Биотехнология и биобезопасность

Биотехнология изменяет фундаментальные свойства организмов: наследственность, изменчивость, энерго- и массообмен, адаптацию и устойчивость, продуктивность и качество. Такое искусственное вмешательство в генетические структуры не позволяет всегда точно прогнозировать возможные последствия. Это вызывает большое беспокойство людей, что может затормозить развитие биотехнологии и особенно биоинженерии.

Биобезопасность – это защищенность человека и окружающей среды от вредного воздействия различных биологических соединений, содержащихся в природных или генно-инженерно-модифицированных биологических объектах и полученных из них продуктах. Биобезопасность важна не только для человека, но и для растений, животных и полезных микроорганизмов.

Манипуляции с растительными и животными клетками и их органеллами основаны на фундаментальных свойствах клеток и тканей, тотипотентности, соматической гибридизации, дифференциации и дедифференциации. В клеточных технологиях постоянно используется спонтанный и направленный мутагенез. Это приводит к генетической гетерогенности клеток. Исходя из этого, в клеточных биотехнологиях должен быть построенный мониторинг полученных мутантов. Они должны иметь устойчивые генотипы, так как распространение неустойчивых мутантов может привести, например, в сельском хозяйстве к большим потерям урожая.

Биотехнологические процессы нужно непрерывно контролировать и своевременно выявлять возможные отклонения от нормы основных параметров и качества продукции. Показано, что при работе с животными тканями и клетками возможно накопление токсических веществ, необычных продуктов метаболизма. Считают, что клеточная биотехнология растений (селекция сортов, получение продуктов для фармацевтической и пищевой промышленности) более безопасна, чем использование клеточных и тканевых технологий в животноводстве.

При проведении рДНК-биотехнологии важной проблемой является возможность получения мутантов с содержанием токсичных или аллергенных для человека белков или других опасных соединений. Не исключено, что при трансгенозе могут активироваться «молчащие» гены, поэтому вероятно появление генотипов, опасных для здоровья и жизни человека. Возможность появления таких мутантов значительно возрастает при использовании искусственных, синтетических генов для трансгенных растений, животных и микроорганизмов с улучшенными и принципиально новыми свойствами. Не исключено также взаимодействие полученных модифицированных генов с генами третьих генотипов, что может привести к становлению новых генотипов с опасными свойствами для людей и окружающей среды.

Однако 30 лет интенсивных работ в области новейшей биотехнологии – генетической инженерии – показывают их безопасность. Это объясняется исходя из следующих основных положений:

· В биоинженерных работах используются природные гены, которые за все время эволюции подвергались отбору, элиминации, рекомбинации и т.д. В результате этого выработались механизмы, которые обеспечивают устойчивый характер репарации биосинтеза белков и их качества.

· В биоинженерных лабораториях постоянно проводится мониторинг за качеством получаемых трансгенных организмов. Это позволяет заблаговременно, на этапе создания генетически-модифицированных объектов (ГМО) в лаборатории, выявить опасные генотипы и не допускать их в производство.

· Для создания ГМО используются проверенные гены и их регуляторные генетические структуры, что позволяет получать трансгенные организмы с заданными свойствами.

Тем не менее, генно-инженерные исследования по трансгенозу должны оставаться под строжайшим контролем ученых и государства. Для оценки биобезопасности ГМО и полученных из них пищевых и других продуктов необходима санитарно-гигиеническая экспертиза, которую проводит институт питания РАМН. В институте проверяют химический состав исходных и трансгенных растений; биологическую ценность и усвояемость приготовленных из ГМО продуктов; оценивается возможность ГМО и полученных из них продуктов вызывать аллергию или влиять на иммунную систему человека; токсическое, канцерогенное и мутагенное действие ГМО; изменение репродуктивных функций животных под влиянием ГМО и полученных из них продуктов.

Испытание генетически измененных растений на биобезопасность проводят также в институтах фитопатологии и биологической защиты растений РАСХН, центре биоинженерии РАН. Они изучают участки ДНК, встроенные в геном растений, проверяют возможность транслокации измененного гена в другие организмы, оценивается влияние нового гена на поражаемость растений болезнями и повреждаемость вредителями, на почвенную микрофлору и др. В 2000 г. разработаны и утверждены методические указания «Медико-биологическая оценка пищевой продукции из генетически модифицированных источников». В них установлен порядок гигиенической экспертизы и государственной регистрации пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников. Утверждены методики медико-гигиенической, медико-биологической оценки и клинических испытаний всех видов пищевой продукции, полученной с помощью ГМО. Эти указания должны выполняться и строго контролироваться.

В настоящее время приняты законы и другие государственные акты, создающие нормативно-правовую базу для современной биотехнологии и биоинженерии. Так, в России Федеральный Закон № 86 «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» принят 5 июня 1996 г. В этом законе установлены четыре уровня риска возможного потенциально вредного воздействия генно-инженерной деятельности на здоровье человека:

1.уровень риска соответствует работам, которые представляют опасность для здоровья и сопоставимы с риском при работе с непатогенными микроорганизмами;

2.уровень соответствует работам, которые представляют незначительную опасность для здоровья человека и сопоставимы с опасностью при работах с условно-патогенными микроорганизмами;

3.риск работ, которые представляют умеренную опасность для здоровья человека и сопоставимы с опасностью при работах с микроорганизмами, потенциально способными к передаче инфекции;

4.уровень риска соответствует работам, которые представляют опасность при работах с возбудителями особо опасных инфекций.

В законе определены требования к лицам, осуществляющим генно-инженерную деятельность; требования по стандартизации и сертификации генно-инженерной продукции (услуг). Закон определяет ответственность юридических и физических лиц, осуществляющих генно-инженерную деятельность и пр. С 2001г. в России установлена система обязательной маркировки пищевых продуктов, полученных из генетически модифицированных источников. Это обеспечивает условия выбора гражданами продовольственной и другой продукции с учетом ее генетической природы и личного отношения каждого к такой продукции.

Для производства и реализации всех товаров, в т.ч. полученным из ГМО, обязательным является их стандартизация. Госстандарт России предложил создать федеральную программу «Проблемы производства и реализации продуктов питания, полученных из генно-модифицированных источников пищи». Главная задача этой программы – нормативное и нормативно-методическое обеспечение качества и генетической безопасности генно-инженерно модифицированных продуктов питания и продовольственного сырья. Приоритетным направлением в области нормативного обеспечения является разработка «Концепции стандартизации генно-модифицированных продуктов»; внесение изменений в действующую нормативную документацию на пищевую продукцию, продовольственное сырье и методы испытания, в частности включение дополнительных требований по генетической чистоте, идентификации и маркировке генно-модифицированных продуктов питания; на пороговые уровни потребления для человека ГМ-продуктов питания. Необходимо разработать правила и порядок оценки соответствия ГМ-продуктов питания требованиям генетической безопасности; нормативные документы по государственному контролю и надзору за производством, хранением, реализацией и обращением ГМ-продуктов питания.

В США масштабы и достижения биоинженерных работ значительно превышают российские. Это объясняется устойчивой финансовой поддержкой таких работ, а также более мягкими требованиями к производству ГМО. В результате половина посевов сои и четвертая часть посевов кукурузы в фермерских хозяйствах заняты трансгенными сортами и гибридами. США занимают первое место в мире по объемам производства ГМ-продуктов. Главное направление в биоинженерии этой страны – создание ГМ сортов и гибридов сои, кукурузы, хлопчатника, сахарной свеклы, картофеля, томатов, риса и др., устойчивых к тотальному гербициду раундапу (глифосату), грибным болезням и насекомым. В этой стране нет никаких проблем с выращиванием и реализацией семян ГМ сортов и гибридов, что обеспечивает существенную прибавку к прибыли, сокращая затраты на гербициды и пестициды и уход за посевами. Обязательного маркирования продовольственных товаров, полученных из генетически модифицированных сортов и гибридов, в США пока не введено, но их можно ввести по желанию покупателей на любом торговом предприятии в любое время.

Итак, научно-обоснованные проверенные факты против создания и использования ГМО и полученных из них продуктов пока отсутствуют. Между тем только с помощью биотехнологии и биоинженерии можно будет прокормить 10 или 11 млрд. населения Земли.

Важнейшими задачами в области биотехнологии для России являются: а) создание и реализация, утвержденной федеральным законом научной программы по биотехнологии, биоинженерии и биобезопасности; б) признание важнейшим приоритетом XXI в. ядерной биологии, стратегической части биотехнологии; в) приорететное финансовое обеспечение развития биотехнологии, биоинженерии и биобезопасности; г) оснащение биоинженерных научных учреждений современным научным оборудованием; д) привлечение для выполнения этой программы молодых исследователей; е) объективное информирование населения страны о содержании и результатах исследований по биотехнологии, биоинженерии и биобезопасности; ж) совершенствование законодательной и другой нормативно-правовой базы по биотехнологии, биоинженерии и биобезопасности и др.

Россия пока отстает от многих стран в области биотехнологии и биоинженерии. В нашей стране до сих пор не зарегистрировано ни одного генно-инженерно-модифицированного сорта гибрида сельскохозяйственных культур отечественного производства. Решение этой важной проблемы возможно на путях быстрого развития сельского хозяйства и выведения его из глубокого экономического кризиса, создание и выполнение всех нормативных документов по биотехнологии и биоинженерии, развитие международного сотрудничества по выполнению совместных проектов по биотехнологии и биоинженерии.