] Прогресс в науке, такой как открытие горизонтального переноса генов как относительно распространенного природного явления, еще больше усилил путаницу в отношении того, что «происходит естественным путем», что привело к дальнейшим корректировкам и исключениям. [13] Существуют примеры культур, которые соответствуют этому определению, но обычно не считаются ГМО. [14] Например, зерновая культура тритикале была полностью разработана в лаборатории в 1930 году с использованием различных методов для изменения ее генома. [15]
Генетически модифицированный организм (ГМО) можно считать более точным термином по сравнению с ГМО при описании геномов организмов, которые были напрямую изменены с помощью биотехнологии. [16] [8] Картахенский протокол по биобезопасности использовал синоним живой модифицированный организм ( ЖМО ) в 2000 году и определил его как «любой живой организм, который обладает новой комбинацией генетического материала, полученного с помощью использования современной биотехнологии». [17] Современная биотехнология далее определяется как «методы in vitro нуклеиновых кислот, 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 генетически модифицированных организмов до тех пор, пока использование ГМО не стало обычным явлением в популярных средствах массовой информации. [19] Министерство сельского хозяйства США (USDA) считает ГМО растениями или животными с наследственными изменениями, внесенными с помощью генной инженерии или традиционных методов, в то время как ГМО конкретно относится к организмам с генами, введенными, устраненными или перестроенными с помощью молекулярной биологии, в частности, методов рекомбинантной ДНК , таких как трансгенез . [20]
Определения больше фокусируются на процессе, чем на продукте, что означает, что могут быть ГМО и не-ГМО с очень похожими генотипами и фенотипами. [21] [22] Это привело к тому, что ученые назвали это научно бессмысленной категорией, [23] заявив, что невозможно сгруппировать все различные типы ГМО под одним общим определением. [24] Это также вызвало проблемы для органических учреждений и групп, стремящихся запретить ГМО. [25] [26] Это также создает проблемы по мере разработки новых процессов. Текущие 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, чтобы включить «организмы, полученные путем мутагенеза », но исключил их из регулирования на основе их «длительной истории безопасности» и того, что они «традиционно использовались в ряде приложений». [9] Напротив, Министерство сельского хозяйства США постановило, что организмы с отредактированным геномом не считаются ГМО. [28]
Еще большая непоследовательность и путаница связаны с различными схемами маркировки «Без ГМО» или «Без ГМО» в маркетинге продуктов питания, где даже такие продукты, как вода или соль, которые не содержат никаких органических веществ и генетического материала (и, следовательно, не могут быть генетически модифицированы по определению), маркируются так, чтобы создать впечатление, что они «более полезны для здоровья». [29] [30] [31]
Создание генетически модифицированного организма (ГМО) — многоэтапный процесс. Генные инженеры должны выделить ген, который они хотят вставить в организм-хозяин. Этот ген может быть взят из клетки [32] или искусственно синтезирован . [33] Если выбранный ген или геном донорского организма хорошо изучен, он может быть уже доступен из генетической библиотеки . Затем ген объединяется с другими генетическими элементами, включая область промотора и терминатора и селективный маркер . [34]
Существует ряд методов для вставки изолированного гена в геном хозяина . Бактерии можно заставить поглощать чужеродную ДНК, обычно подвергая их тепловому шоку или электропорации . [35] ДНК обычно вводится в клетки животных с помощью микроинъекции , где она может быть введена через ядерную оболочку клетки непосредственно в ядро , или с помощью вирусных векторов . [36] В растения ДНК часто вводится с помощью рекомбинации, опосредованной Agrobacterium , [37] [38] биолистики [39] или электропорации.
Поскольку только одна клетка трансформируется генетическим материалом, 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 , гибридизации по Саузерну и секвенирования ДНК проводится для подтверждения того, что организм содержит новый ген. [42]
Традиционно новый генетический материал вставлялся случайным образом в геном хозяина. Методы нацеливания генов , которые создают двухцепочечные разрывы и используют преимущества естественных систем репарации гомологичной рекомбинации клеток , были разработаны для нацеливания вставки в точные места . Редактирование генома использует искусственно созданные нуклеазы, которые создают разрывы в определенных точках. Существует четыре семейства созданных 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 каждая из них имеет свои преимущества. [51] TALEN имеют большую целевую специфичность, в то время как CRISPR проще в разработке и более эффективен. [51]
Люди одомашнивали растения и животных примерно с 12 000 г. до н. э., используя селективное разведение или искусственный отбор (в отличие от естественного отбора ). [52] : 25 Процесс селективного разведения , в котором организмы с желаемыми признаками (и, следовательно, с желаемыми генами ) используются для выведения следующего поколения, а организмы, лишенные признака, не разводятся, является предшественником современной концепции генетической модификации. [53] : 1 [54] : 1 Различные достижения в области генетики позволили людям напрямую изменять ДНК и, следовательно, гены организмов. В 1972 году Пол Берг создал первую рекомбинантную молекулу ДНК, когда он объединил 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 из бактерии, которая обеспечивала устойчивость к антибиотику канамицину , вставили его в плазмиду , а затем заставили другие бактерии включить плазмиду. Бактерии, которые успешно включили плазмиду, затем смогли выжить в присутствии канамицина. [58] Бойер и Коэн экспрессировали другие гены в бактериях. Они включали гены из 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 чужеродную ДНК в ее эмбрион, что сделало ее первым в мире трансгенным животным. [60] [61] Однако потребовалось еще восемь лет, прежде чем были разработаны трансгенные мыши, которые передали 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 (называемые нокаутными мышами ) были созданы в 1989 году. Первый трансгенный скот был получен в 1985 году [65] , а первым животным, синтезировавшим трансгенные белки в своем молоке, были мыши в 1987 году. [66] Мыши были сконструированы для производства активатора плазминогена тканей человека , белка, участвующего в разрушении тромбов . [67]
В 1983 году Майклом В. Беваном , Ричардом Б. Флавеллом и Мэри-Делл Чилтон было создано первое генетически модифицированное растение . Они заразили табак Agrobacterium, трансформированным геном устойчивости к антибиотикам, и с помощью методов культивирования тканей смогли вырастить новое растение, содержащее ген устойчивости. [68] Генная пушка была изобретена в 1987 году, что позволило трансформировать растения, не восприимчивые к инфекции Agrobacterium . [69] В 2000 году золотистый рис , обогащенный витамином А , стал первым растением, разработанным с повышенной питательной ценностью. [70]
В 1976 году Гербертом Бойером и Робертом Свенсоном была основана Genentech , первая компания по генной инженерии ; год спустя компания произвела человеческий белок ( соматостатин ) в E. coli . Genentech объявила о производстве генетически модифицированного человеческого инсулина в 1978 году. [71] Инсулин, произведенный бактериями, под торговой маркой Humulin , был одобрен для выпуска Управлением по контролю за продуктами и лекарствами в 1982 году. [72] В 1988 году первые человеческие антитела были получены в растениях. [73] В 1987 году штамм Pseudomonas syringae стал первым генетически модифицированным организмом, выпущенным в окружающую среду [74], когда им опрыскали поля клубники и картофеля в Калифорнии. [75]
Первая генетически модифицированная культура , устойчивое к антибиотикам растение табака, была получена в 1982 году. [76] Китай был первой страной, которая коммерциализировала трансгенные растения, представив устойчивый к вирусам табак в 1992 году. [77] В 1994 году Calgene получила одобрение на коммерческий выпуск томата Flavr Savr , первого генетически модифицированного продукта питания . [78] Также в 1994 году Европейский союз одобрил табак, модифицированный для устойчивости к гербициду бромоксинилу , что сделало его первой генетически модифицированной культурой, коммерциализированной в Европе. [79] Устойчивый к насекомым картофель был одобрен для выпуска в США в 1995 году, [80] а к 1996 году было получено разрешение на коммерческое выращивание 8 трансгенных культур и одной цветочной культуры (гвоздики) в 6 странах и ЕС. [81]
В 2010 году ученые из Института Дж. Крейга Вентера объявили, что создали первый синтетический бактериальный геном . Они назвали его Synthia , 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] Она была выпущена на рынок США в 2003 году. [85] В 2015 году лосось AquAdvantage стал первым генетически модифицированным животным, одобренным для употребления в пищу. [86] Одобрение дано для рыбы, выращенной в Панаме и продаваемой в США. [86] Лосось был трансформирован с помощью гена, регулирующего гормон роста , от тихоокеанского чавычи и промоутера от океанского тунца , что позволило ему расти круглый год, а не только весной и летом. [87]
Бактерии были первыми организмами, которые были генетически модифицированы в лаборатории из-за относительной простоты модификации их хромосом. [88] Эта простота сделала их важными инструментами для создания других ГМО. Гены и другая генетическая информация из широкого спектра организмов может быть добавлена в плазмиду и вставлена в бактерии для хранения и модификации. Бактерии дешевы, просты в выращивании, клонируются , быстро размножаются и могут храниться при температуре −80 °C практически бесконечно. После того, как ген изолирован, он может храниться внутри бактерий, обеспечивая неограниченный запас для исследований. [89] Большое количество пользовательских плазмид делает манипуляции с ДНК, извлеченной из бактерий, относительно простыми. [90]
Их простота использования сделала их прекрасными инструментами для ученых, желающих изучить функцию генов и эволюцию . Простейшие модельные организмы происходят от бактерий, при этом большая часть нашего раннего понимания молекулярной биологии исходит из изучения Escherichia coli . [91] Ученые могут легко манипулировать и комбинировать гены внутри бактерий, чтобы создавать новые или нарушенные белки и наблюдать эффект, который это оказывает на различные молекулярные системы. Исследователи объединили гены бактерий и архей , что привело к пониманию того, как эти два вида расходились в прошлом. [92] В области синтетической биологии они использовались для тестирования различных синтетических подходов, от синтеза геномов до создания новых нуклеотидов . [93] [94] [95]
Бактерии использовались в производстве продуктов питания в течение длительного времени, и были разработаны и отобраны определенные штаммы для этой работы в промышленных масштабах. 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 продукты питания, являются молочнокислыми бактериями , и именно в этом направлении проводилось большинство исследований в области генной инженерии бактерий, производящих продукты питания. Бактерии можно модифицировать для более эффективной работы, снижения производства токсичных побочных продуктов, увеличения производительности, создания улучшенных соединений и удаления ненужных путей . [96] Пищевые продукты из генетически модифицированных бактерий включают альфа-амилазу , которая преобразует крахмал в простые сахара, химозин , который свертывает молочный белок для производства сыра, и пектинэстеразу , которая улучшает прозрачность фруктового сока. [97] Большая часть производится в США, и хотя в Европе действуют правила, разрешающие производство, по состоянию на 2015 год там не было пищевых продуктов, полученных из бактерий. [98]
Генетически модифицированные бактерии используются для производства большого количества белков для промышленного использования. Бактерии обычно выращиваются до большого объема, прежде чем ген, кодирующий белок, активируется. Затем бактерии собирают и из них очищают желаемый белок. [99] Высокая стоимость экстракции и очистки означает, что в промышленных масштабах производятся только высококачественные продукты. [100] Большинство этих продуктов представляют собой человеческие белки для использования в медицине. [101] Многие из этих белков невозможно или трудно получить естественным путем, и они с меньшей вероятностью будут загрязнены 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 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 активатор тканевого плазминогена , который растворяет тромбы. [99] За пределами медицины они использовались для производства биотоплива . [106] Существует интерес к разработке внеклеточной системы экспрессии внутри бактерий, чтобы снизить затраты и сделать производство большего количества продуктов экономичным. [100]
С более глубоким пониманием роли, которую микробиом играет в здоровье человека, существует потенциал для лечения заболеваний путем генетического изменения бактерий, чтобы они сами стали терапевтическими агентами. Идеи включают изменение кишечных бактерий, чтобы они уничтожали вредные бактерии, или использование бактерий для замены или увеличения дефицитных ферментов или белков. Одним из направлений исследований является модификация Lactobacillus , бактерий, которые естественным образом обеспечивают некоторую защиту от ВИЧ , генами, которые еще больше усилят эту защиту. Если бактерии не образуют колонии внутри пациента, человек должен неоднократно принимать измененные бактерии, чтобы получить необходимые дозы. Предоставление бактериям возможности образовывать колонии может обеспечить более долгосрочное решение, но также может вызвать опасения по поводу безопасности, поскольку взаимодействие между бактериями и организмом человека изучено хуже, чем с традиционными препаратами. Существуют опасения, что горизонтальный перенос генов другим бактериям может иметь неизвестные эффекты. По состоянию на 2018 год проводятся клинические испытания, проверяющие эффективность и безопасность этих методов лечения. [107]
Бактерии использовались в сельском хозяйстве более века. Культуры были инокулированы Rhizobia (и совсем недавно Azospirillum ) для увеличения их продуктивности или для того, чтобы выращивать их за пределами их первоначальной среды обитания . Применение Bacillus thuringiensis (Bt) и других бактерий может помочь защитить культуры от заражения насекомыми и болезней растений. С достижениями в области генной инженерии эти бактерии были изменены для повышения эффективности и расширения круга хозяев. Также были добавлены маркеры для помощи в отслеживании распространения бактерий. Бактерии, которые естественным образом колонизируют определенные культуры, также были модифицированы, в некоторых случаях для экспрессии генов Bt, ответственных за устойчивость к вредителям. Штаммы бактерий Pseudomonas вызывают повреждение от мороза, зарождая воду в кристаллы льда вокруг себя. Это привело к развитию бактерий, не содержащих лед , у которых удалены гены, образующие лед. При применении к культурам они могут конкурировать с немодифицированными бактериями и придавать некоторую устойчивость к морозу. [108]
Другие применения генетически модифицированных бактерий включают биоремедиацию , где бактерии используются для преобразования загрязняющих веществ в менее токсичную форму. Генная инженерия может увеличить уровни ферментов, используемых для разложения токсина или сделать бактерии более стабильными 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] Это было сделано на шаг дальше в 2012 году, когда целая книга была закодирована в ДНК. [111] Картины также были созданы с использованием бактерий, трансформированных флуоресцентными белками. [110]
Вирусы часто модифицируются, чтобы их можно было использовать в качестве векторов для вставки генетической информации в другие организмы. Этот процесс называется трансдукцией , и в случае успеха реципиент введенной ДНК становится ГМО. Разные вирусы имеют разную эффективность и возможности. Исследователи могут использовать это для контроля различных факторов, включая местоположение цели, 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 могут использоваться для внедрения ДНК практически в любой организм, они особенно актуальны из-за своего потенциала в лечении заболеваний человека. Хотя в основном они все еще находятся на стадии испытаний, [113] были достигнуты некоторые успехи с использованием генной терапии для замены дефектных генов. Это наиболее очевидно при лечении пациентов с тяжелым комбинированным иммунодефицитом, вызванным дефицитом аденозиндезаминазы (ADA-SCID), [114] хотя развитие лейкемии у некоторых пациентов с ADA-SCID [115] вместе со смертью Джесси Гелсингера в испытании 1999 года 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 одобрение на коммерциализацию генотерапевтического лечения ADA-SCID. [114] По состоянию на 2018 год проводится значительное количество клинических испытаний , включая лечение гемофилии , глиобластомы , хронического гранулематозного заболевания , муковисцидоза и различных видов рака . [115]
Наиболее распространенным вирусом, используемым для доставки генов, является аденовирус , поскольку он может переносить до 7,5 кб чужеродной ДНК и заражать относительно широкий спектр клеток-хозяев, хотя известно, что он вызывает иммунные реакции у хозяина и обеспечивает только краткосрочную экспрессию. Другими распространенными векторами являются аденоассоциированные вирусы , которые обладают меньшей токсичностью и более долгосрочной экспрессией, но могут переносить только около 4 кб ДНК. [115] Вирусы простого герпеса являются многообещающими векторами, имея емкость более 30 кб и обеспечивая долгосрочную 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 преимущество в инфицировании как делящихся, так и неделящихся клеток, 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 ослаблены , аттенуированы, отключены, дезактивированы или убиты 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 функцию вирулентности, что может произойти с некоторыми другими вакцинами. Как таковые, они, как правило, считаются более безопасными и эффективными, чем обычные вакцины, хотя остаются опасения по поводу нецелевого заражения, потенциальных побочных эффектов и горизонтального переноса генов на другие вирусы. [118] Другим потенциальным подходом является использование векторов для создания новых вакцин против болезней, от которых нет вакцин или которые не работают эффективно, таких как СПИД , малярия и туберкулез . [119] Самая эффективная вакцина против туберкулеза, вакцина Bacillus Calmette-Guérin (BCG) , обеспечивает лишь частичную защиту. Модифицированная вакцина, экспрессирующая антиген M tuberculosis, способна усилить защиту BCG. [120] Было показано, что его безопасно использовать на второй фазе испытаний , хотя он не так эффективен, как изначально предполагалось. [121] Другие вакцины на основе векторов уже одобрены, и многие другие находятся в разработке. [119]
Другим потенциальным применением генетически модифицированных вирусов является их изменение таким образом, чтобы они могли напрямую лечить заболевания. Это может быть сделано посредством экспрессии защитных белков или путем прямого воздействия на инфицированные клетки. В 2004 году исследователи сообщили, что генетически модифицированный вирус, который использует эгоистичное поведение раковых клеток, может предложить альтернативный способ уничтожения опухолей. [122] [123] С тех пор несколько исследователей разработали генетически модифицированные онколитические вирусы , которые показывают многообещающие результаты в качестве лечения различных типов рака . [124] [125] [126] [127] [128] В 2017 году исследователи генетически модифицировали вирус для экспрессии белков дефензина шпината . Вирус был введен в апельсиновые деревья для борьбы с болезнью позеленения цитрусовых , которая сократила производство апельсинов на 70% с 2005 года. [129]
Естественные вирусные заболевания, такие как миксоматоз и геморрагическая болезнь кроликов , использовались для контроля популяции вредителей. Со временем выжившие вредители становятся устойчивыми, что побуждает исследователей искать альтернативные методы. Генетически модифицированные вирусы, которые делают целевых животных бесплодными с помощью иммуноконтрацепции, были созданы в лаборатории [130], а также другие, которые нацелены на стадию развития животного. [131] Существуют опасения по поводу использования этого подхода относительно сдерживания вируса [130] и перекрестного заражения видами. [132] Иногда один и тот же вирус может быть модифицирован для противоположных 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, в то время как в Австралии тот же вирус миксомы был генетически модифицирован для снижения фертильности в популяции австралийских кроликов. [133]
За пределами биологии ученые использовали генетически модифицированный вирус для создания литий-ионной батареи и других наноструктурированных материалов. Можно спроектировать бактериофаги для экспрессии модифицированных белков на их поверхности и объединения их в определенные узоры (метод, называемый фаговым дисплеем ). Эти структуры имеют потенциальное применение для хранения и генерации энергии, биосенсорики и регенерации тканей с некоторыми новыми материалами, которые в настоящее время производятся, включая квантовые точки , жидкие кристаллы , нанокольца и нановолокна . [134] Батарея была создана путем проектирования бактериофагов M13 таким образом, чтобы они покрывали себя фосфатом железа , а затем собирались вдоль углеродной нанотрубки . Это создало высокопроводящую среду для использования в катоде, что позволяет быстро передавать энергию. Их можно было бы конструировать при более низких температурах с использованием нетоксичных химикатов, что делает их более экологически чистыми. [135]
Грибы могут использоваться для многих из тех же процессов, что и бактерии. Для промышленного применения дрожжи объединяют бактериальные преимущества одноклеточного организма, которым легко манипулировать и выращивать, с передовыми белковыми модификациями, обнаруженными у эукариот . Их можно использовать для производства больших сложных молекул для использования в пищевых продуктах, 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 Соединенных Штатах и Канаде. Один из них увеличил эффективность яблочно-молочного брожения , в то время как другой предотвращает образование опасных соединений этилкарбамата во время ферментации. [96] Также были достигнуты успехи в производстве биотоплива из генетически модифицированных грибов. [137]
Грибы, являясь наиболее распространенными патогенами насекомых, делают привлекательными биопестицидами . В отличие от бактерий и вирусов, они имеют преимущество в том, что заражают насекомых только при контакте, хотя химические пестициды уступают им по эффективности . Генная инженерия может улучшить вирулентность, обычно путем добавления более вирулентных белков, [138] увеличивая скорость заражения или усиливая устойчивость спор . [139] Многие переносчики болезней восприимчивы к энтомопатогенным грибам . Привлекательной целью для биологического контроля являются комары , переносчики ряда смертельных заболеваний, включая малярию , желтую лихорадку и лихорадку денге . Комары могут быстро эволюционировать, поэтому их уничтожение становится балансирующим актом до того, как переносимый ими плазмодий станет инфекционным заболеванием, но не настолько быстро, чтобы они стали устойчивыми к грибкам. Путем генной инженерии грибов, таких как Metarhizium anisopliae и Beauveria bassiana, для задержки развития инфекционности комаров снижается давление отбора , приводящее к развитию устойчивости. [140] Другая стратегия заключается в добавлении белков к грибкам, которые блокируют передачу малярии [140] или вообще удаляют плазмодий . [141]
Agaricus bisporus , обычный белый шампиньон, был отредактирован геном , чтобы противостоять потемнению, что дало ему более длительный срок хранения . Процесс использовал CRISPR для отключения гена, который кодирует полифенолоксидазу . Поскольку он не вводил в организм чужеродную ДНК, он не считался регулируемым в рамках существующих структур ГМО и, как таковой, является первым организмом, отредактированным с помощью CRISPR, который был одобрен для выпуска. [142] Это усилило дебаты 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, доставки вакцин и создания улучшенных культур. Многие растения являются плюрипотентными , что означает, что одна клетка зрелого растения может быть собрана и при правильных условиях может развиться в новое растение. Эта способность может быть использована генными инженерами; путем отбора клеток, которые были успешно трансформированы во взрослом растении, затем может быть выращено новое растение, содержащее трансген в каждой клетке, с помощью процесса, известного как культура ткани . [145]
Большая часть достижений в области генной инженерии была достигнута благодаря экспериментам с табаком . Основные достижения в области культуры тканей и клеточных механизмов растений для широкого спектра растений были получены благодаря системам, разработанным для табака. [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 важным модельным организмом, имеющим отношение к генной инженерии, является Arabidopsis thaliana . Его небольшой геном и короткий жизненный цикл облегчают манипуляции, и он содержит много гомологов важных видов сельскохозяйственных культур. [149] Это было первое растение, которое было секвенировано , имеет множество доступных онлайн-ресурсов и может быть трансформировано простым погружением цветка в трансформированный раствор Agrobacterium . [150]
В исследованиях растения конструируются, чтобы помочь обнаружить функции определенных генов. Самый простой способ сделать это — удалить ген и посмотреть, какой фенотип развивается по сравнению с формой дикого типа . Любые различия, возможно, являются результатом отсутствующего 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 гены-репортеры, такие как GUS , могут быть прикреплены к интересующему гену, позволяя визуализировать местоположение. [151] Другие способы проверить ген — это слегка изменить его, а затем вернуть его растению и посмотреть, по-прежнему ли он оказывает тот же эффект на фенотип. Другие стратегии включают присоединение гена к сильному промотору и наблюдение за тем, что происходит при его сверхэкспрессии, заставляя ген экспрессироваться в другом месте или на разных стадиях развития . [145]
Некоторые генетически модифицированные растения являются чисто декоративными . Они модифицированы для цвета цветка, аромата, формы цветка и архитектуры растения. [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 ), был создан в 2004 году. [154] Розы продаются в Японии, Соединенных Штатах и Канаде. [155] [156] Другие генетически модифицированные декоративные растения включают хризантему и петунию . [ 152] Помимо повышения эстетической ценности, есть планы по разработке декоративных растений, которые используют меньше воды или устойчивы к холоду, что позволит выращивать их за пределами их естественной среды. [157]
Было предложено генетически модифицировать некоторые виды растений, находящихся под угрозой исчезновения, чтобы они стали устойчивыми к инвазивным растениям и болезням, таким как изумрудная ясеневая златка в Северной Америке и грибковое заболевание Ceratocystis platani на европейских платанах . [158] Вирус кольцевой пятнистости папайи опустошил деревья папайи на Гавайях в двадцатом веке, пока трансгенным растениям папайи не была придана устойчивость, полученная от патогена. [159] Однако генетическая модификация для сохранения растений остается в основном спекулятивной. Уникальная проблема заключается в том, что трансгенный вид может больше не иметь достаточного сходства с исходным видом, чтобы действительно утверждать, что исходный вид сохраняется. Вместо этого трансгенный вид может быть генетически достаточно другим, чтобы считаться новым видом, тем самым уменьшая ценность генетической модификации для сохранения. [158]
Генетически модифицированные культуры — это генетически модифицированные растения, которые используются в сельском хозяйстве . Первые разработанные культуры использовались в пищу животным или человеку и обеспечивали устойчивость к определенным вредителям, болезням, условиям окружающей среды, порче или химической обработке (например, устойчивость к гербициду ). Второе поколение культур было направлено на улучшение качества, часто путем изменения профиля питательных веществ . Генетически модифицированные культуры третьего поколения могли использоваться в непищевых целях, включая производство фармацевтических препаратов , биотоплива и других промышленно полезных товаров, а также для биоремедиации . [160]
Существует три основные цели сельскохозяйственного прогресса: увеличение производства, улучшение условий для сельскохозяйственных рабочих и устойчивость . ГМ-культуры способствуют улучшению урожаев 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 введенных признаков обеспечивают либо устойчивость к гербицидам, либо устойчивость к насекомым. [160] Соевые бобы составляли половину 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] Географически распространение было неравномерным: сильный рост наблюдался в Америке и некоторых частях Азии и небольшой в Европе и Африке. [160] Его социально-экономическое распространение было более равномерным: в 2013 году около 54% мировых ГМ-культур выращивалось в развивающихся странах. [162] Хотя высказывались сомнения, [163] большинство исследований показали, что выращивание ГМ-культур выгодно фермерам за счет снижения использования пестицидов, а также повышения урожайности и прибыли фермы. [164] [165] [166]
Большинство ГМ-культур были модифицированы для обеспечения устойчивости к выбранным гербицидам, обычно на основе глифосата или глюфосината . Генетически модифицированные культуры, разработанные для устойчивости к гербицидам, теперь более доступны, чем традиционно выведенные устойчивые сорта; [167] в США 93% соевых бобов и большая часть выращиваемой ГМ-кукурузы устойчивы к глифосату. [168] Большинство имеющихся в настоящее время генов, используемых для разработки устойчивости к насекомым, происходят из бактерии Bacillus thuringiensis и кодируют дельта-эндотоксины . Некоторые используют гены, кодирующие вегетативные инсектицидные белки. [169] Единственный ген, коммерчески используемый для обеспечения защиты от насекомых, который не происходит от B. thuringiensis, — это 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 признаки, в том числе обеспечение устойчивости к вирусам, замедление старения и изменение состава растений. [161]
Золотой рис — самая известная ГМ-культура, нацеленная на повышение питательной ценности. Он был разработан с тремя генами, которые биосинтезируют бета-каротин , предшественник витамина А , в съедобных частях риса. [70] Он предназначен для производства обогащенной пищи, которую можно выращивать и потреблять в районах с нехваткой диетического витамина А , [172] дефицит, который, по оценкам, ежегодно 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 , а дальнейшая разработка увеличила это количество в 23 раза. [175] Он получил первые разрешения на использование в качестве пищи в 2018 году. [176]
Растения и растительные клетки были генетически модифицированы для производства биофармацевтических препаратов в биореакторах , процесс, известный как фарминг . Работа была проделана с ряской Lemna minor , [177] водорослями Chlamydomonas reinhardtii [178] и мхом Physcomitrella patens . [179] [180] Производимые биофармацевтические препараты включают цитокины , гормоны , антитела , ферменты и вакцины, большинство из которых накапливаются в семенах растений. Многие лекарства также содержат натуральные растительные ингредиенты, а пути, которые приводят к их производству, были генетически изменены или перенесены на другие виды растений для производства большего объема. [ 181] Другими вариантами для биореакторов являются биополимеры [182] и биотопливо . [183] В отличие от бактерий, растения могут модифицировать белки посттрансляционно , что позволяет им производить более сложные молекулы. Они также представляют меньший риск заражения. [184] Терапевтические препараты были выращены в трансгенных клетках моркови и табака, [185] включая лекарственное лечение болезни Гоше . [186]
Производство и хранение вакцин имеет большой потенциал в трансгенных растениях. Вакцины дороги в производстве, транспортировке и применении, поэтому наличие системы, которая могла бы производить их локально, обеспечило бы больший доступ к более бедным и развивающимся районам. [181] Помимо очистки вакцин, экспрессируемых в растениях, также возможно производить съедобные вакцины в растениях. Съедобные вакцины стимулируют иммунную систему при приеме внутрь для защиты от определенных заболеваний. Хранение в растениях снижает долгосрочные затраты, поскольку они могут распространяться без необходимости холодного хранения, не нуждаются в очистке и обладают долгосрочной стабильностью. Кроме того, размещение 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 ветеринарии , 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 нулевой обработки почвы. Согласно исследованию 2021 года, только в ЕС широкое внедрение ГМ-культур сократило бы выбросы парниковых газов на 33 миллиона тонн эквивалента CO2 или на 7,5% от общих выбросов, связанных с сельским хозяйством. [188]
Подавляющее большинство генетически модифицированных животных находятся на стадии исследования, а число, близкое к выходу на рынок, остается небольшим. [189] По состоянию на 2018 год было одобрено только три генетически модифицированных животных, все в США. Коза и курица были сконструированы 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 для создания генетически модифицированных домашних животных. [191]
Процесс генной инженерии млекопитающих медленный, утомительный и дорогой. Однако новые технологии делают генетические модификации более простыми и точными. [192] Первые трансгенные млекопитающие были получены путем инъекции вирусной ДНК в эмбрионы, а затем имплантации эмбрионов самкам. [60] Эмбрион будет развиваться, и можно будет надеяться, что часть генетического материала будет включена в репродуктивные клетки. Затем исследователям придется ждать, пока животное достигнет возраста размножения, 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 сокращая вдвое время, необходимое для разработки генетически модифицированных млекопитающих. [193]
Млекопитающие являются лучшими моделями для человеческих болезней, что делает генно-инженерные из них жизненно важными для открытия и разработки лекарств и методов лечения многих серьезных заболеваний. Выключение генов, ответственных за генетические нарушения человека, позволяет исследователям изучать механизм заболевания и тестировать возможные методы лечения. Генетически модифицированные мыши были наиболее распространенными млекопитающими, используемыми в биомедицинских исследованиях , поскольку они дешевы и просты в обращении. Свиньи также являются хорошей целью, поскольку они имеют схожие размеры тела и анатомические особенности, физиологию , патофизиологическую реакцию и диету. [194] Нечеловеческие приматы являются наиболее похожими модельными организмами на людей, но общественное признание их использования в качестве исследовательских животных меньше. [195] В 2009 году ученые объявили, что они впервые успешно перенесли ген в вид приматов ( мармозеток ). [196] [197] Их первой целью исследования этих мартышек была болезнь Паркинсона , но они также рассматривали боковой амиотрофический склероз и болезнь Хантингтона . [198]
Человеческие белки, экспрессируемые в млекопитающих, с большей вероятностью будут похожи на свои естественные аналоги, чем те, которые экспрессируются в растениях или микроорганизмах. Стабильная экспрессия была достигнута у овец, свиней, крыс и других животных. В 2009 году был одобрен первый человеческий биологический препарат, полученный от такого животного, козы . Препарат ATryn является антикоагулянтом , который снижает вероятность образования тромбов во время операции или родов и извлекается из козьего молока. [199] Человеческий альфа-1-антитрипсин — это еще один белок, который был получен от коз и используется для лечения людей с этим дефицитом. [200] Еще одна медицинская область — создание свиней с большей способностью к трансплантации человеческих органов ( ксенотрансплантация ). Свиньи были генетически модифицированы таким образом, что их органы больше не могут переносить ретровирусы [201] или имеют модификации, снижающие вероятность отторжения. [202] [203] Химерные свиньи могли бы переносить полностью человеческие органы. [194] [204] Первая пересадка человеку генетически модифицированного свиного сердца произошла в 2023 году, [205] а почки — в 2024 году. [206] [207]
Домашний скот модифицируется с целью улучшения экономически важных характеристик, таких как скорость роста, качество мяса, состав молока, устойчивость к болезням и выживаемость. Животные были сконструированы так, чтобы расти быстрее, быть более здоровыми [208] и противостоять болезням. [209] Модификации также улучшили производство шерсти у овец и здоровье вымени у коров. [189] Козы были генетически модифицированы для производства молока с прочными паутинными шелковыми белками в молоке. [210] Была создана ГМ-свинья по имени Enviropig со способностью переваривать растительный фосфор более эффективно, чем обычные свиньи. [211] [212] Они могли бы уменьшить загрязнение воды, поскольку они выделяют на 30–70 % меньше фосфора с навозом. [211] [213] Молочные коровы были генетически модифицированы для производства молока, которое было бы таким же, как грудное молоко человека. [214] Это может потенциально принести пользу матерям, которые не могут производить грудное молоко, но хотят, чтобы их дети питались грудным молоком, а не смесью. [215] [216] Исследователи также вывели генетически модифицированную корову, которая производит молоко, не вызывающее аллергию. [217]
Ученые генетически модифицировали несколько организмов, включая некоторых млекопитающих, чтобы включить зеленый флуоресцентный белок (GFP) для исследовательских целей. [218] GFP и другие подобные сообщающие гены позволяют легко визуализировать и локализовать продукты генетической модификации. [219] Флуоресцентные свиньи были выведены для изучения трансплантации человеческих органов, регенерации глазных фоторецепторных клеток и других тем. [220] В 2011 году были созданы зеленые флуоресцентные кошки, чтобы помочь найти методы лечения ВИЧ/СПИДа и других заболеваний, [221] поскольку вирус иммунодефицита кошек связан с ВИЧ . [222]
Были высказаны предположения, что генная инженерия может быть использована для возвращения животных из вымирания . Она включает в себя изменение генома близкого живущего родственника, чтобы он напоминал вымершего, и в настоящее время предпринимаются попытки применить ее к странствующему голубю . [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 перенос всех генов и обращение вспять лет генетической эволюции далеки от осуществимости. [224] [225] Более вероятно, что ученые могли бы использовать эту технологию для сохранения находящихся под угрозой исчезновения животных, вернув утраченное разнообразие или передав эволюционные генетические преимущества от адаптированных организмов тем, которые борются. [226]
Генная терапия [227] использует генетически модифицированные вирусы для доставки генов, которые могут вылечить болезнь у людей. Хотя генная терапия все еще относительно нова, она достигла определенных успехов. Она использовалась для лечения генетических расстройств, 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] серповидноклеточная анемия , [231] болезнь Паркинсона , [232] [233] рак , [234] [235] [236] диабет , [237] болезни сердца [238] и мышечная дистрофия . [239] Эти методы лечения влияют только на соматические клетки , то есть любые изменения не будут наследоваться. Генная терапия зародышевых линий приводит к тому, что любые изменения становятся наследуемыми, что вызвало обеспокоенность в научном сообществе. [240] [241]
В 2015 году CRISPR использовался для редактирования ДНК нежизнеспособных человеческих эмбрионов . [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 несли функциональные копии CCR5 вместе с отключенным CCR5 ( мозаицизмом ) и все еще были уязвимы для ВИЧ. Работа была широко осуждена как неэтичная, опасная и преждевременная. [244]
Генетически модифицированная рыба используется для научных исследований, в качестве домашних животных и источника пищи. Аквакультура является растущей отраслью, в настоящее время поставляющей более половины потребляемой рыбы во всем мире. [246] С помощью генной инженерии можно увеличить темпы роста, сократить потребление пищи, устранить аллергенные свойства, повысить устойчивость к холоду и обеспечить устойчивость к болезням. Рыбу также можно использовать для обнаружения загрязнения воды или в качестве биореакторов. [247]
Несколько групп разрабатывают данио-рерио для обнаружения загрязнения путем присоединения флуоресцентных белков к генам, активируемым присутствием загрязняющих веществ. Затем рыба будет светиться и может использоваться в качестве датчиков окружающей среды. [248] [249] GloFish — это бренд генетически модифицированных флуоресцентных данио-рерио с ярко-красным, зеленым и оранжевым флуоресцентным цветом. Первоначально он был разработан одной из групп для обнаружения загрязнения, но теперь является частью торговли декоративными рыбами, став первым генетически модифицированным животным, которое стало общедоступным в качестве домашнего животного, когда в 2003 году оно было представлено для продажи в США. [250]
ГМ-рыбы широко используются в фундаментальных исследованиях в области генетики и развития. Два вида рыб, данио-рерио и медака , чаще всего модифицируются, поскольку они имеют оптически прозрачные хорионы (мембраны в яйцеклетке), быстро развиваются, а одноклеточный эмбрион легко увидеть и сделать микроинъекцию трансгенной ДНК. [251] Данио-рерио являются модельными организмами для процессов развития, регенерации , генетики, поведения, механизмов заболеваний и тестирования токсичности. [252] Их прозрачность позволяет исследователям наблюдать стадии развития, функции кишечника и рост опухолей. [253] [254] Создание трансгенных протоколов (целый организм, клетки или ткани, маркированные репортерными генами) повысило уровень информации, получаемой при изучении этих рыб. [255]
ГМ-рыба была разработана с промоутерами, вызывающими перепроизводство гормона роста , для использования в аквакультурной промышленности с целью увеличения скорости развития и потенциального снижения давления рыболовства на дикие запасы. Это привело к резкому усилению роста нескольких видов, включая лосося , [256] форель [257] и тилапию . [258] AquaBounty Technologies , биотехнологическая компания, произвела лосося (называемого лососем AquAdvantage ), который может созревать вдвое быстрее, чем дикий лосось. [259] Он получил одобрение регулирующих органов в 2015 году, став первым нерастительным ГМО-продуктом, который был коммерциализирован. [260] По состоянию на август 2017 года ГМО-лосось продается в Канаде. [261] Продажи в США начались в мае 2021 года. [262]
В биологических исследованиях трансгенные плодовые мушки ( Drosophila melanogaster ) являются модельными организмами, используемыми для изучения влияния генетических изменений на развитие. [264] Плодовые мушки часто предпочитаются другим животным из-за их короткого жизненного цикла и низких требований к обслуживанию. Они также имеют относительно простой геном по сравнению со многими позвоночными , обычно с только одной копией каждого гена, что упрощает фенотипический анализ. [265] Дрозофилы использовались для изучения генетики и наследования, эмбрионального развития, обучения, поведения и старения. [266] Открытие транспозонов , в частности p-элемента , у дрозофилы обеспечило ранний метод добавления трансгенов в их геном, хотя он был взят на вооружение более современными методами редактирования генов. [267]
Из-за их значимости для здоровья человека ученые ищут способы борьбы с комарами с помощью генной инженерии. Устойчивые к малярии комары были выведены в лабораторных условиях путем вставки гена, который подавляет развитие малярийного паразита [268] , а затем использования самонаводящихся эндонуклеаз для быстрого распространения этого гена по всей мужской популяции (известно как генный драйв ). [269] [270] Этот подход был развит дальше путем использования генного драйва для распространения летального гена. [271] [272] В ходе испытаний популяции комаров Aedes aegypti , единственного самого важного переносчика лихорадки денге и вируса Зика, были сокращены на 80–90%. [273] [274] [272] Другой подход заключается в использовании метода стерильных насекомых , при котором самцы, генетически модифицированные для того, чтобы быть стерильными, вытесняют жизнеспособных самцов, чтобы сократить численность популяции. [275]
Другие насекомые-вредители, которые являются привлекательными целями, — это моль . Моль бриллиантовая наносит ущерб в размере от 4 до 5 миллиардов долларов США каждый год по всему миру. [276] Подход аналогичен стерильной технике, испытанной на комарах, где самцов трансформируют с помощью гена, который не дает любым рожденным самкам достигать зрелости. [277] Они прошли полевые испытания в 2017 году. [276] Генетически модифицированные моли ранее выпускались для полевых испытаний. [278] В этом случае штамм розового коробочного червя , который был стерилизован с помощью радиации, был генетически модифицирован для экспрессии красного флуоресцентного белка, что облегчало исследователям наблюдение за ними. [279]
Шелкопряд, личиночная стадия Bombyx mori , является экономически важным насекомым в шелководстве . Ученые разрабатывают стратегии для повышения качества и количества шелка. Также существует потенциал использования оборудования для производства шелка для производства других ценных белков. [280] Белки, которые в настоящее время разрабатываются для экспрессии шелкопрядами, включают: человеческий сывороточный альбумин , человеческую коллагеновую α-цепь , мышиное моноклональное антитело и N-гликаназу . [281] Были созданы шелкопряды, которые производят паучий шелк , более прочный, но чрезвычайно сложный для сбора шелк, [282] и даже новые виды шелка. [283]
Системы были разработаны для создания трансгенных организмов в самых разных других животных. Куры были генетически модифицированы для различных целей. Это включает в себя изучение развития эмбриона , [284] предотвращение передачи птичьего гриппа [285] и предоставление эволюционных идей с использованием обратной инженерии для воссоздания фенотипов, подобных динозаврам. [286] ГМ-курица, которая производит препарат Канума , фермент, который лечит редкое заболевание, в своем яйце, получила одобрение регулирующих органов США в 2015 году. [287] Генетически модифицированные лягушки, в частности Xenopus laevis и Xenopus tropicalis , используются в исследованиях биологии развития . ГМ-лягушки также могут использоваться в качестве датчиков загрязнения, особенно для химических веществ, нарушающих работу эндокринной системы . [288] Существуют предложения использовать генную инженерию для контроля тростниковых жаб в Австралии . [289] [290]
Нематода Caenorhabditis elegans является одним из основных модельных организмов для исследования молекулярной биологии . [291] РНК-интерференция (РНКi) была обнаружена у C. elegans [292] и может быть вызвана простым кормлением их бактериями, модифицированными для экспрессии двухцепочечной РНК . [293] Также относительно легко производить стабильных трансгенных нематод, и это наряду с РНКi является основными инструментами, используемыми для изучения их генов. [294] Наиболее распространенным применением трансгенных нематод является изучение экспрессии и локализации генов путем присоединения репортерных генов. Трансгены также можно комбинировать с методами РНКi для спасения фенотипов, изучения функции генов, визуализации развития клеток в реальном времени или контроля экспрессии для различных тканей или стадий развития. [294] Трансгенные нематоды использовались для изучения вирусов, [295] токсикологии, [296] заболеваний, [297] [298] и для обнаружения загрязнителей окружающей среды. [299]
Ген, отвечающий за альбинизм у морских огурцов, был найден и использован для создания белых морских огурцов , редкого деликатеса. Эта технология также открывает путь к исследованию генов, отвечающих за некоторые необычные черты огурцов, включая спячку летом, потрошение своих кишок и растворение своих тел после смерти. [300] Плоские черви обладают способностью регенерировать себя из одной клетки. [301] До 2017 года не существовало эффективного способа их трансформации, что затрудняло исследования. Используя микроинъекции и облучение, ученые создали первых генетически модифицированных плоских червей. [302] Щетинистый червь , морской кольчатый червь , был модифицирован. Он представляет интерес из-за своего репродуктивного цикла, синхронизированного с лунными фазами, способности к регенерации и медленной скорости эволюции. [303] Книдарии, такие как гидра и морской анемон Nematostella vectensis, являются привлекательными модельными организмами для изучения эволюции иммунитета и определенных процессов развития. [304] Другие животные, которые были генетически модифицированы, включают улиток , [305] гекконов , черепах , [306] раков , устриц , креветок , моллюсков , морских ушек [307] и губок . [308]
Генетически модифицированные организмы регулируются государственными органами. Это касается как исследований, так и выпуска генетически модифицированных организмов, включая сельскохозяйственные культуры и продукты питания. Разработка нормативной базы в отношении генной инженерии началась в 1975 году в Асиломаре , Калифорния. На встрече в Асиломаре был рекомендован набор руководящих принципов относительно осторожного использования рекомбинантной технологии и любых продуктов, полученных с помощью этой технологии. [309] Картахенский протокол по биобезопасности был принят 29 января 2000 года и вступил в силу 11 сентября 2003 года. [310] Это международный договор, который регулирует передачу, обработку 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]
Университеты и научно-исследовательские институты обычно имеют специальный комитет, который отвечает за одобрение любых экспериментов, включающих генную инженерию. Многие эксперименты также требуют разрешения от национальной регулирующей группы или законодательства. Весь персонал должен быть обучен использованию ГМО, и все лаборатории должны получить одобрение от своего регулирующего органа для работы с ГМО. [313] Законодательство, касающееся ГМО, часто вытекает из правил и руководств, действующих для не-ГМО версии организма, хотя они более строгие. [314] Существует почти универсальная система оценки относительных рисков, связанных с ГМО и другими агентами для персонала лаборатории и общества. Они относятся к одной из четырех категорий риска в зависимости от их вирулентности, тяжести заболевания, способа передачи и доступности профилактических мер или лечения. Существует четыре уровня биологической безопасности , к которым может относиться лаборатория, начиная от уровня 1 (который подходит для работы с агентами, не связанными с заболеванием) до уровня 4 (работа с опасными для жизни агентами). Разные страны используют различную номенклатуру для описания уровней и могут иметь разные требования к тому, что можно делать на каждом уровне. [314]
Существуют различия в регулировании выпуска ГМО между странами, причем некоторые из наиболее заметных различий наблюдаются между США и Европой. [315] Регулирование различается в каждой стране в зависимости от предполагаемого использования продуктов генной инженерии. Например, урожай, не предназначенный для использования в пищу, как правило, не рассматривается органами, ответственными за безопасность пищевых продуктов. [316] Некоторые страны запретили выпуск ГМО или ограничили его использование, а другие разрешают его с сильно различающейся 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 импорт. [321] Большинство стран, не разрешающих выращивание ГМО, разрешают исследования с использованием ГМО. [322] Несмотря на регулирование, иногда происходили незаконные выбросы из-за слабости правоприменения. [8]
Европейский союз (ЕС) различает одобрение на выращивание в ЕС и одобрение на импорт и переработку. [323] Хотя только несколько ГМО были одобрены для выращивания в ЕС, ряд ГМО были одобрены для импорта и переработки. [324] Выращивание ГМО вызвало дебаты о рынке ГМО в Европе. [325] В зависимости от правил сосуществования стимулы для выращивания ГМ-культур различаются. [326] Политика США не фокусируется на процессе так сильно, как другие страны, рассматривает проверяемые научные риски и использует концепцию существенной эквивалентности . [327] Обсуждается, должны ли организмы с отредактированным геном регулироваться так же, как генетически модифицированные организмы. Правила США рассматривают их как отдельные и не регулируют их в тех же условиях, в то время как в Европе ГМО — это любой организм, созданный с использованием методов генной инженерии. [28]
Одним из ключевых вопросов, касающихся регуляторов, является вопрос о том, следует ли маркировать ГМО-продукты. Европейская комиссия заявляет, что обязательная маркировка и прослеживаемость необходимы для обеспечения осознанного выбора, избежания потенциальной ложной рекламы [328] и облегчения отзыва продуктов в случае обнаружения неблагоприятных последствий для здоровья или окружающей среды. [329] Американская медицинская ассоциация [330] и Американская ассоциация содействия развитию науки [331] заявляют, что при отсутствии научных доказательств вреда даже добровольная маркировка вводит в заблуждение и ложно встревожит потребителей. Маркировка ГМО-продуктов на рынке требуется в 64 странах. [332] Маркировка может быть обязательной до порогового уровня содержания ГМО (который варьируется в зависимости от страны) или добровольной. В США Национальный стандарт раскрытия информации о биоинженерных продуктах питания (обязательная дата соответствия: 1 января 2022 г.) требует маркировки ГМО-продуктов. [333] В Канаде маркировка ГМО-продуктов является добровольной, [334] в то время как в Европе все продукты питания (включая обработанные ) или корма , содержащие более 0,9% одобренных ГМО, должны быть маркированы. [335] В 2014 году продажи продуктов, которые были маркированы как не содержащие ГМО, выросли на 30 процентов до 1,1 миллиарда долларов. [336]
Существуют разногласия по поводу ГМО, особенно в отношении их выпуска за пределы лабораторных сред. В споре участвуют потребители, производители, биотехнологические компании, правительственные регулирующие органы, неправительственные организации и ученые. Многие из этих опасений касаются ГМ-культур и того, являются ли продукты питания, произведенные из них, безопасными и какое влияние их выращивание окажет на окружающую среду. Эти разногласия привели к судебным разбирательствам, международным торговым спорам и протестам, а также к ограничительному регулированию коммерческих продуктов в некоторых странах. [337] Большинство опасений связано с воздействием ГМО на здоровье и окружающую среду. К ним относятся: могут ли они вызвать аллергическую реакцию , могут ли трансгены передаваться в клетки человека и могут ли гены, не одобренные для потребления человеком, проникнуть в пищевые продукты . [338]
Существует научный консенсус [339] [340] [341] [342] о том, что в настоящее время доступные продукты питания, полученные из ГМ-культур, не представляют большего риска для здоровья человека, чем обычные продукты питания, [343] [344] [345] [346] [347], но что каждый ГМ-продукт должен быть протестирован в каждом конкретном случае перед введением. [348] [349] [350] Тем не менее, представители общественности гораздо менее склонны, чем ученые, воспринимать ГМ-продукты как безопасные. [351] [352] [353] [354] Правовой и нормативный статус ГМ-продуктов различается в зависимости от страны: некоторые страны запрещают или ограничивают их, а другие разрешают их с сильно различающейся степенью регулирования. [355] [356] [357] [358]
Еще в 1990-х годах считалось, что поток генов в дикие популяции маловероятен и редок, и если бы он произошел, его легко искоренить. Считалось, что это не добавит дополнительных экологических издержек или рисков — не ожидалось никаких эффектов, кроме тех, которые уже были вызваны применением пестицидов. [359] Однако в последующие десятилетия было отмечено несколько таких примеров. Поток генов между ГМ-культурами и совместимыми растениями, наряду с возросшим использованием гербицидов широкого спектра действия , [360] может увеличить риск появления популяций сорняков, устойчивых к гербицидам . [361] Дебаты о масштабах и последствиях потока генов усилились в 2001 году, когда была опубликована статья, показывающая, что трансгены были обнаружены в кукурузе местных сортов в Мексике, центре разнообразия этой культуры . [362] [363] Было обнаружено, что поток генов от ГМ-культур к другим организмам, как правило, ниже, чем тот, который произошел бы естественным образом. [364] Для решения некоторых из этих проблем были разработаны некоторые ГМО с чертами, помогающими контролировать их распространение. Чтобы предотвратить непреднамеренное скрещивание генетически модифицированного лосося с диким лососем, вся рыба, выращиваемая для еды, является самками, триплоидна , 99% репродуктивно стерильны и выращиваются в районах, где сбежавший лосось не мог выжить. [365] [366] Бактерии также были модифицированы, чтобы зависеть от питательных веществ, которые не встречаются в природе, [367] и была разработана технология ограничения генетического использования , хотя пока и не продается, которая делает второе поколение ГМ-растений стерильным. [368]
Другие экологические и агрономические проблемы включают в себя сокращение биоразнообразия, увеличение числа вторичных вредителей (нецелевых вредителей) и развитие резистентных насекомых-вредителей. [369] [370] [371] В районах Китая и США с Bt-культурами общее биоразнообразие насекомых увеличилось, а воздействие вторичных вредителей было минимальным. [372] Было обнаружено, что устойчивость развивается медленно, когда следовали лучшим практическим стратегиям. [372] Влияние Bt-культур на полезные нецелевые организмы стало публичной 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. [373]
Обвинения в том, что ученые « играют в Бога », и другие религиозные проблемы приписывались этой технологии с самого начала. [374] Поскольку теперь стало возможным генетически модифицировать людей, возникают этические проблемы относительно того, насколько далеко должна зайти эта технология или следует ли ее вообще использовать. [375] Много споров вращается вокруг того, где проходит граница между лечением и улучшением, и должны ли модификации быть наследуемыми. [376] Другие проблемы включают загрязнение негенетически модифицированных пищевых продуктов, [377] [378] строгость нормативного процесса, [379] [380] консолидацию контроля над пищевыми продуктами в компаниях, которые производят и продают ГМО, [381] преувеличение преимуществ генетической модификации, [382] или опасения по поводу использования гербицидов с глифосатом . [383] Другие поднятые вопросы включают патентование жизни [384] и использование прав интеллектуальной собственности . [385]
Существуют большие различия в принятии ГМО потребителями, причем европейцы, скорее всего, будут относиться к ГМО-продуктам негативно, чем североамериканцы. [386] ГМО появились на сцене, когда общественное доверие к безопасности пищевых продуктов, приписываемое недавним страхам, связанным с продуктами питания, таким как губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота и другим скандалам, связанным с государственным регулированием продуктов в Европе, было низким. [387] Это, наряду с кампаниями, проводимыми различными неправительственными организациями (НПО), было очень успешным в блокировании или ограничении использования ГМ-культур. [388] НПО, такие как Ассоциация органических потребителей , Союз обеспокоенных ученых , [389] [390] [391] Гринпис и другие группы заявили, что риски не были адекватно определены и управляемы [392] и что существуют нерешенные вопросы относительно потенциального долгосрочного воздействия на здоровье человека продуктов питания, полученных из ГМО. Они предлагают обязательную маркировку [393] [394] или мораторий на такие продукты. [381] [379] [395]
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of August 2024 (link)Одна из существующих культур, генетически модифицированный «золотой рис», который вырабатывает витамин А, уже подает огромные надежды на снижение слепоты и карликовости, возникающих из-за дефицита витамина А в рационе.
{{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, возникших в результате генетической модификации в конечном продукте, отвечает требованиям, выраженным в многочисленных опросах подавляющим большинством потребителей, облегчает осознанный выбор и исключает потенциальное введение потребителей в заблуждение относительно методов изготовления или производства.
(3) Требования прослеживаемости для ГМО должны способствовать как изъятию продуктов, в отношении которых установлены непредвиденные неблагоприятные последствия для здоровья человека, здоровья животных или окружающей среды, включая экосистемы, так и направленности мониторинга на изучение потенциальных последствий, в частности, для окружающей среды. Прослеживаемость также должна способствовать внедрению мер управления рисками в соответствии с принципом предосторожности. (4) Требования прослеживаемости для пищевых продуктов и кормов, произведенных из ГМО, должны быть установлены для содействия точной маркировке таких продуктов.
Мы рассмотрели научную литературу по безопасности ГМ-культур за последние 10 лет, которая отражает научный консенсус, сформировавшийся с тех пор, как ГМ-растения стали широко культивироваться во всем мире, и можем заключить, что проведенные до сих пор научные исследования не выявили какой-либо значительной опасности, напрямую связанной с использованием ГМ-культур.
Литература о биоразнообразии и потреблении ГМ-продуктов питания/кормов иногда приводила к оживленным дебатам относительно пригодности экспериментальных проектов, выбора статистических методов или общедоступности данных. Такие дебаты, даже если они были позитивными и являлись частью естественного процесса обзора научным сообществом, часто искажались средствами массовой информации и часто использовались политически и ненадлежащим образом в кампаниях против ГМ-культур.
Имеющиеся в настоящее время трансгенные культуры и продукты питания, полученные из них, были признаны безопасными для употребления в пищу, а методы, используемые для проверки их безопасности, были признаны надлежащими. Эти выводы представляют собой консенсус научных доказательств, изученных ICSU (2003), и они согласуются с мнением Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 2002). Эти продукты были оценены на предмет повышенных рисков для здоровья человека несколькими национальными регулирующими органами (в частности, Аргентиной, Бразилией, Канадой, Китаем, Соединенным Королевством и Соединенными Штатами) с использованием их национальных процедур безопасности пищевых продуктов (ICSU). На сегодняшний день никаких проверяемых неблагоприятных токсических или вредных для питания эффектов, возникающих в результате потребления продуктов питания, полученных из генетически модифицированных культур, не было обнаружено нигде в мире (Группа по обзору науки ГМ). Миллионы людей потребляли продукты, полученные из ГМ-растений, в основном кукурузы, сои и рапса, без каких-либо наблюдаемых побочных эффектов (ICSU).
Существует широкий научный консенсус в отношении того, что генетически модифицированные культуры, которые в настоящее время представлены на рынке, безопасны для употребления в пищу. После 14 лет выращивания и совокупной площади засаженных земель в 2 миллиарда акров не было выявлено никаких неблагоприятных последствий для здоровья или окружающей среды в результате коммерциализации генетически модифицированных культур (Совет по сельскому хозяйству и природным ресурсам, Комитет по воздействию на окружающую среду, связанному с коммерциализацией трансгенных растений, Национальный исследовательский совет и Отдел по исследованиям Земли и жизни 2002 г.). И Национальный исследовательский совет США, и Объединенный исследовательский центр (научно-техническая исследовательская лаборатория Европейского союза и неотъемлемая часть Европейской комиссии) пришли к выводу, что существует всеобъемлющий объем знаний, который адекватно решает проблему безопасности пищевых продуктов, полученных с помощью генной инженерии (Комитет по выявлению и оценке непреднамеренных эффектов генетически модифицированных пищевых продуктов на здоровье человека и Национальный исследовательский совет 2004; Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии 2008). Эти и другие недавние отчеты приходят к выводу, что процессы генной инженерии и традиционной селекции не отличаются с точки зрения непреднамеренных последствий для здоровья человека и окружающей среды (Генеральный директорат Европейской комиссии по исследованиям и инновациям 2010).
Несмотря на это, количество исследований, специально посвященных оценке безопасности ГМ-растений, по-прежнему ограничено. Однако важно отметить, что впервые было отмечено определенное равновесие в числе исследовательских групп, предполагающих на основе своих исследований, что ряд разновидностей ГМ-продуктов (в основном кукурузы и сои) столь же безопасны и питательны, как и соответствующие обычные не-ГМ-растения, и тех, которые все еще вызывают серьезные опасения. Более того, стоит отметить, что большинство исследований, демонстрирующих, что ГМ-продукты столь же питательны и безопасны, как и те, которые получены путем обычной селекции, были проведены биотехнологическими компаниями или их партнерами, которые также отвечают за коммерциализацию этих ГМ-растений. В любом случае, это представляет собой заметный прогресс по сравнению с отсутствием исследований, опубликованных в последние годы в научных журналах этими компаниями.
Я начал эту статью с свидетельств уважаемых ученых о том, что буквально нет никаких научных споров о влиянии ГМО на здоровье. Мое исследование научной литературы рассказывает другую историю.
И контраст:
Здесь мы показываем, что ряд статей, некоторые из которых оказали сильное и негативное влияние на общественное мнение о ГМ-культурах и даже спровоцировали политические действия, такие как эмбарго на ГМО, имеют общие недостатки в статистической оценке данных. Приняв во внимание эти недостатки, мы приходим к выводу, что данные, представленные в этих статьях, не содержат никаких существенных доказательств вреда ГМО.
Представленные статьи, предполагающие возможный вред ГМО, получили большое общественное внимание. Однако, несмотря на их заявления, они фактически ослабляют доказательства вреда и отсутствия существенной эквивалентности изученных ГМО. Мы подчеркиваем, что с более чем 1783 опубликованными статьями о ГМО за последние 10 лет ожидается, что некоторые из них должны были сообщить о нежелательных различиях между ГМО и обычными культурами, даже если в действительности таких различий не существует.
Поэтому неудивительно, что усилия по требованию маркировки и запрету ГМО стали растущей политической проблемой в США (со ссылкой на Domingo и Bordonaba, 2011) . В целом, широкий научный консенсус гласит, что в настоящее время продаваемая ГМО-продукция не представляет большего риска, чем обычная... Основные национальные и международные научные и медицинские ассоциации заявили, что на сегодняшний день в рецензируемой литературе не было зарегистрировано или подтверждено никаких неблагоприятных последствий для здоровья человека, связанных с ГМО-продукцией.
Несмотря на различные опасения, сегодня Американская ассоциация содействия развитию науки, Всемирная организация здравоохранения и многие независимые международные научные организации сходятся во мнении, что ГМО так же безопасны, как и другие продукты питания. По сравнению с традиционными методами селекции, генная инженерия гораздо более точна и, в большинстве случаев, менее склонна создавать неожиданные результаты.
Например, ЕС инвестировал более 300 миллионов евро в исследования биобезопасности ГМО. В его недавнем отчете говорится: "Главный вывод, который следует сделать из усилий более 130 исследовательских проектов, охватывающих период более 25 лет исследований и в которых участвовало более 500 независимых исследовательских групп, заключается в том, что биотехнологии, и в частности ГМО, сами по себе не более рискованны, чем, например, традиционные технологии селекции растений". Всемирная организация здравоохранения, Американская медицинская ассоциация, Национальная академия наук США, Британское королевское общество и все другие уважаемые организации, изучившие доказательства, пришли к одному и тому же выводу: употребление продуктов, содержащих ингредиенты, полученные из ГМ-культур, не более рискованно, чем употребление тех же продуктов, содержащих ингредиенты из сельскохозяйственных культур, модифицированных с помощью традиционных методов улучшения растений.
отчете, выпущенном научным советом Американской медицинской ассоциации (AMA), говорится, что не было обнаружено долгосрочных последствий для здоровья от использования трансгенных культур и генетически модифицированных продуктов питания, и что эти продукты питания в значительной степени эквивалентны своим обычным аналогам. ... Зерновые культуры и продукты питания, произведенные с использованием методов рекомбинантной ДНК, доступны менее 10 лет, и на сегодняшний день никаких долгосрочных последствий не обнаружено. Эти продукты питания в значительной степени эквивалентны своим обычным аналогам.
Биоинженерные продукты питания потребляются уже около 20 лет, и за это время в рецензируемой литературе не было зарегистрировано и/или не было подтверждено никаких явных последствий для здоровья человека.
научных организаций в США опубликовали исследования или заявления относительно безопасности ГМО, указывающие на то, что нет никаких доказательств того, что ГМО представляют уникальные риски для безопасности по сравнению с продуктами, выращенными традиционным способом. К ним относятся Национальный исследовательский совет, Американская ассоциация содействия развитию науки и Американская медицинская ассоциация. Группы в США, выступающие против ГМО, включают некоторые экологические организации, организации органического земледелия и потребительские организации. Значительное число ученых-юристов критиковали подход США к регулированию ГМО.
Общие выводы о предполагаемых неблагоприятных последствиях для здоровья человека продуктов питания, полученных из ГМ-культур: на основе детального изучения сравнений в настоящее время коммерциализируемых ГМ-продуктов с не-ГМ-продуктами в композиционном анализе, испытаний на острую и хроническую токсичность для животных, долгосрочных данных о здоровье скота, питающегося ГМ-продуктами, и эпидемиологических данных о людях комитет не обнаружил различий, которые подразумевали бы более высокий риск для здоровья человека от ГМ-продуктов, чем от их не-ГМ-аналогов.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)ГМ-организмы включают в себя различные гены, вставленные разными способами. Это означает, что отдельные ГМ-продукты и их безопасность должны оцениваться в каждом конкретном случае, и что невозможно делать общие заявления о безопасности всех ГМ-продуктов.
ГМ-продукты, в настоящее время доступные на международном рынке, прошли оценку безопасности и, скорее всего, не представляют риска для здоровья человека. Кроме того, не было выявлено никаких последствий для здоровья человека в результате потребления таких продуктов населением в странах, где они были одобрены. Постоянное применение оценок безопасности на основе принципов Кодекса Алиментариус и, при необходимости, адекватный пострыночный мониторинг должны стать основой для обеспечения безопасности ГМ-продуктов.
Эти принципы предписывают индивидуальную предпродажную оценку, которая включает оценку как прямых, так и непреднамеренных эффектов.
нашему мнению, потенциальная опасность для ГМ-продуктов оказывать вредное воздействие на здоровье очень мала, и многие из высказанных опасений в равной степени применимы к продуктам питания, полученным традиционным способом. Однако проблемы безопасности пока нельзя полностью игнорировать на основе имеющейся в настоящее время информации.
При поиске оптимального баланса между преимуществами и рисками разумно проявить осторожность и, прежде всего, извлечь уроки из накопленных знаний и опыта. Любая новая технология, такая как генетическая модификация, должна быть изучена на предмет возможных преимуществ и рисков для здоровья человека и окружающей среды. Как и в случае со всеми новыми продуктами питания, оценки безопасности ГМ-продуктов должны проводиться в каждом конкретном случае.
Члены проекта жюри ГМ были проинформированы о различных аспектах генетической модификации разнообразной группой признанных экспертов в соответствующих областях. Жюри ГМ пришло к выводу, что продажа ГМ-продуктов, имеющихся в настоящее время в наличии, должна быть прекращена, а мораторий на коммерческое выращивание ГМ-культур должен быть продлен. Эти выводы были основаны на принципе предосторожности и отсутствии доказательств какой-либо пользы. Жюри выразило обеспокоенность по поводу воздействия ГМ-культур на сельское хозяйство, окружающую среду, безопасность пищевых продуктов и другие потенциальные последствия для здоровья.
Обзор Королевского общества (2002) пришел к выводу, что риски для здоровья человека, связанные с использованием определенных последовательностей вирусной ДНК в ГМ-растениях, незначительны, и, призывая к осторожности при введении потенциальных аллергенов в пищевые культуры, подчеркнуло отсутствие доказательств того, что коммерчески доступные ГМ-продукты вызывают клинические аллергические проявления. BMA разделяет мнение о том, что нет надежных доказательств того, что ГМ-продукты небезопасны, но мы поддерживаем призыв к дальнейшим исследованиям и надзору для предоставления убедительных доказательств безопасности и пользы.
Наибольшие различия между общественностью и учеными AAAS обнаружены в убеждениях о безопасности употребления в пищу генетически модифицированных (ГМ) продуктов. Почти девять из десяти (88%) ученых говорят, что в целом безопасно употреблять в пищу ГМ-продукты, по сравнению с 37% населения в целом, разница составляет 51 процентный пункт.
К концу 1990-х годов осведомленность общественности о ГМ-продуктах достигла критического уровня, и возник ряд общественных групп, которые сосредоточились на этой проблеме. Одной из первых групп, сосредоточившихся на этой проблеме, была Mothers for Natural Law ('MFNL'), организация из Айовы, которая стремилась запретить ГМ-продукты на рынке. ... Союз обеспокоенных ученых ('UCS'), альянс из 50 000 граждан и ученых, стал еще одним видным голосом по этому вопросу. ... По мере того, как темпы выхода ГМ-продуктов на рынок увеличивались в 1990-х годах, UCS стал ярым критиком того, что он считал сговором агентства с промышленностью и неспособностью в полной мере учитывать аллергенность и другие вопросы безопасности.
