–PAGE_BREAK–2. Основні завдання генної інженерії в галузі харчового виробництва
Зростання народонаселення світу загострює проблему забезпечення людей їжею. Як свідчать розрахунки, щоб забезпечити бодай мінімальні потреби населення світу, в найближчі 20-25 років необхідно подвоїти кількість продовольства, різко збільшити виробництво харчового білка, довівши його кількість хоча б до 40-50 млн т на рік. Багато людей у світі вмирають від діареї, малярії, кору, інших хвороб неаліментарного генезу, проте могли б вижити, якби краще харчувалися. Наслідком недоїдання вагітних жінок — мільйони смертей серед матерів і немовлят під час пологів, а також крововиливи і сепсис у післяпологовий період. Усього півстоліття тому Голодомор в Україні штовхав людину до такого антисоціального явища, як канібалізм.
Для підвищення кількості та якості їжі традиційних заходів нині недостатньо. Саме через це виробництво харчових продуктів стало найважливішим напрямом генної інженерії. Завдання цього напряму — підвищення на принципово новій основі врожайності сільськогосподарських рослин, передусім злакових культур як джерела хліба, а також підвищення продуктивності сільськогосподарських тварин як джерела м’яса та м’ясопродуктів. Тому, враховуючи важкий економічний стан багатьох країн світу, якщо нині на одну шальку терезів покласти голод і всі проблеми людства, пов’язані з ним, а на другу — використання трансгенних продуктів, ймовірно, більшість віддасть перевагу останньому, не знаючи всіх віддалених небезпечних наслідків широкого використання ГМО.
Ще одне важливе завдання — удосконалення якісних характеристик харчової продукції. Генна інженерія дає змогу реалізувати Його через:
· зменшення накопичення у продуктах шкідливих речовин; збільшення накопичення корисних речовин;
· поліпшення технологічних властивостей продовольчої сировини;
· корінної зміни характеристик продукції для поліпшення її дієтичних, смакових і харчових властивостей.
Прикладом досліджень щодо зменшення накопичення токсичних речовин можуть слугувати спроби створення батата, який не накопичує ціаногенних глікозидів у корінні та листках. Ця культура є важливим харчовим продуктом для 400 млн осіб, головним чином у країнах, що розвиваються.
Дослідження щодо створення рису, здатного у збільшеній кількості накопичувати ферум, провели японські вчені. Вони ізолювали ген феритину (білка, одна молекула якого накопичує 4500 атомів феруму) з підвищеною активністю із проростків сої. Цей ген було інтродуковано у геном рису. Дослідження ліній трансформованих рослин виявили, що накопичення феритину в їхньому зерні втричі більше, ніж у зерні вихідних ліній. Анемія, зумовлена дефіцитом феруму, — один з найпоширеніших і тяжких наслідків порушення харчування. За даними ЮНІСЕФ, у світі 2 млрд людей страждають від залізодефіцитної анемії, а кількість людей, які відчувають дефіцит феруму, становить 3,7 млрд, більшість з яких жінки.
Виводячи сорт рису, що має назву «Золотий рис», фахівці дбали про те, щоб він мав вищий рівень бета-каротину. Через недостатність вітаміну А у світі щороку вмирає мільйон дітей. А ще 230 млн дітей, за даними ВООЗ, живуть під загрозою клінічної чи субклінічної недостатності вітаміну А — стану, якому здебільшого можна запобігти. Збагачення їжі вітаміном А, за даними ЮНІСЕФ, на 23% знижує дитячу смертність. Створення «Золотого рису» вважають найідеальнішим досягненням науковців за останній час.
Для отримання продукції з бажаними технологічними властивостями вже наприкінці 80-х років у різних галузях харчової промисловості почали конструювати і використовувати рекомбінантні ферменти і харчові добавки, які давали б змогу інтенсифікувати певні технологічні процеси, отримувати продукти поліпшеної якості (табл. 3).
Таблиця 3. Використання рекомбінантних ферментів у харчовій промисловості
Особливу увагу приділяють модифікації молока. Беручи до уваги ту обставину, що після питного молока найпоширенішим молочним продуктом є сир і в країнах ЄС щороку його виготовляють понад 6 тис. т, генно-інженерні роботи спрямовано в основному на поліпшення такої технологічної властивості молока, як сиропридатність (табл. 4).
Зі вростанням розуміння важливості здорового способу життя збільшився попит на харчові продукти, які не містять шкідливих речовин. Приклади конструювання продуктів «здорового способу життя» (healthy food products) — створення голландськими біотехнологами цукрового буряка, який продукує фруктан — низькокалорійний замінник цукрози, та створення групою вчених на Гаваях безкофеїнової кави. У першому випадку в геном буряка інтродукували ген єрусалимського артишоку, який кодує фермент, що перетворює сахарозу у фруктан. У такий спосіб 90% накопиченої цукрози в трансгенних рослинах перетворюється на фруктан. У другому випадку було ізольовано ген фермента, який каталізує критичний перший крок синтезу кофеїну в листках і зернах кави. Через використання агробактеріум-опосередкованої трансформації була влаштовано антисмислову версію цього гена у клітини культури тканин кави Арабіки. Аналіз трансформованих клітин виявив, що рівень кофеїну в них становить усього 2% нормального.
Таблиця 4. Напрями модифікації молока
Дослідження з поліпшення якісних характеристик рослинницької продукції’ добре ілюструють можливості сучасних ДНК-технологій у вирішенні найрізноманітніших завдань.
–PAGE_BREAK–3. Біобезпечність генетично модифікованих організмів
Біологічна безпечність серед інших екологічних безпек дуже специфічна і ще мало вивчена. Офіційно біологічне забруднення характеризують як «забруднення способом свідомого або випадкового вселення нових видів, які безперешкодно розмножуються в умовах відсутності в них природних ворогів і витісняють місцеві види живих організмів». Якісна відмінність цього виду забруднення від інших полягає у здатності його компонента до розмноження, адаптації і передачі спадкової інформації в довкіллі, мобільності і агресивності.
Генетичне забруднення — найновіша форма біологічного забруднення довкілля.
Широке впровадження генетично модифікованих організмів, вплив яких на організм людини та інші біологічні компоненти екосистем ще не вивчено, але вже приносить виробникам цієї біопродукції шалені прибутки, в останні роки викликало не тільки численні наукові дискусії, а й масові протести і «зелених» організацій, і населення й керівництва багатьох держав, особливо у Європі, Японії, Австралії. Чітко визначеними ризиками, пов’язаними з ГМО, е алергенність, стійкість до дії антибіотиків, токсичність, мутагенність, генетична ерозія та ін
Проблеми забезпечення належного захисту від негативного впливу ГМО, а також транскордонного переміщення стали причиною розроблення Картагенського протоколу про біобезпеку у рамках Конвенції з біорізноманітмості (1996). Протокол дозволяє імпорт ГМО за умови доведення їх безпечності, визнає потенційні ризики та визначає пріоритетність принципу перестороги у діяльності, пов’язаній з ГМО, дає право відмовлятися від імпорту трансгенів тим країнам, які не хочуть розповсюдження ГМО.
Більш як 40 країн, у тому числі й Україна, підписали Картагенський протокол. Не підписали його лише США, як і Конвенцію про біобезпеку.
Треба зазначити, що реакція на продукти з генетично модифікованих джерел їжі різна в США та Європі. Споживачі в США виражають в основному позитивне ставлення до генної інженерії; Під час національного соціологічного опитування, проведеного Міжнародною радою з інформації в галузі продовольства в 1999 року, встановлено, що майже 75% американців сприймають застосування біотехнології як великий успіх суспільства, особливо в останні п’ять років, а 44% європейців — як серйозний ризик для здоров’я. Водночас 62% американців і лише 22% європейців готові купити генетично модифікований продукт, який характеризується більшою свіжістю чи поліпшеним смаком. Супротивники технології ре-комбінантної ДНК, яких 30% у Європі і 13% у США, вважають, що ця технологія є не лише ризиковою, а й морально неприйнятною.
Незважаючи на тривале неприйняття європейською спільнотою генно-інженерних продуктів, нині в Європейському Союзі дозвіл на використання в харчових продуктах отримали продуктові компоненти із сортів генетично модифікованої сої, кукурудзи та олійних культур. Серед використовуваних — олії та сиропи, які містять «ГМ-похідний» матеріал, а також борошно і крохмаль. Ці компоненти можуть використовуватися у багатьох продуктах перероблення — від вегетаріанських гамбургерів до сухого печива та соусів, аналогічно використанню компонентів, що походять з не-ГМ культур.
У будь-якій новій галузі науки виникає безліч питань, що починаються зі слів «а що, якщо?» Однак історія не раз доводила, що в тому й полягає одне з головних завдань сільськогосподарської науки, аби забезпечити безпеку продуктів за їх широкого використання у виробництві. Для позитивної оцінки досягнень генної інженерії необхідно, щоб наукові установи активніше інформували громадськість і населення про аспекти біотехнології, що хвилюють їх, відповідали на запитання, що виникають, і розсіювали сумнів споживачів з питань харчової й екологічної безпеки.
Треба наголосити, що конкретних прикладів серйозної екологічної небезпеки трансгенних продуктів наразі не виявлено, проте їхня потенційна небезпека не піддається сумніву. Прогнози базуються не на практичних даних, а на підставі загальнобіологічних закономірностей, що виходять із положень генетики. Вони дають можливість виявити ймовірні механізми негативних наслідків розповсюдження генетично модифікованих рослин і оцінити потенційні ризики для довкілля та здоров’я людини.
Ризик у генній інженерії — ймовірність здійснення небажаного впливу генетично модифікованого організму на довкілля, збереження і стійке використання біологічної різноманітності, включаючи здоров’я людини, внаслідок передачі генів.
Знання потенційних ризиків застосування генетично модифікованих джерел їжі (ГМД) дасть змогу їх виключити або знизити негативну дію. За відсутності контролю за генно-інженерною діяльністю, виробництвом і реалізацією ГМО теоретично ризик зберігається і зростає. Національні закони, які регулюють генно-інженерну діяльність у державах, де проводяться такі дослідження, мають постійно вдосконалюватися і взаємоузгоджуватися.
Найголовніші невирішені донині питання у сфері екологічної безпеки виробництва і розповсюдження генетично модифікованої продукції:
Ø як саме впливають ГМО на інші живі організми в екосистемах;
Ø чи не призведе поширення ГМО в довкіллі до зменшення природної біорізноманітності;
Ø чи маємо ми право змінювати генетичну природу людини;
Ø чи не буде активне фінансування молекулярної біотехнології’ стримувати розвиток інших важливих технологій;
Ø чи не зашкодить молекулярна біотехнологія розвитку традиційного сільського господарства;
Ø чи не шкодять фінансові інтереси об’єктивності екологічних оцінок перспектив ГМО вченими.
В Україні в 2001 і 2002 роках для підвищення біологічної безпеки в державі Верховна Рада двічі розглядала законопроект «Про державну систему біобезпеки під час здійснення генетично-інженерної діяльності» та (відкоригована назва) «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні і практичному використанні генетично модифікованих організмів». На жаль, законопроект має багато упущень і серйозних зауважень вчених та екологічних організацій, оскільки не створює систему біобезпеки в Україні, а підтримує комерційну діяльність потужних компаній, які мають великі прибутки від виробництва та поширення трансгенних рослин.
Використання технології генної інженерії в Україні потребує пильнішої уваги і відповідальної влади, широких консультацій з незалежними вченими-фахівцями у галузі екології і біобезпеки та широкої інформації серед населення з урахуванням думки останнього.
Встановлена харчова безпека трансгенних рослин є гарантією впевненості споживача в їхній нешкідливості для здоров’я.
У різних країнах на національному рівні розроблено нормативно-правову і методичну базу для оцінки харчової безпеки і можливості реалізації населенню для харчових цілей продукції з генетично модифікованих джерел. За результатами цієї оцінки проводиться їхня реєстрація. У таблиці 5 наведено деякі дані про реєстрацію генно-інженерних культур у різних країнах.
Таблиця 5. Дані про реєстрацію генетично модифікованих сільськогосподарських культур у різних країнах
Приєднавшись 1994 року до Всесвітньої конвенції «Про біологічне різноманіття», Україна взяла на себе зобов’язання про впровадження до національного законодавства правових документів з питань біобезпеки й утворення системи регулювання та застосування біотехпродукції. Розроблено, але ще не затверджено проект Закону «Про біобезпеку населення України». Запроваджений постановою Кабінету Міністрів України «Тимчасовий порядок увезення, державного випробування, реєстрації та використання трансгенних сортів рослин» нині практично не діє, оскільки не вирішує в повному обсязі проблему безпеки генетично модифікованих джерел їжі з огляду на здоров’я людини. За таких умов питання про використання цієї харчової продукції в країні не вирішується.
Незважаючи на те, що підходи оцінки безпеки в різних країнах різняться за змістом і обсягом досліджень, спільним є розуміння того, що традиційний критерій і методи оцінки безпеки їжі ((наприклад, застосовувані в разі харчових добавок чи залишків пестицидів) не можуть бути повністю застосовані для ГМД.
–PAGE_BREAK–