Биотехнология кормовых препаратов

В результате изучения различных организмов было выяснено, что вы­сокой интенсивностью синтеза белков отличаются многие микроорганиз­мы, причем белки микробных клеток имеют повышенное содержание не­заменимых аминокислот. В специальных опытах была прове­дена пищевая и токсикологическая оценка белковой микробной массы, которая показывает, что клетки некоторых микроорганизмов можно ис­пользовать в качестве концентрированных кормовых добавок, не усту­пающих по биологической ценности белков соевому шроту или рыбной муке.

Микроорганизмы в качестве источников кормового белка имеют ряд преимуществ по сравнению с растительными и даже животными организ­мами. Они отличаются высоким (до 60 % сухой массы) и устойчивым со­держанием белков, тогда как в растениях концентрация белковых ве­ществ значительно варьирует в зависимости от условий выращивания, климата, погоды, типа почвы, агротехники и др. Наряду с белками в мик­робных клетках образуются и другие ценные в питательном отношении вещества: легкоусвояемые углеводы, липиды с повышенным содержани­ем ненасыщенных жирных кислот, витамины, макро- и микроэлементы.

При использовании микроорганизмов на ограниченной площади можно организовать промышленное производство и получать большое количество кормовых концентратов в любое время года, причем микроб­ные клетки способны синтезировать белки из отходов сельского хозяйст­ва и промышленности и, таким образом, позволяют одновременно ре­шать другую важную проблему — утилизацию этих отходов в целях ох­раны окружающей среды. Микроорганизмы имеют еще одно ценное преимущество — способ­ность очень быстро наращивать белковую массу. Например, растения сои массой 500 кг в фазе созревания семян способны за сутки синтезировать 40 кг белков, бык такой же массы - 0,5-1,5 кг, а дрожжевые клетки мас­сой 500 кг - до 1,5 т белков. В качестве источников кормового белка наиболее часто используются различные виды дрожжей и бактерий, мик­роскопические грибы, одноклеточные водоросли, белковые коагуляты травянистых растений.

Кормовые дрожжи.Дрожжи выращивают на гидролизатах из отходов древесины и другого целлюлозосодержащего растительного сырья, которые при гидролизе образуют легкоусвояемые для микроорганизмов формы углеводов. В качестве исходного сырья при такой технологии получения кормо­вого белка обычно используются отходы целлюлозной и деревообраба­тывающей промышленности, солома, хлопковая шелуха, корзинки под­солнечника, льняная костра, стержни кукурузных початков, свеклович­ная меласса, картофельная мезга, виноградные выжимки, пивная дроби­на, верховой малоразложившийся торф, барда спиртовых производств, отходы кондитерской и молочной промышленности.

Измельченное растительное сырье, содержащее большое количество клетчатки, гемицеллюлоз, пентозанов, подвергается кислотному гидро­лизу при повышенном давлении и температуре, в результате чего 60—65 % содержащихся в них полисахаридов гидролизуются до моноса­харидов. Полученный гидролизат отделяют от лигнина, избыток кисло­ты, применяемой для гидролиза, нейтрализуют известковым молоком или аммиачной водой. После охлаждения и отстаивания в гидролизат до­бавляют минеральные соли, витамины и другие вещества, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов. Полученная таким образом питательная среда подается в ферментерный цех, где осуществляется вы­ращивание дрожжей.

Для культивирования на гидролизатах растительных отходов наибо­лее эффективны дрожжи родов Candida, Torulopsis, Saccharomyces, кото­рые способны использовать в качестве источника углерода гексозы, пентозы и органические кислоты. При оптимальных условиях из 1 т отходов хвойной древесины можно получить 200 кг кормовых дрожжей.

Для получения кормовых дрожжей применяется технология их глу­бинного выращивания в специальных аппаратах — ферментерах, в которых обеспечивается режим постоянного перемешивания сус­пензии микробных клеток в жидкой питательной среде и оптимальные условия аэрации. Рабочий цикл выращивания культуры дрожжей длится около 20 ч. По окончании рабочего цикла культуральная жидкость вместе с суспендированными в ней клетками дрожжей выводится из ферменте­ра, а в него вновь подается питательный субстрат и культура дрожжевых клеток для выращивания.

Выведенная из ферментера суспензия микробных клеток далее пода­ется на флотационную установку, с помощью которой производится от­деление биомассы дрожжей от культуральной жидкости. В процессе фло­тации происходит вспенивание суспензии, при этом микробные клетки всплывают на поверхность вместе с пеной, которая отделяется от жидкой фазы декантацией. После отстаивания дрожжевая масса концентрируется с помощью сепаратора. Для достижения лучшей перевариваемости дрож­жей в организме животных проводится специальная обработка микроб­ных клеток (механическая, ультразвуковая, термическая, ферментатив­ная), обеспечивающая разрушение их клеточных оболочек. Затем дрож­жевая масса упаривается до необходимой концентрации и высушивается, влажность готового продукта не должна превышать 8—10%.

В сухой дрожжевой массе содержится 40-60 % сырого белка, 25-30 % усвояемых углеводов, 3-5 % сырого жира, 6-7 % клетчатки и зольных веществ, большое количество витаминов (до 50 мг%). Посредст­вом обработки дрожжей ультрафиолетовыми лучами проводится их обо­гащение витамином D2, который образуется из содержащегося в них эргостерина. Для улучшения физических свойств готового продукта кормо­вые дрожжи выпускают в гранулированном виде.

В России и некоторых других нефтедобывающих странах разработа­ны технологии получения кормовых дрожжей из н-парафинов нефти. Дрожжевые клетки могут использовать в качестве источников углерода для их роста неразветвленные углеводороды с числом углеродных ато­мов от десяти до тридцати. Они представляют собой жидкие фракции с температурами кипения 200-320°С, которые выделяют из нефти путем ее перегонки. Наиболее эффективны для выращивания на н-парафинах нефти отселектированные штаммы дрожжей Candida guilliermondii. Выделение и сушка дрожжевой массы проводится примерно по такой же технологии, как и в гидролизном производстве. Высушенная дрожжевая масса гранулирует­ся и используется как белково-витаминный концентрат (БВК) для кормления сельскохозяйственных животных, содержащий до 50—60 % белко­вых веществ.

В Национальном центре биотехнологии РК разработаны технологии получения микробиологического кормового белка для животных. Получено несколько вариантов кормовых добавок: кормовые дрожжи на основе Saccharomyces cerevise, Candida tropicalis шт. СК-4, а также микробиологический L-лизин, на основе продуцента лизина Brevibacterium sp. шт.92. Проведены эксперименты глубинного культивирования Candida tropicalis шт. СК-4 в fed-batch режиме в ферментере объемом 7 л с использованием в качестве углеродного субстрата глюкозы. Разработаны условия культивирования продуцента лизина в batch- режиме. Получена опытная партия кормовой добавки для животных на основе дрожжей Saccharomyces cerevise (С.К.Барбасова и соавт., 2011).

Белковые концентраты из бактерий.Наряду с получением кормо­вых дрожжей важное значение для кормопроизводства имеют также бак­териальные белковые концентраты с содержанием сырого белка 60-80 % от сухой массы. Известно более 30 видов бактерий, которые мо­гут быть использованы в качестве источников полноценного кормового белка. Бактерии способны наращивать биомассу в несколько раз быстрее дрожжевых клеток и в белке бактерий содержится значительно больше серосодержащих аминокислот, вследствие чего он имеет более высокую биологическую ценность по сравнению с белком дрожжей. Источником углерода для бактерий могут служить различные газообразные продукты (природный и попутный газы, газовый конденсат и др.), низшие спирты (метанол и этанол), водород. Чаще всего на газовых питательных средах выращивают бактерии рода Methylococcus, способные при оптимальных условиях утилизировать до 85-90 % подаваемого в ферментер метана. В связи с тем, что газовая среда из метана и воздуха взрывоопасна и для лучшей утилизации метана бактериями требует постоянной рецирку­ляции, производство кормового белка из газообразных продуктов являет­ся довольно сложным и дорогим. Более широкое применение находит технология выращивания бактериальной белковой массы на метаноле, который можно легко получить путем окисления метана. При культиви­ровании на питательной среде, содержащей метанол, наиболее эффектив­ны бактерии родов Methylomonas, Pseudomonas, Methylophillus. Выращи­вают эти бактерии в обычном ферментере с использованием жидкой пи­тательной среды.

Широкомасштабное производство кормовых белков на основе ис­пользования метанола впервые было организовано в Англии. Концерном «ICI» выпускается кормовой белковый препарат с коммерческим названием «Прутин». В России также разработана технология по­лучения бактериальной белковой массы из метанола, коммерческое на­звание препарата — «Меприн». Он содержит в своем составе до 70-74 % от сухой массы белков, до 5 % липидов, около 10 % минераль­ных веществ, 10-13 % нуклеиновых кислот. На основе культивирования бактерий рода Acinetobacter разрабатывается технология получения кор­мового белка из этанола (название препарата «Эприн»), который может иметь также и пищевое назначение.

Высокой интенсивностью синтеза белков характеризуются водородо-кисляющие бактерии, способные накапливать в своих клетках до 80 % сырого белка в расчете на сухое вещество. Эти бактерии используют энергию окисления водорода для утилизации углекислоты, а некоторые штаммы и для усвоения атмосферного азота. Для культивирования водородокисляющих бактерий в составе газовой среды обычно содержит­ся 70-80 % водорода, 20-30 % кислорода и 3-5 % углекислоты. Вы­сокую эффективность при выращивании на такой газовой среде имеют бактерии родов Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Corinebacterium и др. Обычно водород для производства белковой массы получают из воды путем ее электролитического (электролиз) или фотохимического разло­жения. Углекислота может быть использована из газообразных отходов каких-либо промышленных производств, а также топочных газов, что од­новременно решает проблему очистки газовой среды. Производство кор­мового белка на основе водородокисляющих бактерий может быть также организовано вблизи химических предприятий, где в качестве побочного продукта образуется водород.

Кормовые белки из водорослей.В России и ряде других стран для производства кормового белка используются одноклеточные водоросли Chlorella и Scenedesmus, а также сине-зеленые водоросли из рода Spirulina, которые способны синтезировать белки и другие органические вещества из углекислоты, воды и минеральных веществ за счет усвоения энергии солнечного света. Для их выращивания необходимо обеспечи­вать определенные режимы освещения и температуры, а также требуются большие объемы воды. Чаще всего в естественных условиях водоросли выращивают в южных регионах с использованием бассейнов открытого типа, однако разрабатываются и технологии их культивирования в закры­той системе.

Водоросли хлорелла и сценедесмус требуют для своего выращивания нейтральной среды, их клетки имеют довольно плотную целлюлозную оболочку, вследствие чего хуже перевариваются в организме животных. Для лучшей их переваримости проводится разрушение целлюлозных оболочек посредством специальной обработки.

Клетки спирулины в 100 раз крупнее хлореллы, однако они не имеют прочной целлюлозной оболочки и поэтому лучше перевариваются в орга­низме животных. Выращивается спирулина в щелочной среде (рН 10-11), при естественных условиях в щелочных озерах.

По интенсивности накопления биомассы водоросли, хотя и уступают кормовым дрожжам и бактериям, значительно превосходят сельскохо­зяйственные растения. При их выращивании в культиваторах открытого типа с 1 га водной поверхности можно получать до 70 т сухой биомассы в год, тогда как при возделывании пшеницы – 3-4 т, риса - 5 т, сои - 6 т, кукурузы - 7 т.

Технология получения белковой массы из клеток водорослей включа­ет выращивание промышленной культуры в культиваторах открытого или закрытого типа, отделение водорослей от массы воды, приготовление товарного продукта в виде суспензии, сухого порошка или пастообразной массы. Процесс отделения клеток водорослей от массы воды энергоем­кий, так как необходимо перерабатывать большие объемы жидкости.

В России наиболее распространено выращивание хлореллы, которая применяется для кормления сельскохозяйственных животных в виде суспензии (1,5 г/л сухого вещества) или сухого порошка. Суточная норма суспензии хлореллы при кормлении молодняка крупного рогатого скота – 3-6 л, взрослых животных - 8-10 л. При добавлении в корм жвачных животных муки хлореллы допускается замена 50 % раститель­ного белка белком водоросли.

Важное значение имеет выращивание водорослей на стоках промыш­ленных предприятий, тепловых электростанций, животноводческих ком­плексов, так как в этих случаях наряду с получением кормового белка од­новременно решаются проблемы, связанные с защитой окружающей сре­ды. Так, например, выращивание культуры сценедесмус или хлореллы на стоках животноводческих комплексов в течение 15 сут позволяет почти полностью очистить их от органических веществ, исчезает запах и цвет. При культивировании водорослей на промышленных стоках или стоках тепловых станций используется отводимый с этих объектов избыток тепла, а также утилизируется углекислота, образуемая как побочный про­дукт технологических процессов и в результате сжигания различных от­ходов.

Культиваторы для выращивания водорослей открытого типа имеются во многих странах. Крупнейшая фирма по выращиванию хлореллы «Хло­релла Сан Компани» имеется в Японии. В Болгарии на водах термальных источников культивируются водоросли хлорелла и сценедесмус, причем болгарским ученым удалось получить штаммы хлореллы без целлюлоз­ной оболочки, вследствие чего биомасса таких клеток хорошо перевари­вается в организме животных. В значительном количестве белковые кон­центраты из водоросли спирулины производятся в странах центральной Африки и Мексике, где имеются щелочные озера. Крупнейшим произво­дителем различной продукции из биомассы и белков спирулины является фирма «Coca Текскоко» (Мексика). В Италии разрабатывается техноло­гия выращивания клеток спирулины на морской воде и в культиваторах закрытого типа.

В связи с тем, что биомасса водорослей рода Spirulina легко перевари­вается ферментами желудочного сока и характеризуется высоким содер­жанием белков (до 70% сухой массы), хорошо сбалансированных по аминокислотному составу, она в ряде стран используется для приготовле­ния продуктов питания, главным образом кондитерских изделий, обога­щенных белком.

Учитывая важное значение вводимых в промышленную культуру во­дорослей как дополнительного источника полноценного белка для корм­ления сельскохозяйственных животных и питания людей, учеными раз­ных направлений — селекционерами, генетиками, биохимиками — про­водятся исследования по улучшению существующих промышленных штаммов одноклеточных водорослей и получению новых генотипов, ко­торые должны сочетать в себе высокую интенсивность фотосинтеза, хо­лодоустойчивость, хорошую переваримость, способность синтезировать большое количество белка лучшего качества (повышенное содержание незаменимых аминокислот) и полнее утилизировать субстрат. Важная роль в реализации таких исследований отводится методам генетической инженерии.

Белки микроскопических грибов.Ценным источником хорошо сбалансированных по аминокислотному составу белков являются клетки мицелия многих микроскопических грибов. По своим питательным свой­ствам белки грибов приближаются к белкам сои и мяса, вследствие чего могут использоваться не только для приготовления кормовых концентра­тов, но и как добавка в пищу человека. Сырьем для промышленного выра­щивания микроскопических грибов обычно служат растительные отхо­ды, содержащие клетчатку, гемицеллюлозы, лигнин. При этом одновре­менно решаются две важные задачи — получение белковой массы и ути­лизация отходов растениеводства, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, которые могут быть источниками за­грязнения окружающей среды. Особенно важно найти активные штаммы микроорганизмов, способные утилизировать углерод лигнина, обладающего высокой устойчиво­стью к разложению микрофлорой. В природе лигнин разлагается лишь грибами коричневой и белой гнили из родов Stropharia, Pleurotus, Aborkporus, Coriolus, Stereum и др. В настоящее время в процессе иссле­дований отобраны атоксичные быстрорастущие штаммы мезо- и термо­фильных грибов для промышленного культивирования из родов Penicikium, Aspergillus, Fusarium, Trichoderma. Клетки мицелия этих гри­бов имеют тонкую клеточную оболочку, вследствие чего очень хорошо перевариваются в желудочно-кишечном тракте животных. Они содержат в своем составе комплекс ароматических веществ, улучшающих их вку­совые качества, богаты витаминами и легкоусвояемыми липидами. По сравнению с дрожжевыми белки микроскопических грибов отличаются повышенным содержанием серосодержащих аминокислот и лучшей ус­вояемостью. Концентрация нуклеиновых кислот в грибном мицелии (1-4 % от сухой массы) почти такая же, как в тканях растительного орга­низма. Вместе с тем в биомассе грибов значительно меньше, чем в дрож­жах, синтезируется белков (20-60 % от сухой массы) и у них относи­тельно медленней происходит рост биомассы (удвоение биомассы через 4-16 ч, тогда как у дрожжей через 2-3 ч).

Отдельные микроорганизмы представляют большой интерес и в качестве пробиотиков. Пробиотики– это биопрепараты, содержащие живые микроорганизмы – симбионты человека и животных, обладающие способностью восстанавливать нарушенную микроэкологию организмов. К ним относятся бифидобактерии, лактобациллы, стрептококки и др., присутствующие в организме с самого рождения. В ветеринарной практике при разработке пробиотиков, кроме названных родов бактерий, используются дрожжи и грибы (Saccharomyces cerevisiae, Candida pintolonesi, Aspergillus niger, Asp.oryzae). Пробиотики применяются с целью коррекции микроэкологии.

Сырье, используемое для приготовления среды культивирования, должно быть безвредным для человека и животных. Основной субстрат – обезжиренное молоко, гидролизованное молоко. Биомасса микробов-симбионтов концентрируется на сепараторах, далее вносятся компоненты поддерживающей среды при хранении (желатин, сахароза, обезжиренное молоко), разливаются в ампулы или флаконы, лиофилизируются. В технологии создания пробиотических препаратов в основном используются молочнокислые бактерии, реже бациллы, эшерихии и другие. Например, в состав бактолакта (Япония) входят Lactobacillus rhamnosum, Lactobacillus casei, Lactobacillus faecium, линекса (Россия) – Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, биосоприна (Украина) -Bacillus sibtilis, Bacillus cereus.

В биотехнологии важную роль играют не только сами микроорганизмы, но и их метаболиты, а именно аминокислоты, витамины (первичные метаболиты), антибиотики и др.

Лекция №10

Биотехнология и биобезопасность

Встраивание в ДНК реципиентной клетки чужеродного донорского гена сопряжено с определенными трудностями, главными из которых яв­ляются обеспечение адресной вставки гена или группы генов, а также их нормального функционирования – экспрессии. Эта проблема существу­ет постоянно и ее решение во многих случаях пока имеет случайный ха­рактер.

Еще более важной является проблема генетического риска, возмож­ного получения мутантов с содержанием токсичных или аллергенных для человека белков или других опасных соединений. Реальный риск, связан­ный с поведением чужеродного гена в реципиентной клетке, гипотетиче­ски всегда существует. Это, прежде всего, может вызываться плейотропным эффектом при взаимодействии и взаимозаменяемости генов. По мнению К.Г. Газаряна, дестабилизация генома при трансгенозе может про­исходить не только за счет обогащения генома новыми генами или мута­генного эффекта вставки, а, возможно, в силу индуцирования эндогенных систем рекомбинации и активации «молчащих» генов. Все это дает осно­вание считать теоретически возможным появление при трансгенозе опас­ных для здоровья и жизни человека генотипов.

Риск получения таких мутантов значительно возрастает при исполь­зовании искусственных, синтетических генов для получения трансген­ных растений, животных и микроорганизмов с улучшенными и принци­пиально новыми свойствами. Именно эти обстоятельства в определенной мере оправдывают тревогу многих людей, их настойчивое требование за­претить создание и особенно использование генетически модифициро­ванных организмов и получаемых из них пищевых и других продуктов или хотя бы ввести систему их обязательного маркирования.

К двум причинам можно добавить и третью – спонтанный перенос с пыльцой генов-модификаторов в другие растения, их взаимодействие с генами третьих генотипов, что может привести к появлению новых гено­типов с опасными свойствами для человека и окружающей среды.

Известно, что начало дискуссии по проблеме биобезопасности в нау­ке и обществе положили сами ученые – основатели нового направления – биоинженерии. В 1974 г. одиннадцать ведущих молекулярных биологов мира во главе с отцом генной инженерии американцем П. Бер­гом, создавшим первую рекомбинантную молекулу ДНК, обратились к мировому сообществу с письмом через журнал «Science», в котором предложили отказаться от экспериментов с рекомбинантными ДНК до проведения Международной конференции по этой проблеме. Однако уже в 1975 г. на конференции в Асиломаре (США) ученые пришли к выводу, что эксперименты в области генной инженерии, новейшей биотехноло­гии, не более опасны, чем аналогичные работы в других отраслях, но в них, как и везде, необходим строгий контроль за соблюдением мер биобезопасности.

В 1976 г. в США были приняты первые правила, регламентирующие работу с рекомбинантными микроорганизмами. В них запрещалось вы­пускать их за стены лабораторий. В конце 70-х годов в большинстве стран мира было разработано соответствующее законодательство. Постепенно эти правила корректировались в сторону смягчения жесткости требова­ний. Тридцать лет интенсивных работ в мире по новейшей биотехноло­гии – генетической инженерии – подтвердили их безопасность.

В лабораториях, осуществляющих генно-инженерные исследования и получение трансгенных организмов, не связанных с созданием биоло­гических средств поражения людей и природы, не зарегистрировано слу­чаев получения опасных для здоровья и жизни человека, а также для ок­ружающей среды генотипов растений и животных. Микробиологи целе­направленно ведут работы по усилению или ослаблению вирулентных и других свойств бактерий, решая ряд важных проблем медицинской био­безопасности и защиты государств от бактериологического оружия и аг­рессии. К сожалению, мировой терроризм не останавливается перед выбором средств для своих преступлений. Он использует в этих целях и опасные для жизни людей биоресурсы. Мировому сообществу предстоит срочно выработать и осуществить систему самых эффективных мер по пресече­нию терроризма и недопущения использования достижений биологиче­ской науки в его зловещих целях.

Ученые в состоянии обеспечить многолетнюю стабильность биобезо­пасности в биоинженерии. Ее можно объяснить следующими основными положениями. Во-первых, биоинженеры используют в своих работах природные гены, кото­рые на протяжении всей эволюции участвовали и участвуют в рекомбиногенезе, подвергаются отбору и элиминации, вследствие чего выработа­лись механизмы на всех уровнях организации биологических объектов, обеспечивающие устойчивый характер репарации процессов биосинтеза белков и их качества. Во-вторых, во всех биоинженерных лабораториях разработаны и постоянно применяются эффективные методы мониторинга за качеством получае­мых трансгенных организмов и, прежде всего, за качеством и свойствами белковых и других компонентов вновь созданных генотипов. Это позво­ляет заблаговременно, на этапе создания генетически моди­фицированных организмов (ГМО) в лаборатории, выявлять опасные для человека и окружающей среды генотипы и не допускать их выпуска из лаборатории для использования в производстве. По мнению большинства генных инженеров, методическая оснащен­ность мониторинга за созданием и использованием ГМО нуждается в дальнейшем совершенствовании. Должны быть разработаны новые мето­дики для своевременного выявления токсичных и аллергенных веществ у трансгенных объектов, охватывающие группы и классы соединений низ­комолекулярной природы. И, в-третьих, для создания генетически модифицированных организмов специа­листы отбирают известные, проверенные природные гены и их регуляторные генетические структуры. Созданные на их основе векторы обес­печивают получение трансгенов с заданными свойствами. В конечном итоге это и обеспечивает создание безопасных для людей и окружающей среды новых генотипов, получающих разрешение на использование в производстве.

В целом ситуация с генно-инженерными исследованиями по трансгенозу должна оставаться под строжайшим контролем ученых и государст­ва. По мнению ряда исследователей технология получения трансгенных животных далека от совершенства. Непредсказуемость результатов пере­носа чужеродных генов и наличие неожиданных эффектов ограничивает по их мнению практическое применение методов трансгеноза в животно­водстве. Ученые биоинженерных центров – мировых и националь­ных – должны активно развивать работы по совершенствованию техни­ки, методов, технологий и критериев биобезопасности ГМО. И только на такой основе они смогут ускорять процесс создания принципиально новых генотипов растений, животных и микроорганизмов для повышения устойчивости и продук­тивности агропромышленного производства, решения сложных проблем современной медицины и других направлений науки и экономики.

Критерий, показатели и методы оценки генетически модифицированных организмов и получаемых из них продуктов на биобезопасность.Важным этапом оценки биобезопасности генно-инженерно-модифицированных организмов и полученных из них пищевых и других продук­тов является санитарно-гигиеническая экспертиза. При этом должны проверяться: химический состав исходных и трансгенных растений; не ухудшилась ли биологическая ценность и усвояемость приготовленных из ГМО продуктов; не могут ли ГМО и полученные из них продукты вызывать аллергию или влиять на иммунную систему чело­века; не окажутся ли они токсичными, канцерогенными или мутаген­ными; не влияют ли чужеродные гены на репродуктивные функции животных и чело­века; не сможет ли введенный ген переноситься в другие организмы и будет ли пе­редаваться потомкам растений; не влияет ли новый ген на поражаемость растений болезнями и повреждаемость вредителями; не влияют ли трансгенные растения на почвенную микрофлору и другие составляю­щие биоценоза и др.

Обязательной и крайне важной является также медико-биологическая оценка пищевой продукции, полученной из ГМО. Например, в России разработаны методические указания «Медико-биологическая оценка пищевой продукции из генетически мо­дифицированных источников». Методическими указаниями установлены порядок гигие­нической экспертизы и государственной регистрации пищевой продук­ции, полученной из генетически модифицированных источников. Утвер­ждены методики медико-гигиенической, медико-биологической оценки и клинических испытаний новых видов пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников. Методические указания являются официальным изданием и их выполнение должно строго кон­тролироваться Минздравом РФ, а также соответствующими юридически­ми и правовыми органами.

Особенности государственного регулирования генно-инженерной деятельности и контроля за биобезопасностью получения и использования ГМО в США.Штаты занимают первое место в мире по объемам производства генетически модифицированной продук­ции. В стране приняты законы и постановления Конгресса и президента, разрешающие использование ГМО в производстве. Половина посевов сои и четвертая часть посевов кукурузы в фермерских хозяйствах заня­ты трансгенными сортами и гибридами. За государственную регистрацию генетически модифицированных организмов отвечают три ведомст­ва – Министерство здравоохранения, Министерство сельского хозяйства и Министерство экологии. Принятие решения о регистрации или не реги­страции модифицированных организмов каждое из этих министерств принимает самостоятельно, независимо. Положительное решение может быть принято только на основании согласия всех трех ведомств. Департа­мент сельского хозяйства (USDA), его Служба ветеринарной ин­спекции и защиты растений (APHIS) в соответствии с утвержденными правилами и процедурой уведомления (нотификацией) принимает ре­шения о передвижении генетически модифицированных организмов между штатами, об импорте и выпуске их в окружающую среду. Эти правила впервые были опубликованы и вступили в силу еще в марте 1993 г.

Своевременное создание эффективной нормативно-правовой базы биотехнологии и биоинженерии было еще одним фактором, обес­печивающим ускоренное развитие науки и практики в области генно-ин­женерной деятельности. Главное направление в биоинженерии – создание генетически модифицированных сортов и гибридов сои, куку­рузы, хлопчатника, сахарной свеклы, картофеля, томатов, рапса и других культур, устойчивых к тотальному гербициду раундапу (глифосфату) грибным болезням и насекомым. Интенсивно также ведутся исследова­ния по созданию сортов пшеницы и других культур, устойчивых к гриб­ным и вирусным заболеваниям. Наибольшие успехи в создании устойчи­вых сортов и гибридов перечисленных выше культур, достигли ученые всемирно известной фирмы «Монсанто» (Сент-Луис, штат Миссури).

Никаких проблем с выращиванием и реализацией семян и зерна гене­тически модифицированных сортов и гибридов сои, кукурузы и других культур фермеры не испытывают и не выдвигают. За их счет они получают существенную добавку к прибыли, сокращая затраты на герби­циды и пестициды и уход за посевами. Обязательного маркирования продовольственных товаров, получен­ных из генетически модифицированных сортов и гибридов, в Штатах пока не вводили. По желанию покупателей его могут ввести на любом торго­вом предприятии в любое время.

Казахстан - подписант Картохенского Протокола. Изучение проблемы регулирования оборота ГМО на основе законодательства Картахенского Протокола (Cartagena Protocol of Biosafety), позволило Казахстану разработать проекты «Концепции государственного регулирования оборота и контроля ГМО в РК», а также ряда нормативных документов, и создать предпосылки для формирования системы их регулирования в РК. Проведенный анализ показал, что практически ни в одной стране нет законодательства, способного предотвратить непредсказуемые последствия при создании, использовании и распространении ГМО. Сегодня в мире существует два различных принципа при решении проблем регулирования ГМО: принцип «предосторожности», которого придерживается ЕС, и принцип «существенной эквивалентности», которого придерживаются США, Австралия, Канада и др.страны (Е.М.Раманкулов, 2011).

Проведенный мониторинг показал, что на рынки РК бесконтрольно поступает пищевая продукция, содержащая ГМ-ингридиенты. РК целесообразно придерживаться в своей политике принципа предосторожности, который основан на крайней осторожности в использовании ГМО и требует введения маркировки «Продукт содержит ГМО», что очень важно для обеспечения пищевой безопасности.

Важным положением Картахенского Протокола является право проводить оценку рисков продуктов генноинженерной деятельности для принятия решения относительно их импорта. В рамках выполнения принятых на себя обязательств, Правительство РК назначило Министерство сельского хозяйства – национальным координационным центром, Министерство образования и науки – компетентным органом. При этом первое министерство является контактным органом между Казахстаном и Секретариатом Протокола, а второе – отвечает за выполнение административных функций. Национальный центр биотехнологии РК определен как центр по реализции механизма посредничества по биобезопасности (МПБ). Последний действует в качестве центрального рынка информации, на котором происходит оперативный взаимный обмен информацией по биобезопасности между всеми сторонами Протокола.

В настоящее время разработан проект Закона РК «О государственном регулировании генно-инженерной деятельности», который в настоящее время находится на рассмотрении Парламента. Задачами данного законопроекта являются защита здоровья населения; охрана окружающей среды при использовании ГМО, сохранение биологического разнообразия; обеспечение безопасности страны при осуществлении генно-инженерной деятельности; развитие генно-инженерной деятельности и др.

Реакция мировой общественности на ускоренное развитие биотехнологии и биоинженерии в ведущих странах мира.Во многих странах ЕЭС сложилось отрицательное отношение обще­ственности к развитию биотехнологии, главным образом, к созданию и использованию генноинженерно-модифицированных организмов. Европарламент и правительство ЕЭС приняли ряд специальных документов, ограничивающих и далее запрещающих выпуск в окружающую среду ге­нетически модифицированных растений и других организмов.

В то же время в США, Великобритании, Франции, странах Восточной Европы приняты важные правительственные решения в поддержку био­технологии и биоинженерии, разрешающие использование генномоди­фицированных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур. Среди активных противников биоинженерных модификаций, как правило, ученых почти нет. В большинстве своем это политики, предпри­ниматели, представители СМИ. Научно обоснованных, проверенных ар­гументов против создания и использования ГМО и полученных из них продуктов ими не выдвигаются. А на­званные ими факты о, якобы, имевших место случаях нанесения ущерба здоровью людей или их гибели от использования генно-модифицированной пищи на поверку оказались не имеющими никакого отношения к трансгенным организмам.

Научно обоснованный прогноз событий вокруг проблемы трансге­нных организмов свидетельствует о том, что общественная волна протес­та в мире, в том числе и в России, уже достигает своего апогея и при стро­гом соблюдении всех требований законов и углубленном научном мони­торинге всего биоинженерного процесса в дальнейшем будет постепенно затухать.

По мнению специалистов-биотехнологов страны, которые искусст­венно выдвигают различные причины, задерживающие развитие биотех­нологии и биоинженерии и использование их достижений в производст­ве, в конечном итоге понесут значительный экономический урон, так как объем важнейшей биотехнологической и генно-инженерной продукции на мировом рынке будет постоянно возрастать, и они вынуждены будут тратить значительную часть своих валютных средств на покупку этих то­варов на мировом рынке.

Контрольные вопросы: Назовите критерий, показатели и методы оценки генетически модифицированных организмов и получаемых из них продуктов на биобезопасность? Какие работы проводятся в Республике Казахстан в рамках Картохенского Протокола?