Оригинал материала
ГМО — мифические опасности
По данным Росстата, в России за 2012 год стоимость овощей, а также картофеля выросла более чем в 1,5 раза [1]. Существенно выросли цены и на другие продукты питания. Для многих граждан этот рост представляет реальную финансовую проблему, и в связи с этим хотелось бы иметь более доступные, но в то же время качественные продукты. Одним из способов увеличения урожайности и снижения себестоимости сельскохозяйственных продуктов является селекция. Но что такое селекция?
В живых организмах постоянно происходят мутации. «Мутация» в разговорной речи, как правило, ассоциируется с чем-то негативным, но это совершенно нормальное и неизбежное биологическое явление — изменение последовательностей ДНК, составляющих геномы живых существ. Если бы в природе не было мутаций, не было бы эволюции, не было бы нас. Хотя большинство мутаций не приводит к каким-либо заметным эффектам, некоторые мутации у растений могут приводить к тому, что растение начинает лучше или быстрее расти, давать более крупные плоды. Систематически отбирая лучшие (с нашей точки зрения) растения, высаживая их на полях и тем самым осуществляя селекцию, мы увеличиваем урожайность полей и качество выращиваемых культур. Сегодня практически никто не выращивает дикие варианты растений для последующего употребления в пищу. Скажем, дикая форма кукурузы, теозинт, не показалась бы читателю съедобной.
Недостатком селекции является то, что порой приходится долго ждать появления растений с необходимыми свойствами, ведь мутации могут произойти где угодно, а вовсе не там, где надо. Чтобы ускорить появление нужных растений, иногда даже используют мутагены, приводящие к более быстрому накоплению мутаций. При таком подходе иногда среди тысяч получившихся «мутантов», многие из которых хуже исходного растения, найдется несколько с нужными свойствами. Если повезет.
Современные технологии и исследования в области генной инженерии позволили в гонке за более качественными сортами растений перейти от использования мутаций случайных к внесению мутаций направленных. Если мы не хотим, чтобы наш урожай съели насекомые, мы можем полить поля пестицидами, а можем сделать растения ядовитыми для вредителей. Если мы хотим, чтобы наше растение было богаче определенным витамином, мы можем вставить в него гены, необходимые для синтеза этого витамина (например, так был сделан «золотой рис», богатый витамином А). И так далее. Продукты генной инженерии сегодня называют генетически модифицированными организмами (ГМО). Как это часто бывает с новыми технологиями, нашлись люди, которые считают ГМО опасными. В рамках одного из круглых столов на зимней научной школе «Современная биология и биотехнологии будущего» [2] мы попробовали разобраться в справедливости этих опасений. В данной статье это будет сделано на примере разбора лекции Ирины Ермаковой «ГМО: реальные и мнимые угрозы», прочитанной 23 октября прошлого года в рамках мультимедийного проекта «Лекто-РИА» (РИА новости), в которой были собраны вместе основные аргументы противников ГМО.
Опасение: ГМО по определению не могут быть безопасны потому, что любое вмешательство приводит к появлению организмов с неизвестными свойствами.
На самом деле, в каждом живом существе, в каждой клетке регулярно происходят новые мутации. В этом смысле «появление организмов с неизвестными свойствами» происходит постоянно и без нашего участия. Это происходит и в дикой природе, и на огороде на даче, и при селекции на крупной ферме. Такая претензия может быть предъявлена абсолютно любым продуктам питания. Само по себе это не может быть поводом для опасения.
Более того, многие технологии, которые используют генные инженеры для создания ГМО, естественным образом встречаются в природе. Например, Т-плазмида, которую генные инженеры научились использовать для внедрения нужных генов в растения, была исходно взята у природной агробактерии. Агробактерии используют эту плазмиду, чтобы внедрять в растения нужные ей гены. Но пока «генной инженерией» занимались бактерии, это никого не пугало, но стоило этим заняться людям… Тут все и началось.
Опасение: в некоторых работах в результате потребления ГМО были выявлены патологии внутренних органов, образование опухолей, изменение гормонального уровня, бесплодие у животных и человека.
В прессе иногда появляются сообщения о том, что в такой-то работе показана опасность ГМО, например на грызунах. К сожалению, для большинства людей не представляется возможным проверить качество выполнения подобных работ. Чаще всего подобные работы содержат грубые методологические ошибки. В качестве примера вспомним нашумевшую работу французского биолога Сералини, который кормил крыс генетически модифицированной кукурузой и утверждал, что у крыс, которые ели ГМО, чаще возникали опухоли [3]. Оказалось, что в его работе отсутствовал статистический анализ. Когда такой анализ был проведен и опубликован в том же журнале, что и сама работа, выяснилось, что те отличия, которые выдавались за эффект ГМ-кукурузы, не выходят за рамки случайного разброса данных [4]. Если же отказаться от статистического анализа и интерпретировать данные так, как это делает Сералини, то из его работы можно сделать и совершенно парадоксальный вывод, что поедание ГМ-кукурузы увеличивает продолжительность жизни самцов крыс. В своем ответе многочисленным критикам Сералини лишь вскользь упомянул эту проблему, сказав, что «статистика не говорит правду, но помогает понять результаты» [5]. Подробно эта работа уже разбиралась в ТрВ-Наука № 114, с. 10 [6] ,
Во многих работах, на которые ссылаются противники ГМО, никакого вреда от ГМО даже не заявлено. Например, в попытке обосновать опасность потребления, Ирина Ермакова ссылается на работу 2007 года Сакамото [7]. Но в выводах работы сказано: «…эти результаты указывают, что длительное потребление диеты, содержащей до 30% ГМ сои, не имеет наглядных негативных эффектов для крыс». Почему-то эта работа упоминается Ермаковой в одном ряду с работой Сералини, на которую она тоже ссылается как на доказательство вреда ГМО.
На сегодняшний день утверждения о патологиях, связанных с употреблением ГМО, ограничиваются анекдотами, домыслами и ссылками на работы весьма низкого качества или на работы, в которых речь идет совсем о другом. Можно привести лишь одно исключение. Известен случай, когда сделали генетически модифицированную сою с геном бразильского ореха, кодирующего белок альбумин [8]. Оказалось, что люди, у которых была аллергия на бразильские орехи, часто вырабатывали аллергию на данную ГМ-сою. Для тех людей, кому опасно есть орехи, могут быть опасны растения с генами этих орехов. Такого рода проблемы сейчас отслеживаются на стадии испытаний ГМ-сортов.
Опасение:транснациональные компании на этом деле делают большие деньги.
Безусловно, производство ГМО приносит определенную прибыль, иначе бы этим не занимались. Но в то же время существует не менее успешный бизнес вокруг продажи «органик» продуктов (заявленных как продукты, в производстве которых не использовались никакие современные технологии, включая генную инженерию). Органические продукты обходятся потребителю в среднем на 10-40% дороже, чем аналоги [9]. Рынок органических продуктов стремительно растет. Так, продажи органических продуктов в 2002 году составили 23 млрд долл. США [10], а в 2008 году-уже 52 млрд [11]. Думаю, что существенный вклад в рост популярности органических продуктов вносит распространение идеи об опасности ГМО. К слову, о корпорациях: в Северной Америке в 2012 году большая часть производителей органической пищи была приобретена мульти-национальными корпорациями [12]. Аналогично, использование некоторых видов ГМО, например растений, ядовитых для вредителей, невыгодно химическим компаниям, производящим пестициды.
В связи с этим борьба против ГМО представляет не меньший экономический интерес для множества заинтересованных лиц и организаций, чем лоббирование ГМО для производителей ГМО. Отметим, что сам факт, что кто-то на чем-то зарабатывает, едва ли говорит о том, что производимый продукт не качественный. Хочется еще раз подчеркнуть, что крупные корпорации — это не уникальное свойство производителей ГМО, такие же корпорации есть и среди конкурентов.
Несколько слов о крупнейших компаниях, производящих ГМ-растения. Действительно, это лишь несколько гигантов, самые известные из которых Монсанто и Сенгента. По сути эти корпорации монополизировали рынок коммерческих ГМ-технологий. Сверхстрогие регуляции в области биотехнологий приводят к тому, что ни одна стартовая биотехнологическая компания не может пробиться и составить конкуренцию гигантам. В лучшем случае их просто выкупают. В связи с этим хотелось бы демонополизировать рынок. Неплохим началом было бы поощрение разработки и использования собственных, независимых ГМ-культур на территории России.
Опасение: от ГМО погибает скот. Фермер Готфрид Глекнер (Gottfried Gloeckner) выиграл судебное дело против корпорации Сенгенты, так как из-за разработанного ими ГМ-корма погибли его коровы.
Такая история была, но до сих пор никакого процесса фермер не выиграл. Никаких подтверждений тому, что смерть коров этого фермера связана с конкретным видом ГМ-кукурузы (BT 176), нет. Более того, экспертиза Института Роберта Коха установила, что причины смерти изученных ими коров Глекнера — неадекватный уход и болезни, включая ботулизм [13]. Вообще ничего экстраординарного в этом происшествии нет. Например, пару лет назад в штате Висконсин погибло более 200 коров [14] , предположительно, в связи с эпидемией инфекционного заболевания.
Опасение: ГМО вызывает рак.
Существуют технологии встраивания генов в клетки млекопитающих с помощью аденовирусов. Они могут применяться в лечении некоторых генетических заболеваний. Примером заболевания, где перспективно применение таких технологий, является амавроз Лебера. Это наследственное заболевание сетчатки глаза, ведущее к нарушению работы и последующей смерти светочувствительных клеток (палочек и колбочек). Чаще всего это происходит из-за отсутствия работающей формы гена RPE65, без которого нарушается производство зрительного пигмента. Ген RPE65 можно встроить в аденовирус, а затем произвести инъекцию вируса в сетчатку. Опыты на собаках и грызунах, а также последующие исследования на людях показали, что таким образом можно добиться улучшения зрения больных [15].
Однако существуют опасения, связанные с использованием подобных технологий: аденовирусы могут способствовать развитию раковых заболеваний у тех организмов, в которые их встраивают. Эти опасения неправомерно переносятся некоторыми критиками на ГМО, видимо потому, что это тоже форма генной инженерии. Разумеется, эта связь генной инженерии с онкологией не имеет никакого отношения к генетически модифицированным продуктам питания: повышенный риск рака если и возникает, то у того организма, клетки которого подвергают генной инженерии с помощью вирусов, а не у того, кто этот организм съест. К тому же для создания ГМО используются несколько другие технологии.
Более анекдотическими являются опасения, связанные с тем, что некоторые агробактерии, плазмиды из которых используются в генной инженерии растений, могут вызывать у растений подобие опухоли. Но эти опухоли вообще не имеют ничего общего с раком у млекопитающих, а с самими агробактериями человек встречается всё время, как с элементами нормальной окружающей среды.
Опасение: поедание организмов друг другом может лежать в основе горизонтального переноса, поскольку показано, что ДНК переваривается не до конца и отдельные молекулы могут попадать из кишечника в клетку и в ядро, а затем интегрироваться в хромосому. Чужеродные генетические вставки были обнаружены в клетках разных органов животных и человека.
Существуют экспериментальные работы, свидетельствующие о том, что в небольших количествах чужеродная ДНК может проникать внутрь организма животных и обнаруживаться внутри некоторых клеток, в частности некоторых клеток иммунной системы [16]. Существует точка зрения, что это может быть частью защитного механизма по борьбе с чужеродными патогенами [16]. В нашей исследовательской группе есть работа, в которой мы обнаружили следы РНК нескольких растительных генов, анализируя базу данных прочитанных фрагментов РНК, выделенных из тканей человека [17]. Однако все подобные утверждения требуют тщательных проверок и независимых воспроизведений.
Независимо от того, происходит ли проникновение чужеродной ДНК в организм из еды, механизм такого проникновения не будет специфичным для трансгенных организмов. ДНК обычной картошки ничем не отличается по физическим и химическим свойствам от ДНК трансгенной картошки, и если организм может впустить ДНК трансгена, он впустит и ДНК обычной картошки. Люди всегда употребляли в пищу чужеродную ДНК, и от этого мы не стали фотосинтезирующими многоногими бесплодными грибами с ботвой, растущей из ушей.
Опасение: ГМО приводит к исчезновению насекомых.
Типичной генетической модификацией, позволяющей бороться с вредителями, является создание генетически-модифицированных генов, экспрессирующих ген cry бактерии Bacillus thuringiensis, В связи с этим возникали опасения, что этот токсин повлияет на нецелевые живые организмы. Оказывается, что токсин этот распрыскивали на полях во Франции еще с 1935 года и в США с 1958 года, при этом никакого вреда для окружающей среды обнаружено не было [18]. Известно, что токсин действует только на представителей некоторых отрядов насекомых, поскольку для действия токсину нужно связываться с определенными рецепторами эпителиальных клеток насекомого. Если таких рецепторов нет, токсин не может подействовать. Тем не менее, ясно, что какие-то насекомые могут пострадать.
В 1999 году в журнале Nature была опубликована работа, в которой говорилось, что данный токсин вредит личинкам бабочки монарх [19]. На эту работу ссылаются некоторые противники ГМО, забывая упомянуть, что эта статья положила начало нескольким исследованиям по оценке риска для популяции бабочек в связи с использованием ГМ-растений с встроенным геном Bt-токсина как в полевых, так и в экспериментальных условиях. Эти исследования показали, что в реальных условиях бабочкам ничего не грозит [20]. На основании проведенных исследований были сделаны выводы, что «коммерческое культивирование Bt-кукурузы не несет существенного риска популяции монарха», а также, что, несмотря на увеличение количества полей, на которых сеют Bt-растения, количество бабочек монарх растет [21]. Это не значит, что использование ГМО с геном Bt-токсина вообще не скажется на жизни нецелевых насекомых. Наверное, как-то скажется. Но это явно более привлекательная альтернатива, чем поливание полей тоннами пестицидов.
Опасение: пчелы исчезают во всех странах мира. К началу июня в США погибло более 1 млн пчелиных семей. Пчеловоды склоняются к ГМО-версии.
В некоторых местах, действительно, происходит массовое исчезновение пчелиных колоний. Во всяком случае этот вопрос, действительно, поднимался в научной литературе. Анализ влияния Bt-растений на пчел показал, что на выживании взрослых пчел и их личинок Bt-токсин не сказывается [22]. Кроме того, искали, но не обнаружили корреляции между регионами, где культивируют ГМ-растения и где происходит исчезновение колоний пчел [23].
Критика: ГМО не увеличили прибыли фермеров в большинстве стран мира.
Это не так. В 2010 году прибыль ферм за счет привлечения ГМ-растений выросла по всему миру на 14 млрд долл. [24]. Более половины этой суммы приходится на фермеров из развивающихся стран. Согласно обзорам, в среднем фермеры в развитых странах увеличили свой урожай за счет ГМО на 6%, в остальных странах — на 29%. 72% фермеров по всему миру испытали положительные экономические изменения. Наибольшую пользу извлекли небольшие хозяйства из развивающихся стран [25].
Критика: ГМО не уменьшили объем применения гербицидов и пестицидов, а, наоборот, увеличили.
Это не так. Обработка почвы уменьшилась на 25-58% при выращивании сои, устойчивой к гербицидам [25]. Использование инсектицидов на полях с Bt-растениями сократилось на 14-76% [26].
Опасение: многие генетически модифицированные растения через одно-два поколения становятся бесплодными.
Это делается специально, в том числе и для того, чтобы ГМ-растения не проникли в дикую природу. То, что некоторые ГМ-растения становятся бесплодными, вовсе не значит, что они сделают бесплодными тех, кто их съест. Кроме того, столь же бесплодны растения, получаемые из обычных семян: это так называемые гибриды F1, которые растут лучше родителей и приносят больший урожай, но сами не дают семян.
Критика: ученые неоднократно предупреждали об опасности ГМО. ГМО оказывают негативное воздействие на здоровье человека и животных.
Большинство ученых и научное сообщество в целом не разделяют точку зрения об опасности ГМО, что хорошо видно как из контекста имеющихся научных публикаций, так и из заявлений крупных научных и здравоохранительных организаций.
В заключение к этой статье приведу отрывок публикации на сайте Всемирной организации здравоохранения [27]:
«Разные ГМ-организмы имеют разные гены, вставленные различными путями. Это значит, что безопасность ГМ-продуктов должна оцениваться отдельно в каждом случае и что нельзя сделать вывода о безопасности всех ГМ-продуктов.
ГМ-продукты, доступные на международном рынке, на сегодняшний день прошли проверку и едва ли представляют риск здоровью человека. Кроме того, не обнаружено никаких эффектов ГМ-продуктов на здоровье людей в странах, где ГМ-продукты были одобрены».
Александр Панчин
1. www.rg.ru/2012/08/09/produkti-site.html
2. http://winter.futurebiotech.com
3. Seralini GE, Clair E, Mesnage
R, Gress S, Defarge N, Malatesta M, Hennequin D, de Vendomois JS: Long term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerant genetically modified maize. Food Chem Toxicol 2012, 50(11):4221-4231.
4. Panchin AY: Toxicity of roundup-tolerant genetically modified maize is not supported by statistical tests. Food Chem Toxicol 2012.
5. Seralini GE, Mesnage R, Defarge N, Gress S, Hennequin D, Clair E, Malatesta M, de Vendomois JS: Answers to critics: Why there is a long term toxicity due to a Roundup-tolerant genetically modified maize and to a Roundup herbicide. Food Chem Toxicol 2013, 53:461-468.
6. http://trv-science.ru/2012/10/09/gmo-uvelichivaet-prodolzhitelnost-zhizni-samcov-krys
7. Sakamoto Y, Tada Y, Fukumori N, Tayama K, Ando H, Takahashi H, Kubo Y, Nagasawa A, Yano N, Yuzawa K
et al: [A 52-week feeding study of genetically modified soybeans in F344 rats]. Shokuhin Eiseigaku Zasshi 2007, 48(3):41-50.
8. Nordlee JA, Taylor SL, Townsend JA, Thomas LA, Bush RK: Identification of a Brazil-nut allergen in transgenic soybeans. N Engl J Med 1996, 334(11):688-692.
9. Winter C, Davis S: Journal of Food Science 2006, 71(9):117-124.
10. The Global Market for Organic Foo & Drink. Organic Monitor. 2002.
Retrieved 2006-06-20.
11. Food: Global Industry Guide. Data-monitor. 2009. Retrieved 2008-08-28.
12. Strom, Stephanie (July7, 2012). «Has ‘Organic’ BeenOversized?». The
New YorkTimes.
13. http://www.gmo-safety.eu/archive/201.dead-dairy-cows-maize-under-suspicin.html
15. Stein L, Roy K, Lei L, Kaushal S: Clinical gene therapy for the treatment of RPE65-associated Leber congenital amaurosis. Expert Opin Biol Ther 2011, 11(3):429-439.
16. Schubbert R, Renz D, Schmitz B, Doerfler W: Foreign (M13) DNA ingested by mice reaches peripheral leukocytes, spleen, and liver via the intestinal wall mucosa and can be covalently linked to mouse DNA. Proc Natl Acad Sci U S A 1997, 94(3):961-966.
17. Panchin AY, Spirin SA, Lukyanov SA, Lebedev YB, Panchin YV: Human trash ESTs-sequences from cDNA collection that are not aligned to genome assembly. J Bioinform Comput Biol 2008, 6(4):759-773.
18. www.bt.ucsd.edu/bt_history.html.
19. Losey JE, Rayor LS, Carter ME: Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 1999, 399(6733):214.
20. Sears MK, Hellmich RL, Stanley-Horn DE, Oberhauser KS, Pleasants JM, Mattila HR, Siegfried BD, Dively GP: Impact of Bt corn pollen on monarch butterfly populations: a risk assessment. Proc Natl Acad Sci U S A 2001, 98(21):11937-11942.
21. Gatehouse AM, Ferry N, Raemaekers RJ: The case of the monarch butterfly: a verdict is returned. Trends Genet 2002 18(5):249-251.
22. Duan JJ, Marvier M, Huesing J, Dively G, Huang ZY: A meta-analysis of effects of Bt crops on honey bees (Hymenoptera: Apidae). PLoS One 008, 3(1):e1415.
23. Lemaux PG: Genetically engineered plants and foods: a scientist’s analysis of the issues (part II). Annu Rev Plant Biol2009, 60:511-559.
24. Brookes, Graham and Barfoot, Peter (May 2012) GM crops: global socio-economic and environmental impacts 1996-201 PG Economics Ltd.
25. Carpenter JE: Peer-reviewed surveys indicate positive impact of commercialized GM crops. Nat Biotechnol 010, 28(4):319-321.
26. Kathage J, Oaim M: Economic impacts and impact dynamics of Bt (Bacillus thuringiensis) cotton in India. Proc Natl Acad Sci U S A 2012,109(29):11652-11656.
27. www.who.int/foodsafety/publications/biotech/20questions/en/