Что такое ГМО, в каких продуктах оно есть и действительно ли оно опасно. Простыми словами

Генетически модифицированный организм (ГМО) — организм, гены которого изменил человек при помощи методов генной инженерии. Учёные связывают с ними решение множества глобальных проблем, от голода до излечения болезней. Однако развитие технологий генной модификации встречает отпор: люди сомневаются в безопасности ГМО-продукции и задаются этическим вопросом — имеет ли человек право вмешиваться в фундаментальные основы жизни?

Простыми словами, все признаки живых организмов определяются их генами. В генах «записаны» цвет, размер, устойчивость к болезням и многое другое. Если представить каждый отдельный ген в виде буквы, информация о нас будет записана в виде слов и предложений.

Гены каждого живого организма меняются. От родителей организм перенимает определённую комбинацию букв — так и передаются признаки. Например, кукуруза может быть с крупными или мелкими зёрнами. Из урожая человек выбирает растения с крупными зёрнами и засевает поле ими.

И так с каждым новым урожаем. Повторить это на протяжении 7000 лет — и вы получите растение с генами, которые несут нужные вам признаки. Этот процесс называется селекцией, он основан на естественной изменчивости генов организма.

Если же мы не будем ждать, когда нужный нам ген появится случайно среди разнообразных потомков, а целенаправленно вставим его в геном, в результате получится генно-модифицированный организм. Вставленные гены могут принадлежать к тому же виду, а могут быть взяты у других организмов (например, гены кукурузы встраиваются в геном риса).

Кто и когда придумал ГМО

• 1940-е гг. XX века. Учёные доказали, что ДНК несёт генетическую информацию. С этого момента они начали активно изучать гены, способы передачи наследственных данных, а также связи генома (набора генов определённого организма) и признаков живого организма.
• 1970-е гг. Учёные создали трансгенные бактерии, «подсмотрев» у природы способы передачи генов от одного организма к другому (так умеют делать, в частности, Agrobacterium, бактерии, меняющие геном растений. Именно с их помощью учёные позднее стали трансформировать геном других организмов). В это время генно-модифицированные организмы начинают использовать в медицине для синтеза гормонов, вакцин и антител. Применение ГМО в этой сфере не встретило протеста или опасений в общественном сознании.
• 1980-е гг. Создание первых трансгенных растений с применением агробактерий.
• 1990-е гг. Компания «Монсанто» из США начала выращивать ГМО в коммерческих целях. Преимуществами нового метода было более быстрое получение необходимого сорта (1–3 года против 10 лет в случае селекции), возможность целенаправленного контроля признаков растения, улучшение урожайности, питательных качеств, формирование устойчивости к холодам, вредителям и болезням.

Именно появление и распространение генно-модифицированных растений обеспокоило общественность, что выразилось как в обывательских страхах, так и в законодательстве государств.

Как создают ГМО

Рассмотрим подробнее, как происходит генетическая модификация организма. Сама по себе изменчивость генома — свойство любого живого организма: окружающая среда меняется, меняются и организмы, адаптируясь к ней. В природе существуют разные способы переноса генов:

• вертикальный — перенос генов от старшего поколения младшему: родители передают свой генетический материал, который проявляется у потомства в разных комбинациях. Этот способ применяется у организмов, использующих половое размножение (грибы, растения, животные).
• горизонтальный — перенос генов от одного организма другому. При этом организмы могут принадлежать к разным видам. Данный способ «практикуют» бактерии, некоторые из них могут брать наследственный материал даже из окружающей среды.

Именно это свойство бактерий и использовали учёные для трансформации генома организмов. Например, агробактерии в природе способны менять геном растений. Делают они это благодаря Т-плазмидам — молекулам ДНК, которые могут встраиваться в геном другого организма. В естественной среде плазмиды бактерий попадают в ДНК растений, вызывая изменения свойств растения, учёные же могут «заменить» признак, заносимый в организм на Т-плазмиде.

В лаборатории биоинженеры выделяют или синтезируют плазмиду с нужными генами. Далее они «подсаживают» плазмиды к бактериям: оказавшись в специальных условиях, бактерии встраивают плазмиды в свою ДНК. В результате учёные получают культуру клеток, несущих в себе нужный генетический признак. После бактерии запускают к нужному организму, и они внедряют в его геном плазмиды.

Такой способ применяется уже более 40 лет. Но генная инженерия не стоит на месте, и появился новый метод редактирования генома — CRISPR-Cas. Его работа основана на способности бактерий модифицировать свой собственный геном: встраивать в свою ДНК плазмиды, а потом и внедрять их в ДНК другого организма. Система действует как ножницы, вырезая нити ДНК и удаляя вредный генетический материал.

CRISPR уже сейчас называют прорывной технологией. Например, в области сельского хозяйства можно скорректировать гены, которые улучшат качество растений и животных, сделать их менее уязвимыми к трудным климатическим условиям и болезням.

Учёные видят много возможностей применения CRISPR в медицине – технология может уничтожать раковые клетки, участки ДНК, отвечающие за врождённые заболевания, а также ДНК вирусов (что позволит бороться с ВИЧ и другими инфекциями).

Есть даже случай редактирования генома человека. В 2018 году китайский учёный Хэ Цзинькуй заявил, что редактировал ДНК двух девочек-близнецов, сделав их устойчивыми к ВИЧ с помощью CRISPR. Правда, эффективность проведённой манипуляции не была подтверждена (личности девочек не раскрываются), а сам учёный оказался в тюрьме, ведь генное модифицирование эмбрионов человека запрещено по всему миру.

Где и как используют ГМО

Сейчас технологии ГМО применяют в различных сферах жизни.

• Сельское хозяйство — выращивание генно-модифицированных растений с улучшенной урожайностью и свойствами.
• Медицина и фармакология — синтез белков для создания вакцин, антител, гормонов (инсулин). Белки, полученные от генно-модифицированных организмов, используются для лечения таких болезней, как рак, ревматоидный артрит, рассеянный склероз, анемия, диабет.
• Экология - получение штаммов бактерий, способных разрушать токсичные вещества, например, нефтяные пятна в море или соли тяжёлых металлов в почве.
• Промышленность — ГМО используются в качестве «биореакторов» , производящих различные вещества, например, этанол или биодизель для топлива, ароматизаторы и вкусовые добавки.

Есть и более экстравагантные проекты . Например, выведение породы коз с геном паука. Молоко этих коз содержало вещества паучьего волокна и могло использоваться для получения прочных волокон и тканей, скажем, для изготовления бронежилетов.

Плюсы и минусы ГМО

Вокруг использования ГМО не утихают споры. Рассмотрим, какие аргументы приводят сторонники и противники генной инженерии.

Какие преимущества есть у ГМО?

• Возможность решить проблему голода. Модифицируя гены, можно увеличить урожайность сельскохозяйственных культур и создать сорта, устойчивые к гербицидам, болезням, вредителям, а также неблагоприятным погодным условиям. Это позволит обеспечить продовольственную безопасность как для отдельных стран, так и для мира в целом.
• Улучшение свойств организмов. ГМО-продукты можно обогатить полезными веществами. Пример: разработка сорта риса с повышенным содержанием витамина А (точнее, его предшественника, бета-каротина, который преобразуется в витамин уже в организме), сортов фруктов и растений, богатых антиоксидантами (веществами, препятствующими старению организма). Более того, в новых сортах можно снизить содержание вредных веществ, например, аллергенов и ядов.

Технологии генной инженерии позволяют воздействовать на признаки ГМО-культур точечно, внедряя полезные признаки, удаляя вредные и не теряя вкусовых и ароматических свойств продуктов (кстати, «пластиковые» помидоры на полках магазинов — результат селекции, а вовсе не генной инженерии).

• Уменьшение вредного воздействия сельского хозяйства на окружающую среду. Использование ГМО, устойчивых к насекомым и болезням, позволит применять меньше инсектицидов, антибиотиков и прочих веществ, негативно влияющих на состояние человека и окружающей среды. Улучшенные сорта растений и породы животных будут требовать меньше удобрений и пищевых добавок, которые также попадают в почву и воду и приводят к экологическим проблемам.

Какие опасения вызывает применение технологий ГМО?

• Возможность передачи «генетического мусора» генно-модифицированным организмам, то есть наследования случайных признаков, которые могут нести потенциальную опасность для человека.
• Существует вероятность скрещивания генно-модифицированных организмов с природными обитателями. Результаты подобного скрещивания могут быть непредсказуемыми.
• Снижение биологического разнообразия. Предполагается, что новые сорта растений и породы животных, окажутся слишком «сильными» и вытеснят диких «сородичей», что приведёт к исчезновению некоторых видов.

Значительная часть опасений основана на предпосылке, что всё естественное является полезным, а искусственно созданное — вредоносным. С этой точки зрения селекция представляется как более естественный способ выведения новых культур, а работа генных инженеров — созданием монстра в лаборатории.

При этом не упоминается, что среди методов селекции практикуется не только скрещивание, но и обработка мутагенными факторами, чтобы стимулировать изменчивость: например, обработка химикатами или радиоизлучением. Звучит, как что-то на неестественном…

Проблема разработки и распространения ГМО-продукции обсуждается не только биологами и специалистами по сельскому хозяйству, но и рождает жаркие дискуссии в среде политиков, общественных деятелей и даже философов. Ведь использование ГМО поднимает этические вопросы. Внесение изменений в само основание жизни — геном — вызывает беспокойство у людей: многие полагают, что учёные «играют в Бога» , не осознавая последствий.

Тем не менее научные исследования не выявили прямой зависимости негативных эффектов на здоровье и употребления в пищу ГМО.

Учёные продолжают изучение этой темы — сейчас им важно рассмотреть эффекты от употребления ГМО в нескольких поколениях, чтобы исключить отложенные негативные последствия.

ГМО с точки зрения закона

Позиция разных стран по отношению к ГМО различается. На данный момент ГМО-продукция официально разрешена к выращиванию в 29 странах мира.

Лидеры по использованию ГМО-культур:

1. США.

2. Бразилия.

3. Аргентина.

4. Канада.

5. Индия.

6. Парагвай.

7. Китай.

8. Южная Африка.

9. Пакистан.

10. Боливия.

Самыми популярными генно-модифицированными культурами являются линии кукурузы, сои, картофеля, хлопка и рапса. Выращивание ГМО запрещено в 38 странах. К ним относятся многие страны Европейского союза (Франция, Италия, Польша, Швейцария, Германия и др.), страны Латинской Америке (Боливия, Перу, Венесуэла) и Азии (Япония).

Выращивание в России ГМО-культур запрещено . Разрешены импорт и использование такой продукции при условии государственной регистрации линий (сортов). Если содержание генно-модифицированных организмов в продукте выше 0,9%, производитель обязан нанести маркировку на упаковку.

Требование было введено в 2018 году. Мера должна помочь потребителям делать осознанный выбор при покупке продуктов.

В России обращение ГМО регулируется:

• Федеральным законом от 05 июня 1996 года No 86-ФЗ (ред. от 19 июня 2011 года) «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности»;
• Постановлением Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2001 года № 120 «О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов»;
• Постановлением Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2013 года № 839 «О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы»;
• Федеральным законом от 3 июля 2016 года № 358 «О внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ в части совершенствования государственного регулирования в области генно-инженерной деятельности».

Сейчас в России зарегистрировано более 25 линий ГМО: лидеры — соя и кукуруза, а также рис и сахарная свёкла. Также в России имеют регистрацию два сорта ГМ-картофеля: «Елизавета» и «Луговской» . Три четверти россиян считают ГМО опасными для человека. В частности, почти половина уверены , что продукты с ГМО могут спровоцировать заболевание раком.

Этими страхами пользуются маркетологи, повышая цену на продукт с указанием «Не содержит ГМО» — притом, что у этого продукта может вовсе не быть генно-модифицированного аналога. Особенно комично такая маркировка смотрится на упаковке воды, соли или соды.

Пример упоминания на «Секрете»

(Из интервью с китаистом Алексеем Масловым.)