Современные проблемы биотехнологии и биобезопасность в области генной инженерии

ГРЯЗНЕВА

Татьяна Николаевна

Московская государственная академия  ветеринарной медицины
и биотехнологии им. К. И. Скрябина
Кафедра микробиологии
Заведующая,
профессор, докт. биол. наук, канд. вет. наук

Об авторе

Грязнева Татьяна Николаевна начинала свою научно-педагогическую деятельность в аспирантуре Московской ветеринарной академии им. К. И. Скрябина, после окончания ветеринарного факультета Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии.

В 1991 г. Т. Н. Грязнева защитила диссертацию на соискание учёной степени кандидата ветеринарных наук, а в 2005 г. – диссертацию на соискание учёной степени доктора биологических наук. Имеет звание профессора.

В декабре 2007 г. Т. Н. Грязнева была избрана по конкурсу на должность заведующего кафедрой микробиологии того же вуза.

Грязнева Т. Н. является соавтором учебника «Биотехнология» с грифом «Допущено Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 310700 – ЗООТЕХНИЯ и 310800 – ВЕТЕРИНАРИЯ». Ею было разработано и опубликовано 18 учебных программ и 27 учебно-методических пособий.

Т. Н. Грязнева является квалифицированным специалистом в области биотехнологии, микробиологии и болезней молодняка сельскохозяйственных животных. Ею разработаны промышленная технология производства зарегистрированного на территории РФ пробиотика Биод-5 на основе штаммов бацилл B. subtilis ТПИ 13 и B. licheniformis ТПИ 11, обладающего высокой терапевтической эффективностью при желудочно-кишечных болезнях разных видов животных.

Общий научно-педагогический стаж Грязневой Т. Н. – 22 года. Под руководством Т. Н. Грязневой подготовлены и успешно защищены 8 кандидатских диссертаций и 52 дипломные работы студентов.

Грязнева Т. Н. – автор и соавтор около 200 научных работ.

Т. Н. Грязнева является Почётным членом Национального союза «Медико-биологическая защита», членом редакционно-экспертного совета журнала «Жизнь без опасностей. Здоровье. Профилактика. Долголетие», руководителем Центра инновационных технологий в области ветеринарии НИИ биоцидов и нанобиотехнологий (г. Москва), учёным секретарём диссертационного совета Д 220.042.01 и заместителем декана факультета ветеринарной медицины Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К. И. Скрябина.

В 2009 г. Т. Н. Грязнева была награждена нагрудным знаком «Почётный деятель науки и техники г. Москвы».

За последние 20 лет биотехнология, благодаря своим специфическим преимуществам перед другими науками, совершила решительный прорыв на промышленном уровне, что в немалой степени связано также с развитием новых методов исследований и интенсификации процессов, открывших ранее неизвестные возможности в получении биопрепаратов, способов выделения, идентификации и очистки биологически активных веществ.

Наиболее впечатляющие возможности биотехнологии открылись с внедрением в практику новейших методов, самыми перспективными из которых являются методы генной инженерии, которые позволили создать ряд принципиально новых важнейших продуктов в различных отраслях использования биотехнологии: в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, медицинской и фармацевтической промышленности, химии, нефтедобыче, горной переработке и др., а также в области экологической очистки окружающей природной среды и утилизации различных отходов.

В основе этих успехов лежат полученные с помощью генно-инженерных методов микроорганизмы-продуценты антибиотиков, ферментов, аминокислот, витаминов, гормонов и др; рекомбинантные вакцинные штаммы бактерий и вирусов; трансгенные растения (злаки, самофиксирующие азот из почвы, что позволяет резко сократить потребность в минеральных удобрениях; растения, обладающие природной устойчивостью к насекомым-вредителям и патогенным микроорганизмам, что исключает применение средств защиты растений; растения, содержащие повышенное количество белка, что повышает их питательную ценность; растения, продуцирующие белковые комплексы-антигены и др.); трансгенные животные, вырабатывающие с молоком лекарственные вещества и др.

Проблему генетически модифицированных объектов, пищевых продуктов и лекарств, получаемых в результате развития генной инженерии, можно считать одной из особенностей современного развития человечества.

Биотехнология как наука и, особенно, её центральная часть – биоинженерия развивается быстрыми темпами во всём мире. Её достижения в больших масштабах используются во многих отраслях народного хозяйства. Вместе с тем, вмешательство учёных в структуру генома, молекул ДНК и генов вызывает серьёзное беспокойство в обществе. Проблемы безопасности биотехнологических исследований при получении генетически модифицированных организмов сегодня привлекают внимание всё более широких слоёв как научной, так и гражданской общественности.

На протяжении последнего времени тема непрекращающихся дебатов на страницах печати – преимущества, связанные с широким использованием генетически модифицированных организмов (ГМО), и потенциальный риск, обусловленный их применением.

Диапазон существующих на сегодняшний день трансгенных организмов охватывает множество сельскохозяйственных культур, животных и микро-организмов.

Один из первых вопросов, на который следует дать ответ, это определение понятия экологического риска. Одно из его наиболее широких определений – угроза окружающей среде, обусловленная присутствием ГМО, проявляющаяся в его негативном воздействии на экосистему (возрастание риска раковых заболеваний, пищевые аллергии, снижение качества и калорийности пищи, резистентность к антибиотикам, генетическое загрязнение, угроза полезным насекомым и плодородию почв, появление новых вирусов и бактерий, токсинов и ядов, генетическая «биоинтервенция», социально-экономические и этические последствия, изменение генотипа и фенотипа, наследственные заболевания, аллергия, снижение иммунной защиты).

Нельзя не согласиться с тем, что генетически модифицированные продукты имеют право на существование, но и потребитель имеет право выбора, а значит, и получения достаточной информации о природе покупаемых им продуктов питания. Это значит, что генетически модифицированная продукция должна быть выявлена, идентифицирована и соответствующим образом маркирована.

Учитывая, что для производителя ГМО является предпочтительным сокрытие природы продукта (ГМО должны быть более дешёвыми, т. к. они пользуются меньшим спросом), представителям контролирующих органов необходимо владеть инструментальными методами выявления и идентификации ГМО в соответствии с ГОСТ.

Обязательная маркировка продуктов, содержащих генетически модифицированное сырье, вводимая Минздравсоцразвития РФ, не означает, что данный продукт опасен для здоровья человека. Это лишь дополнительная информация для потребителей, которые имеют право выбора. Абсурдно считать, что российские врачи и учёные разрешили бы к широкой продаже продукты, наносящие вред здоровью человека, хотя во многих статьях и выступлениях такая маркировка трактуется как предупреждение потребителя об угрозе.

Основными растениями, которые подвергаются генетической модификации, являются соя (57 % посевов), кукуруза (28 %), хлопок (9 %), рапс (9 %).

Чаще всего ДНК изменяются по следующим направлениям:

  • устойчивость к гербицидам (71 % промышленно выращиваемых трансгенных растений);
  • устойчивость к насекомым-вредителям (22 %);
  • устойчивость и к насекомым-вредителям, и к гербицидам (7 %);
  • получение новых потребительских свойств (это направление находится в стадии разработки).

Почему мы обращаем внимание именно на генетически изменённые растения? Во-первых, именно генетическая инженерия, зародившаяся в нескольких лабораториях мира более 20-ти лет назад, сегодня – самое бурно развивающееся направление биотехнологии. Во-вторых, именно это направление вызывает самые ожесточённые споры: его сторонники, а это в основном сами создатели новых форм растений, ведут речь о второй «зелёной революции», которая позволит решить все застаревшие проблемы сельского хозяйства, а противники генетически модифицированных растений, принадлежащие к радикальным экологическим организациям, чаще всего говорят не только о риске в будущем, но и о конкретной опасности для человека и природы уже сегодня.

Именно поэтому до товаропроизводителей, продавцов и потребителей важно доносить выверенную информацию о плюсах и возможных минусах потребления генетически модифицированной продукции, пищевых продуктах и лекарствах, полученных из генетически модифицированных источников, либо содержащих сырьевые компоненты, полученные на основе генетически модифицированных источников.

Биологически опасные организмы и их продукты представляют собой угрозу для существования не только человека, но и растений, животных и полезных микроорганизмов, вызывая различную степень их поражения или полную гибель, лишая человека продовольственных и других источников и возможностей существования.

Доказанные факты биологической опасности ГМО:

  1. Процесс трансформации живых организмов может сопровождаться непредсказуемыми изменениями их жизнедеятельности (плейотропный эффект трансгена) и приобретением ГМО способности накапливать токсичные для человека и животных соединения.
  2. Длительное употребление ГМ-продуктов, например, трансгенного картофеля, может привести к негативному воздействию на здоровье человека и животных.
  3. Возможное негативное воздействие на здоровье человека и животных генов устойчивости к антибиотикам.
  4. Употребление ГМ-продуктов увеличивает частоту аллергических заболеваний населения, особенно у детей.
  5. Многие чужеродные белки, синтезируемые ГМ-организмами, являются аллергенами.
  6. Трансгенные белки, обеспечивающие устойчивость растений к различным видам насекомых-вредителей, грибковым и бактериальным заболеваниям, обладают не только аллергенными, но и токсичными свойствами.
  7. Особую опасностъ для человека представляют продукты ГМ-растений, устойчивых к гербицидам.
  8. Трансгенные растения могут вызывать новые, неизвестные науке болезни.

Потенциальные экологические риски ГМО:

  1. Возможность неконтролируемого распространения трансгенов в природных популяциях растений, животных и микроорганизмов.
  2. Возможность негативного действия трансгенных растений, животных и микроорганизмов, содержащих гены устойчивости, на нецелевые организмы.
  3. Возможность быстрого возникновения устойчивых форм сорняков и насекомых-вредителей.
  4. Возможность незапланированного изменения метаболизма трансгенной клетки.
  5. Возможность изменения эпидемических характеристик рекомбинантных микроорганизмов.
  6. Изменение аллергенного потенциала трансгенных организмов.

В России широко обсуждаются проблемы биобезопасности в биотехнологии и биоинженерии при создании генетически модифицированных организмов. Рассматриваются различные аспекты биобезопасности при работе на генетическом, клеточном, тканевом и органном уровнях. Описаны возможные отрицательные последствия встраивания в ДНК реципиентной клетки чужеродного донорского гена. Большое внимание уделено критериям, показателям и методам оценки био-безопасности ГМО и качеству получаемых из них продуктов. Предложены способы преодоления отставания в области биотехнологии, биоинженерии и биобезопасности в России.

Каковы же научные основы гарантии дальнейшего безопасного развития биотехнологии и биоинженерии?

Во многих государствах мира разработаны и применяются различные методы контроля за технологическими процессами и качеством вновь вовлечённых в сферу использования человеком новых биологических объектов и веществ, их токсичностью, аллергенностью и общей безопасностью для здоровья людей и состояния окружающей среды.

Важным этапом оценки биобезопасности ГМО и полученных из них пищевых и других продуктов является санитарно-гигиеническая экспертиза по ряду показателей: химическому составу исходных и трансгенных растений; биологической ценности и усвояемости приготовленных из ГМО продуктов; выявлению токсичных, канцерогенных, мутагенных и аллергенных веществ в продуктах, полученных на основе использования ГМО; оценке влияния ГМО на репродуктивные функции животных и человека; проверке генов, интегрированных в геном растений, на способность наследования в потомстве и их переносу в другие организмы; оценке влияния новых генов на устойчивость растений к болезням и вредителям; выявлению и анализу характера изменчивости почвенной микрофлоры и других составляющих биоценоза под влиянием трансгенных растений.

Обязательной и крайне важной является медико-биологическая оценка пищевой продукции, полученной из ГМО. Во многих государствах с развитой генно-инженерной инфраструктурой в науке и производстве в настоящее время приняты законы и другие государственные акты, создающие нормативно-правовую базу для современной биотехнологии и биоинженерии.

В декабре 2003 года В. В. Путин, в то время Президент РФ, подписал документ «Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2010 года и дальнейшую перспективу», в котором сформулированы основные задачи государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности.

В документе говорится о необходимости внедрения современных методик (экспресс-методов) и обору-дования для оснащения контрольных и надзорных органов средствами индикации и контроля за содержанием экопатогенов в продуктах питания, обеспечения безопасности продуктов питания, производимых из генетически изменённых материалов, безопасности экологической системы от проникновения чужеродных биологических видов организмов, прогнозирования генетических аспектов биологической безопасности, создания системы государственного контроля за оборотом генетически модифицированных материалов.

Наиболее острой и экономически важной для России проблемой является проблема вывода из глубокого экономического кризиса продовольственного цеха страны – сельского хозяйства, без чего практическое использование достижений биотехнологии невозможно. Решение проблемы биобезопастности  может и должно строиться на основе углублённых научных исследований и высокой ответственности учёных и специалистов, а также практиков, работающих в области биотехнологии и биоинженерии.

В решении этих задач очень важным является развитие международного сотрудничества на уровне государств, научных организаций и учёных. Выполнение совместных международных проектов позволит нашей стране преодолеть отставание и стать в этой области науки и производства в ряд с высокоразвитыми государствами мира.

Источник: журнал «Жизнь без опасностей. Здоровье. Профилактика. Долголетие» № 03-2009.