Реферат: Отрасли применения генной инженерии
На первый взгляд, перспективы выглядят весьма заманчиво, но далеко не всем так кажется. Участники недавно возникшего общественного движения "Врачи и ученые против генетически модифицированных продуктов питания" декларируют, что неправомерно использовать новые технологии прежде, чем будет доказана их полная безопасность для организма человека и окружающей среды. Такой жесткий подход понятен в первую очередь для американцев. Сегодня их рацион питания в значительной части состоит из трансгенных продуктов. Более того, в США законом разрешено не указывать на этикетке происхождение пищевого сырья, поскольку крупные производители смогли убедить Министерство здравоохранения в безопасности такого рода продуктов питания.
"Врачи и ученые против генетически модифицированных продуктов питания" требуют всю новомодную пищу в ближайшем будущем удалить с рынка, а до тех пор ввести обязательную маркировку всех подобных продуктов питания: "Наши знания о ДНК очень неполны. Известно о функции лишь трех процентов ДНК. Рискованно манипулировать сложными системами, знания о которых неполны".
Первым отреагровал на это предупреждение Старый Свет. В Англии, Франции, большинстве скандинавских стран и в Нидерландах уже принят или находится в стадии принятия закон, требующий специальных отличительных знаков на всей продукции, содержащей генные манипуляции. Австрия и Люксембург запретили ввоз генетически видоизмененного зерна.
И все же не так-то просто будет разобраться с проблемой питания на нашей планете: не только американские фермеры привыкли кормить свой мясной и молочный скот генетически модифицированной соей, это вошло в привычку еще шести миллионов животноводов в шестнадцати странах мира.
Правда, сами ученые по отношению к борцам за чистоту еды настроены весьма скептически: по их прогнозам, вся эта суета закончится через два-три года, когда Европа "сломается" и заявит о своей открытости для трансгенов. Ведь весьма очевидно, что одна из причин этой "пищевой войны" чисто экономическая - идет конкурентная борьба между продовольственными корпорациями, работающими "по старинке", и теми, кто на мировом рынке сельхозпродукции закрепился помощью новых технологий.
В любом случае, в ближайший год для России трансгенные технологии - не более чем пища для размышлений. По крупному счету, на наших прилавках пока нет никаких подобных продуктов. Но не стоит расслабляться, это ненадолго: такая задержка лишь временное явление. Она обусловлена лишь длительностью сроков лабораторных испытаний "трансгенов", что говорится, на мышах, ведь минимальный срок таких проверок составляет пять лет. Испытания эти уже подходят к концу.
Преимущества ГМ - продуктов очевидны. Неочевидны последствия их употребления: учёные-генетики пока не могут ответить на вопрос, безвредны ли генетически модифицированные продукты для человека. Более того, в июне этого года было найдено первое подтверждение того, что генетически изменённая пища ведёт к мутации живых организмов. Немецкий зоолог Ханс Хайнрик Каац на опытах доказал, что изменённый ген масленичного турнепса проникает в живущие в желудке пчелы бактерии, и они начинают мутировать. "Бактерии в организме человека также могут меняться под воздействием продуктов, содержащих модифицированные гены, - считает учёный. - Трудно сказать, к чему это приведёт. Может быть, к мутации". Защитники генетически модифицированных продуктов утверждают: открытие Кааца нельзя считать бесспорным доказательством того, что употребление в пищу трансгенных продуктов вызовет мутации и в человеческом организме. И ссылаются на то, что живущие в желудке бактерии постоянно изменяются и без влияния модифицированных генов. Но, с другой стороны, разрешение на применение медицинских препаратов выдаётся только после тщательного, многолетнего изучения их воздействия на животных и на человека. А трансгенные продукты свободно продаются во всём мире, хотя их начали производить всего лет 10 назад, и, по утверждению учёных, оценить их воздействие на человеческий организм можно будет только через полвека. Может быть, ГМ - картофель Monsanto действительно вреден лишь для колорадского жука, который, наевшись его листьев, мгновенно подыхает. Однако координатор российской программы "Гринпис" Иван Блоков утверждает: "Уже доказано, что, если есть картофель Monsanto в течение нескольких месяцев, желудок начинает вырабатывать ферменты, нейтрализующие лечебное действие антибиотиков группы канамицина". Пока учёные спорят, покупатели должны, по крайней мере, знать, какие продукты содержат ГМ - компоненты, чтобы иметь возможность самостоятельно решить: хотят они есть помидоры с генами акулы или нет. Однако получить такую информацию непросто.
Лидия Терешкова, начальник отдела гигиены питания департамента Госсанэпиднадзора Минздрава РФ: ”ГМ - продукты продаются во всём цивилизованном мире. Как правило, содержание ГМ - компонентов в них - 5%. Если бы Минздрав усмотрел в них что-то опасное, мы бы немедленно их запретили. Сейчас все постановления Минздрава в области ГМ - продуктов носят рекомендательный характер. Хотя в будущем мы планируем проводить рейды по выявлению торговцев немаркированными продуктами с ГМ – компонентами”.
Иван Блоков, координатор российской программы "Гринпис": ”Сторонники ГМ - продуктов настаивают на том, что они не оказывают отрицательного воздействия на человека, поскольку ГМ - продукция - огромный прибыльный бизнес. А производители стараются скрыть информацию о ГМ - продуктах. Постановление Минздрава о маркировке и лицензировании - абсолютная абстракция. Производители её игнорируют, а Минздрав не следит за выполнением своих же собственных решений. Нам пока не удалось найти ни одного продукта с надписью: "Содержит ГМ - компоненты" Илья Захаров, заместитель директора Института общей генетики им. Н.И. Вавилова, член корреспондент РАН, профессор: ”Зарубежная система контроля за трансгенными продуктами исключает чрезвычайные последствия. Опасность, в общем-то, минимальна. Она вряд ли сравнима с той, которую таили в себе поливаемые ядохимикатами растения советской эпохи борьбы за урожай. Однако в каждом конкретном случае экологические и генетические последствия употребления ГМ - продуктов надо рассматривать отдельно. А производители, вложившие огромные средства в разработки, пытаются скорее окупить их и пренебрегают необходимыми исследованиями. На мой взгляд, в Америке, Европе и России ситуация с продовольствием не настолько катастрофическая, чтобы трансгенные продукты были единственной возможностью накормить население. Массовое распространение ГМ - продуктов преждевременно”. Эти искусственно изменённые продукты питания представляют потенциально серьёзную опасность для здоровья потребителей и для окружающей среды.
Общество “Гринпис”, например, не выступает против генной инженерии в фармацевтике и других видах химического производства. Однако Гринпис выступает против того, чтобы генетически модифицированные организмы попадали в окружающую среду. Попади они раз в окружающую среду - обратно их уже не извлечёшь.
По их мнению, гораздо больше нас должен беспокоить неизвестный риск.
“У нас одна планета - один дом, где живёт огромное количество видов живых организмов. Хотим ли мы подвергнуть всех их опасности только из-за того, что человеку захотелось вывести несколько новых видов? Основной вопрос заключается не в том, выступаем ли мы за или против технологии или ряда конкретных промышленных групп. Главное - нужны ли человечеству ГМП и считаем ли мы, что результаты оправдывают использование ещё "недоразвитых" технологий и согласие с тем, что опасность для человека и природы возрастает? Ответ Гринпис - НЕТ!” - твердят они.
Марк Гриффитс - представитель по вопросам Окружающей среды Партии Природного Закона - отвечал о вдохновляющем обновлении глобальной кампании партии по запрету генетически-измененных продуктов. "Есть большой прогресс в Европе, но мы должны поддерживать давление на это, пока работа не будет сделана» - сказал он, - «внимание теперь перемещается на США, и то, что случилось в Европе за последние двенадцать месяцев, случится в США в следующие двенадцать месяцев".
В настоящее время генная инженерия технически несовершенна, так как она не в состоянии управлять процессом встраивания нового гена. Поэтому невозможно предвидеть место встраивания и эффекты добавленного гена. Даже в том случае, если местоположение гена окажется возможным установить после его встраивания в геном, имеющиеся сведения о ДНК очень неполны для того, чтобы предсказать результаты.
В результате искусственного добавления чужеродного гена непредвиденно могут образоваться опасные вещества. В худшем случае это могут быть токсические вещества, аллергены или другие вредные для здоровья вещества Сведения о подобного рода возможностях ещё очень неполны. Уже сейчас появляются новые, устойчивые к лекарствам, формы бактерий, ранее непатогенные микроорганизмы приобретают болезнетворные свойства. Происходит это не только по вине генных инженеров, однако широкое и не слишком ответственное использование трансгенных методов открывает дополнительный и весьма широкий канал для мутации бактерий и вирусов.
Созданные до настоящего времени с помощью генной инженерии продукты питания не имеют сколько-нибудь значительной ценности для человечества. Эти продукты удовлетворяют, главным образом, лишь коммерческие интересы.
Знания о действии на окружающую среду генетически модифицированных продуктов, привнесённых туда, совершенно недостаточны. Не доказано ещё, что продукты с ГМ - компонентами не окажут вредного воздействия на окружающую среду и на человека. Экологами высказаны предположения о различных потенциальных осложнениях. Например, имеется много возможностей для неконтролируемого распространения потенциально опасных генов, используемых генной инженерией, в том числе передача генов бактериями и вирусами. Осложнения, вызванные в окружающей среде, вероятно, невозможно будет исправить, так как гены невозможно взять обратно. Могут возникнуть новые и опасные вирусы. Экспериментально показано, что встроенные гены вирусов могут соединяться с генами инфекционных вирусов (так называемая рекомбинация). Такие новые вирусы могут быть более агрессивными, чем исходные. Вирусы могут стать также менее водо-специфичными. Например, вирусы растений могут стать вредными для полезных насекомых, животных, а также людей. 30 ноября 1999 г. д-р Джон Хэгелин, кандидат в президенты США от Партии Природного Закона, выступил на публичных слушаниях, организованных Комиссией по продовольствию и медикаментам. В своей речи д-р Хэгелин выразил озабоченность в связи с производством генетически измененных продуктов: ”Как ученый, я глубоко озабочен производством генетически измененных продуктов питания и той потенциальной опасностью, которая, благодаря этой угрожающей технологии, нависает над окружающей средой и всей жизнью в самой ее основе. Возможность непредсказуемых аллергических реакций организма и случаев отравлений уже четко зафиксирована. Даже сами ученые, которые занимаются исследованиями в области продовольственных программ Комиссии США по продовольствию и медикаментам, предупредили, что в этих модифицированных продуктах питания не исключена возможность высокой концентрации растительных токсинов. Несомненно, что риск, который эти ущербные растения создают для окружающей среды, не поддается оценке - в основном это генное загрязнение, возникающее как результат размывания генетических барьеров, незыблемо установленных Природой. Тем не менее, эти продукты питания проникают на полки магазинов с помощью нашего правительства без должной оценки безопасности продуктов и даже без их маркировки”.
Сразу два исследования относительно использования и испытаний генетически модифицированных продуктов, польское и болгарское, подготовили международные организации ASSEED и Северный Альянс совместно с национальными неправительственными экологическими организациями Болгарии и Польши. Исследования показали, что страны Восточной Европы имеют немало общих проблем: несовершенство законодательства, неопределённость гарантий прав потребителей и защиты окружающей среды, недостаток информации в обществе. Общей является проблема коррумпированности учёных и государственных деятелей, зависимости их, из-за тяжёлого экономического положения, от транснациональных биотехнологических компаний. Аналогичные проблемы, но более сложные и неизученные, существуют в странах бывшего СССР. Об этом говорили участники экологической конференции "Формирование сопротивления генетически модифицированным продуктам в странах Центральной и Восточной Европы", которая недавно состоялась в Варшаве. В её работе приняли участие учёные, представители непродовольственных организаций, международных экологических сетей и движений. Совместными усилиями разработана стратегия будущей деятельности: участники из ННГ, в частности, договорились развернуть в ближайшее время информационно - просветительскую компанию, используя положительный и отрицательный опыт Венгрии, Польши, Чехии, Болгарии и других стран. Решено начать создание сети общественных организаций ННГ, которая бы занималась повышением информированности населения о генетически модифицированных продуктах, распространяла информацию в СМИ, содействовала быстрому обмену данными между разными уголками мира. Такие сети существуют в некоторых государствах, но у нас ничего подобного пока не было. Вообще ответить на вопрос, вредны ли генетически модифицированные продукты или нет, может ответить только время.
2 . Исследование генома человека и клонирование
Уже несколько десятилетий подряд ученые всего мира пытаются исследовать геном человека, где заложена вся его наследственная информация.
Первым этапом этих глобальных исследований стало создание проекта «Геном Человека» в 1990 году, созданного в США и рассчитанного на 15 лет. И в России в то же время стартовал подобный проект. Задачи этих проектов были схожи: выделение каждого отдельно взятого гена человека и выяснение функций всех генов с большей или меньшей степенью вероятности. Чрезвычайно высокая стоимость данных проектов послужила их соединению. В эту организацию вошли страны, располагающие передовыми биотехнологиями.
Все хромосомы человека были поделены между странами-участницами, России достались исследования третьей, тринадцатой и девятнадцатой хромосом.
Основная цель проекта – выяснить последовательность нуклеотидных оснований во всех молекулах ДНК человека и установить локализацию. Проект включает в качестве подпроектов изучение геномов собак, кошек, мышей, бабочек, червей и микроорганизмов. Ожидается, что затем исследователи определят все функции генов и разработают возможности использования полученных данных.
Оказалось, что геном человека, то есть совокупность всех его генов, содержит около трех миллиардов нуклеотидов, а в конце 80-х годов затраты на определение одного нуклеотида составляли около 5 долларов США. Кроме того, технологии 80-х позволяли одному человеку определять не более 100 000 нуклеотидов в год.
Первая полная последовательность ДНК живого организма была опубликована в 1985 году, это была ДНК бактерии. В 1998 году была опубликована первая последовательность ДНК многоклеточного организма – плоского червя. Каждое такое достижение было важной вехой на пути к определению генома человека.
В июне 2000 года ученые Крейг Вентер и Френсис Колин объявили о событии, названном ими «Первой сборкой генома человека». Несколькими месяцами позже был опубликован первый предварительный набросок генома человека.
Первым геном, который удалось локализовать, стал ген дальтонизма, картированный в половой хромосоме. К 1990 году число идентифицированных генов достигло 5 тысяч, из них картированных – 1825. Удалось локализовать гены, связанные с тяжелейшими наследственными болезнями, такими, как хорея Гентингтона, болезнь Альцгеймера, мышечная дистрофия Дюшена, кистозный фиброз и т.д. Таким образом, проект исследования генома человека имеет колоссальное значение для изучения молекулярных основ наследственных болезней, их диагностики, профилактики и лечения.
Кроме того, исследования генома человека дали возможность развитию других отраслей в науке.
До недавнего времени изучение генетических особенностей человека основывалось на его физических характеристиках. Открытие расположения генов в хромосомах позволило более точно устанавливать аномалии, обусловливающие такие болезни, как анемия серповидных клеток, гемофилия и другие. Во многих странах объявлено о намерении потратить десятки миллионов долларов на составление генного атласа человека. Широко применяется генетический анализ, например, в диагностике плода до рождения с целью выявить наследственные дефекты или определить пол ребенка. Во многих странах началась кампания генетических проверок с целью предотвратить рождение потомства, подверженного заболеваниям, или обеспечить раннюю диагностику детских болезней. Промышленные и страховые компании проводят такие проверки, чтобы выявить лиц, генетически не пригодных с точки зрения страхования или профессионального соответствия. В настоящее время проводится множество экспериментов в области генной терапии, то есть замещения неполноценных генов на полноценные. Однако это весьма перспективное на первый взгляд направление порождает ряд научных проблем. Прежде всего, изменение генетического кода отдельного человека должно неотвратимо сказаться не только на нем самом, но и на всем его вероятном потомстве. Поэтому нельзя решаться на подобные изменения, не получив полной информации о последствиях такого вмешательства. Сегодня наука не в состоянии дать ответ на подобные вопросы. Кроме того, далеко не ясно, какие именно генетические аномалии следует считать дефектами, подлежащими исправлению: история знает примеры, когда концепция дефектных генов строилась на расовых, половых, классовых и иных пре?