апрель 2019

Основні вимоги біобезпеки та ризики при роботі із генетично модифікованими організмами


Данцева Д. В. , Зубарева Інна Михайлівна Зубарева І. М.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Основні вимоги біобезпеки та ризики при роботі із генетично модифікованими організмами / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 50-51


Питання біологічної безпеки у генетичних лабораторіях є одним із найгостріших у сучасній біотехнології. Так, генно-інженерні розробки в цілому і певні генетично модифіковані організми (ГМО) використовуються достатньо широко у різних сферах життєдіяльності людини: від виробництва інсуліну у промислових масштабах до розробки ліків від раку та ВІЛ. До генетичних лабораторій висуваються особливі вимоги. Однією із найголовніших міжнародних вимог, пов’язаних із розвитком та застосу-ванням біотехнологій у науці та промисловості є біобезпека проведення досліджень, тестування генетично модифікованих організмів та безпека виведення їх, після набуття нових бажаних властивостей, на ринок. Правила біобезпеки у межах цієї сфери повинні здійснюватися згідно двох принципів: застереження та запобігання. Біобезпека допускає наявність допустимого рівня ризику при здійсненні генетично-інженерної діяльності, а саме її забезпечення зумовлює необхідність вироблення, прийняття та дотримання спеціальних правил і нормативів [1]. Основний принцип біобезпеки – це застереження від можливих негативних впливів ГМО на оточуюче середовище.

У роботі із генетично модифікованими організмами існує три основних типи ризику: можливість порушення метаболічних шляхів організму, вставка трансгенів випадковим чином та потрапляння транс генів до інших організмів [2]. Будь-який трансгенний організм відрізняється від початкового наявністю 1-2 додаткових генів та їх регуляторних елементів. Активність цих генів виявляється у синтезі нових для організму протеїнів, а саме ферментів чи структурних білків. У випадку з першим типом ризику при оцінці безпеки близьких за функціональністю генів варто приділити увагу не стільки самому білку, скільки можливим змінам окремих шляхів метаболізму через підвищення концентрації одного із компонентів. Наприклад, фермент EPSPS (5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase) є ключовим у синтезі ароматичних амінокислот у всіх рослинах, грибах та бактеріях. Бактеріальний EPSPS, що утворюється в клітинах трансгенної сої, толерантний до гербіциду «Раундап» та успішно виконує свої функції у рослинному організмі. При оцінці безпеки генетичної модифікації сої виявлено, що даний фермент каталізує реакцію синтезу ароматичних амінокислот, не лімітуючи при цьому кінцеву швидкість їх утворення. Тому показники синтезу даних метаболітів у ГМО не відрізняються від таких у вихідних рослинних організмів.

Інша основна група ризиків пов’язана із тим, що трансгени випадковим чином можуть вбудуватися у майже будь-яку ділянку ДНК клітини, що трансформується. Це може призвести до того, що вбудований ген може заторкнути ділянку ДНК, яка кодує структурні або регуляторні елементи будь-якого гена модифікованого організму. Вірогідність такої події насправді дуже мала і це обумовлено тим, що гени та їх регуляторні елементи у вищих організмів займають менше 10% усієї молекули ДНК, а інші 90% займає сателітна ДНК. Таким чином, структура нуклеїнових кислот зменшує ризики порушення роботи гена випадковим вбудовуванням трансгена. Якщо у процесі вбудовування була порушена робота енхансерів чи сайленсерів, то це призводить до зміни активності гена і у свою чергу у вищих рослин може призвести до посилення синтезу ендотоксину [3]. Останній тип ризику, пов’язаний із генетично модифікованими організмами, заснований на негативних ефектах, викликаних переносом трансгенів іншими організмами. Можливий вертикальний перенос генів від ГМО диким сородичам культурного виду, або горизонтальний перенос, наприклад селективних генів резистентності до антибіотиків від генетично модифікованої рослини до мікроорганізмів травного тракту. Гени та їх продукти, що є не шкідливими у ГМО, можуть виявитися небезпечними у іншому генетичному та екологічному середовищі. Так, набуття хворобо-творними бактеріями травного тракту резистентності до антибіотиків може значним чином ускладнити лікування хвороб, які вони можуть викликати.

Генна інженерія несе за собою певні ризики, які потребують значної уваги з питань біобезпеки, а генетично модифіковані організми, що використовуються у біотехнологічних виробництвах повинні відповідати вимогам та правилам міжнародних стандартів щодо запобігання негативного впливу на довкілля та людину. Саме для цього існують міжнародні обмеження з приводу поширення та використання ГМО у аграрній промисловості та біотехнології.

References
  1. Biosafety and the environment: An introduction to the Cartagena Protocol on Biosafety (PDF). GE.03-01836 / E. United Nations Environment Programme, 2003. – 8 с.
  2. Ангурец А.В. Классификация рисков при использовании ГМО. "Физиология трансгенных растений и проблемы биобезопасности". с.36-48, с.69, с.84-89.
  3. Кузнецов В.В. Возможные биологические риски при использовании генетически модифицированных сельскохозяйственных культур. "Вестник ДВО РАН" № 3, 2005. – с.40.