Трансгенные животные и растения польза или вред биоэтика

Как устроены ГМО и почему мы их так боимся

В новом видео РБК Трендов биолог Ирина Голденкова-Павлова из Группы функциональной геномики Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева объясняет, что такое ГМО и почему вокруг них так много мифов

Что такое ГМО?

ГМО — генетически модифицированные организмы — это организмы, в ДНК которых были целенаправленно внесены изменения при помощи методов генной инженерии. То есть им были переданы отдельные гены от другого организма, не обязательно родственного. Обычно таким способом улучшают свойства растений и микроорганизмов, реже — животных или придают им совершенно новые характеристики.

Почему вокруг ГМО так много заблуждений?

По данным ВЦИОМ, больше 80% россиян настроены против ГМО. Подобные опросы проводились также в США, Франции и Германии. В этих странах около 90% населения также негативно относятся к искусственной модификации генома. Один из главных аргументов противников ГМО — какое-либо вмешательство в ДНК противоестественно. А значит, употребление в пищу ГМО-растений и продуктов может вызвать у человека опасные мутации и, как следствие, болезни.

При этом, согласно исследованию британских ученых, ярые противники ГМО гораздо хуже, чем их оппоненты, разбираются в базовых биологических понятиях, не говоря о генетике. По этой причине большинство респондентов неверно представляют себе, что вообще такое вмешательство в геном. На самом деле наука занимается этим достаточно давно. Еще в XVI веке первые агрономы-испытатели, не зная законов генетики, создавали растения-гибриды, отбирая для посева те сорта, которые были устойчивы к вредителям и приносили больше урожая. Это называется селекцией. С развитием науки были изобретены более совершенные методы — в частности, генная инженерия. Она позволила ученым в три раза ускорить процесс выведения новых сортов, или новых полезных свойств растений. Впрочем, даже используя такие современные и точные методы генетики, как, например, CRISPR/Cas9, невозможно создать такой генно-модифицированный продукт, который через кишечник человека смог бы встроиться в его ДНК. Более того, механизма, который позволил бы осуществить перенос генов таким образом, попросту не существует.

Ситуацию усугубляют и псевдонаучные публикации, которые содержат некорректные данные о ГМО, или же неверно их трактуют. Например, в феврале 2019-го в журнале Food and Chemical Toxicology вышел обзор о том, как генно-модифицированные продукты усваиваются человеческим организмом. В кратком содержании авторы пишут: «Убедительные свидетельства показывают наличие ДНК из еды (также генно-модифицированной еды) в крови и тканях человека и животных».

Однако если вчитаться в текст обзора, становится понятно, что на самом деле исследователи не нашли никаких тревожных признаков: в крови испытуемых не было повышенной концентрации трансгенной ДНК.

Наконец, мифы о ГМО успешно распространяются и на государственном уровне. К примеру, авторы сайта Центра гигиены и эпидемиологии при Роспотребнадзоре пишут об опасности ГМ-продуктов, ничем не подкрепляя эти заявления.

Одно из очевидных объяснений подобных предрассудков — банальная научная безграмотность противников ГМО или работа с некорректными источниками информации.

Правда ли, что ГМО — это вредно?

Существует множество исследований, которые доказывают, что ГМ-продукты безопасны. Например, доклад Национальных академий наук, техники и медицины США от 2016 года свидетельствует, что такие продукты не только не вредны, но даже полезны для человека. Авторы изучили более 900 научных работ, опросили 80 экспертов из различных областей, еще 26 привлекли к рецензированию доклада. В основном все проанализированные исследования касались двух типов ГМ-растений: устойчивых к насекомым и к химическим удобрениям. Данные за последние 20 лет показали, что эти сельхозкультуры никак не повлияли на людей и животных, которые ими питались.

Прежде, чем вывести ГМ-продукт на рынок, ученые проводят многолетние испытания. Они наблюдают, как ведут себя трансгены и продукты генной экспрессии, не вызывают ли они аллергии или отравления. Международное законодательство требует, чтобы каждый такой товар проходил жесткую проверку на безопасность для людей, животных и окружающей среды. Кроме того, в ЕС такие продукты отслеживают еще и годы спустя, чтобы выявить возможные отложенные риски.

Пока существует только два вероятных риска, связанных с применением ГМО, о которых, в частности, говорит ВОЗ:

  1. ГМ-растения могут передавать устойчивость к антибиотикам. Однако компании, разрабатывающие ГМО, уже сейчас используют для переноса гены, которые не передают такое свойство;
  2. ГМ-растения могут вытеснять другие, менее выносливые виды. Тем не менее неконтролируемое распространение трансгенных растений в сельском хозяйства также жестко регулируется.

Как ГМО двигает науку и медицину

Сегодня ГМО используют в двух главных сферах: сельское хозяйство и медицина.

Практически все продукты растительного происхождения на нашем столе — с измененными генами. Благодаря этому они дают больше урожая, приспосабливаются к суровому климату и недостаткам почвы, противостоят вредителям. Но главное — они становятся лучше на вкус, содержат больше полезных веществ и приобретают новые ценные свойства. Например, золотой рис — генетически модифицированный сорт риса с повышенным содержанием витамина А. Существует также особый сорт моркови, который содержит вакцину от туберкулеза.

Какое будущее у ГМО?

Несмотря на все сложности с разработкой и проверкой на безопасность, ученые уверены: в будущем человечеству не обойтись без трансгенных растений и продуктов. Мы сможем предотвращать голод или массовый неурожай, а также минимизировать вред для экологии: ГМО-растения можно реже поливать и возделывать беспахотным способом. Это позволит не только экономить воду, но и уменьшать парниковый эффект за счет снижения теплового излучения пашни. Кроме того меньшее количество сельхозтехники на полях поможет контролировать выбросы углекислого газа в атмосферу.

Источник



Трансгенные животные

16.04.2019
Трансгенные животные

Развитие современной науки и прикладных ее направлений осуществляется во всех отраслях человеческой деятельности. Новейшие технологии всё чаще находят применение даже в одной из наиболее консервативных отраслей сельского хозяйства – животноводстве. Внедрение научных технологических разработок дает ощутимые результаты на таких этапах как кормление животных, кормопроизводство, содержание поголовья, скоростное выращивание мясного молодняка и т. п. Кроме того, более весомое значение приобретает генная инженерия. Умение искусственно изменять набор генов животных открывает огромные перспективы перед учёными, животноводами и человечеством в целом.

Когда речь заходит о трансгенных животных, воображение большинства из нас создает некий фантастический образ свирепого существа-конструктора, в котором соединены воедино части тел разных животных. А учёных, занятых трансгенной работой, многие представляют как злых гениев, ведущих цивилизацию к неминуемой гибели. Но на практике всё совсем иначе. И хотя некоторые трансгенные животные, созданные ради эксперимента (например, светящиеся в темноте мыши) внешне отличаются от обычных, в большинстве своём они сохраняют прежний облик.

Главными критериями в создании трансгенных особей являются их качественные и количественные показатели продуктивности, а не внешние признаки. Генномодифицированные животные создаются преимущественно не для развлечения, а для рационального решения глобальных проблем, связанных с дальнейшим существованием человечества.

Основные цели вмешательства в генетическую суть живых организмов состоят в изменение свойств животных в нужном для человека направлении, приобретении ими новых возможностей, а также в устранении некоторых негативных качеств. С помощью генной инженерии учёные создают животных с особыми, необычными параметрами продукции, животных, устойчивых к различным болезням, животных с повышенной продуктивностью и т. д. Благодаря такой работе можно уверенно утверждать, что на сегодняшний день в животноводстве уже достигнуты большие успехи.

Так, например, были созданы и уже успешно используются овцы с вполне обычной внешностью, которые вырабатывают молоко, содержащее фермент химозин. В молокоперерабатывающей отрасли он очень важен для производства твёрдых сыров. Раньше его получали только из сычуга (части многокамерного желудка) новорождённых жвачных животных: телят, ягнят, козлят. Для этого молодняк забивали в первые дни их жизни. Теперь же одна трансгенная овца за лактационный период (несколько месяцев) вырабатывает такое количество химозина, которого достаточно для производства тридцати тонн твёрдого сыра! Поголовье генномодифицированных, «химозиновых» овец насчитывает сегодня целое стадо! И можно только представить, сколько новорождённого молодняка жвачных животных было сохранено с помощью этого достижения генной инженерии.

Козы

Если говорить о теме сыра и трансгенных животных, то в Англии существует большое стадо генномодифицированных коров, продуцирующих молоко с идеальным составом для производства сыра «Чеддер», который так высоко ценится в мире. Ещё созданы коровы, в молоке которых значительно снижено содержание веществ, способных вызвать аллергические реакции у потребителей. При этом количество кальция и некоторых витаминов в нём – повышенное.

Лосось

Уже получены трансгенные рыбы нескольких видов, в генетический код которых добавлен ген, кодирующий повышенный синтез соматотрофного гормона (гормона роста), благодаря чему рыба растёт быстрее и вырастает крупнее своих обычных размеров. Примером может служить атлантический лосось фирмы «AquaBounty», который развивается в два раза быстрее обычного. Для достижения такого эффекта обычному лососю был внедрён участок гена угреобразной рыбы американская бельдюга, который увеличивает продуцирование соматотрофного гормона в организме лосося, причём независимо от температуры воды. Мясо нового лосося ничем не отличается от остальных представителей этого вида, но при этом время выращивания товарной рыбы сокращается вдвое!

Читайте также:  20й5 год кого животного

В другом примере переноса генов результаты ещё более впечатляют. В результате введения в ядра оплодотворённых икринок рыбы нерка генетической информации, кодирующей повышенную выработку гормона роста, годовалые трансгенные нерки, которые вывелись из этих икринок, весили в среднем в 10 раз больше, чем их нетрансгенные ровесники!

Нерка

С помощью генной инженерии созданы также свиньи, у которых добавлен геном, кодирующий выработку пищеварительного фермента фитазы. Эти животные лучше переваривают и усваивают корм, благодаря чему повышается его конверсия и ускоряется рост свиней. В результате, при тех же затратах корма существенно повышается продуктивность животных, и мяса производится значительно больше.

Создание сельскохозяйственных животных, устойчивых к основным заболеваниям, которые наносят ощутимый материальный ущерб хозяйству и даже могут передаваться человеку, имеет большие экономические перспективы, т. к. это поможет избежать расходов на профилактику, лечение, устранение последствий заболеваний (дезинфекция, утилизация павших животных, карантинные ограничения и пр.), а также недополучения продукции.

Например, ведутся исследования по решению проблемы лейкоза крупного рогатого скота, который вызывают РНК-содержащие вирусы. Введение в ядро генов, кодирующих антисмысловую РНК, теоретически должно сделать КРС устойчивым к лейкозу. Эксперименты на кроликах уже дали положительный результат. Одно из подобных достижений – свиньи, поросята которых резистентны к диарее, что очень упрощает их выращивание.

Уже сейчас существуют коровы с генами зебу, которые отличаются невосприимчивостью ко многим кровепаразитарным заболеваниям. Введенные в геном крупного рогатого скота гены зебу кодируют сразу несколько признаков, благодаря чему полученные трансгенные животные вместе с устойчивостью к болезням приобрели повышенную жаровыносливость и неприхотливость к кормовой базе.

Цыплята

Но генные модификации можно применять не только для решения продовольственных и экономических задач. Используя генную инженерию, можно удовлетворять многие человеческие потребности в педиатрии и медицине в целом. Одна из групп генномодифицированных коров способна давать молоко, содержащее человеческий белок лактоферрин (в молоке обычных коров этого вещества нет). Лактоферрин является важной составляющей гуморального иммунитета, он обладает противовирусным, антибактериальным, противогрибковым, антипаразитарным действием, а также каталитической активностью и используется при искусственном выкармливании новорождённых детей.

Также ведётся работа по созданию свиней, способных продуцировать интерферон человека, в котором очень нуждается фармацевтическая отрасль. От модифицированных животных (коров, свиней, коз, кроликов, овец) уже удалось получить восемнадцать лекарственных белков. В качестве живых биологических фабрик они существенно рентабельнее, чем аналогичное по производительности промышленное производство нужных веществ.

Мыши

В Англии учёные-генетики смогли создать трансгенных кур, которые несут яйца, содержащие лечебный белок с miR24-молекулой и человеческий интерферон b-1a. После специальной обработки эти вещества используются как сырьё в производстве препаратов, предназначенных для лечения артритов, множественного рассеянного склероза и злокачественных опухолей у человека.

Но как же создают трансгенных животных? Процесс этот очень длительный и непростой. Существует несколько основных способов создания генных модификаций у высших животных:

пронуклеарная микроинъекция;

использование вирусных конструкций;

использование эмбриональных стволовых клеток.

Из них наиболее удобный и часто используемый – это метод пронуклеарной микроинъекции. Его преимущества состоят в том, что он универсален: с его помощью можно вмешиваться в геном любых животных. Этот метод позволяет получить быстрый результат: требуемые показатели проявляются уже в первом поколении. Он не имеет ограничений по размеру внедряемого участка ДНК. Если при использовании вирусных конструкций можно вставить только 8 – 10 тысяч пар нуклеотидов, то с помощью пронуклеарной микроинъекции можно ввести во много раз больше – 100 тысяч и даже несколько миллионов пар нуклеотидов! Т. е. за одно вмешательство можно ввести намного больше целевой генетической информации.

Создание трансгенных организмов

Суть этого способа следующая: у отобранных самок животных искусственно стимулируют овуляцию и оплодотворяют вышедшие яйцеклетки. Затем, либо в ядро мужского пронуклеуса, либо в ядро создавшейся клетки на стадии зиготы внедряют с помощью специального оборудования (микроманипулятора) нужный участок ДНК (или генную конструкцию). После внедрения зиготу неделю (за это время целевой ген встраивается в геном клетки-рецепиента и изменённая клетка начинает своё развитие в многоклеточный модифицированный организм) культивируют в питательной среде с высоким содержанием углекислого газа (5%, как в живых тканях организма млекопитающих), затем на стадии морулы или ранней бластоцисты пересаживают в матку суррогатной матери.

ДНК

Крупным животным – коровам, кобылам, верблюдицам – пересаживают по две зиготы, козам и овцам по 3 – 4, свиньям и крольчихам по 20 – 30. После рождения приплод проверяют на присутствие нужной генетической информации и, в случае положительного результата, разводят «в себе» как основу будущей трансгенной популяции, используя отбор и подбор, как и в обычной племенной работе. Молодняк, рождённый от трансгенных животных, во всех дальнейших поколениях наследует его модифицированный набор генетической информации и связанные с этим свойства.

Яйцеклетка

Достаточно хорошо отработаны технологии генных модификаций для таких видов рыб как форель, карп, лососевые. Они состоят в том, что нужные участки ДНК вводят в оплодотворенные икринки с помощью микроинъекции. Развитие модифицированной икры протекает в воде, в ванных с регулируемыми параметрами микроклимата. После инъекций чужеродных генов выживает примерно от 35 до 80% эмбрионов. Из них успешно принимают новые гены в свой генетический набор от 10 до 70%. То есть, эффективность перенесения нужной наследственной информации у промысловых рыб относительно большая. Ведётся работа по внедрению генов, которые увеличат устойчивость рыбы к болезням и неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

Оплодотворение

Далеко не все попытки генных манипуляций заканчиваются успешно. На каждом этапе количество эмбрионов постоянно уменьшается на 10 – 20% по разным причинам. Какие-то гибнут, других отбраковывают сами учёные. Из тысячи яйцеклеток может получиться лишь несколько удачных трансгенных животных. Технология микроинъекции даёт хорошие по качеству результаты, но она слишком дорогая. Создание одной минимальной популяции из нескольких трансгенных животных стоит от 60 до 300 тысяч долларов США. Кроме того, для осуществления необходимых действий нужен микроманипулятор и другое дорогостоящее оборудование. Намного дешевле создавать трансгенных животных с помощью вирусов.

Для осуществления этого способа учёные сначала создают псевдовирус из обычного вируса. Суть преобразования состоит в том, что из вируса удаляют большинство его генов, оставляя только самые необходимые для его выживания, и прикрепляют нужный для создания трансгенного животного участок ДНК. После этого измененным, относительно безвредным вирусом обрабатывают зиготу. Вирус проникает в зиготу, самостоятельно встраивается в геном зиготы и одновременно встраивает нужный ген. Затем зиготу культивируют некоторое время в инкубаторе и трансплантируют в матку суррогатной матери, а по истечении срока беременности получают трансгенный молодняк. Это потомство тестируют на присутствие того гена, который планировалось ввести в его геном, отбирают нужных особей и размножают их с применением жёсткой выбраковки животных, не соответствующих заданным параметрам, искусственного отбора и подбора пар, как и в предыдущем случае.

Эффективность этого метода намного выше, чем микроинъекции – она составляет до 70%! Но есть и недостатки: не только чужой ген действует на геном эмбриона, но и сам геном влияет на чужеродный ген, изменяя его работу. Если вирус встроился в участок ДНК эмбриона, который активно не работает, то и этот целевой ген тоже работать не будет, несмотря не своё присутствие в геноме трансгенного животного. Впервые вирусы для переноса гена использовал Рудольф Яниш в 1970 году.

Дробление зиготы

Метод создания трансгенных организмов с применением эмбриональных стволовых клеток практикуют, в основном, в научных исследованиях, а не для модификации продуктивных сельскохозяйственных животных. Если коротко описать процесс, то упрощённо он выглядит так: сначала получают из клеточной массы бластоцисты мыши эмбриональные стволовые клетки. Затем их генетически модифицируют, внося нужный ген, после чего культивируют в питательной среде с 5%-ным содержанием углекислого газа и вводят в предварительно полученные зиготы на стадии бластоцисты. «Откорректированные» зиготы помещают в матки суррогатных матерей. Полученное потомство учёные проверяют на присутствие целевого гена, и отобранных трансгенных животных спаривают между собой, создавая таким образом целую трансгенную популяцию для научных исследований.

Если в ходе ознакомления с данным материалом у вас возникли вопросы, их можно задать на нашем форуме.

Чугуевец Виталий

Источник

Трансгенные животные и растения польза или вред биоэтика

Формат Doc. 180 Kb
Формат doc. 180 Kb

Игра в богов. Трансгенные животные

Н аибольший интерес на сегодняшний день вызывает бурное развитие таких наук как биотехнология и генная инженерия, воплотившие в жизнь самые немыслимые проекты ученых. С их помощью делается попытка повысить продуктивность сельскохозяйственных животных: вырастить особо крупных животных с помощью пересадки им гена человека или других животных. Целью создания так называемых трансгенных животных может быть также получение других полезных для человека свойств у животных. Например, лишить животное шерстного покрова, если он мешает человеку работать с животными, или, наоборот, усилить рост шерсти у овец. Однако уже к настоящему моменту стало очевидно, что манипуляции с генами сулят необратимые последствия для человечества и приносят значительные страдания животным, которые являются основным объектом в научных исследованиях.

Читайте также:  Животные заповедников белгородской области

Самый первый патент за выведение новой формы жизни был выдан Гарвардскому университету в 1992 году. Это была онкомышь. Мышь была выведена для того, чтобы в возрасте 6 недель заболеть раком и превратиться в товар для продажи в научно-исследовательские лаборатории, работающие с подопытными животными; они, тем самым были избавлены от необходимости вызывать рак у своих лабораторных мышей.
Министерство сельского хозяйства США вывело трансгенную породу ягнят, введя в их организм гормон роста. Им суждено было получить перерождение печени и почек из-за развившегося диабета. Проводятся эксперименты по введению табачного гена в организм овцы, чтобы он действовал как отпугиватель насекомых и мясных мух.

Одна из западных фирм занята пересадкой генов скота курам с целью создания бройлерных кур, быстро растущих и достигающих больших размеров, которым дано рекламное название «макрокуры».

В Израиле был найден ген, из-за которого шеи кур становятся тощими и лишенными перьев, а также ген, ответственный за закручивание перьев. С помощью комбинации этих двух генов была получена лысая птица, которую планируется разводить в птичниках в условиях жары пустыни. При этом израильские ученые стремятся получить птицу, мясо которой обладало бы исключительной сочностью и содержало поменьше жиров. Отсутствие перьев позволяет сохранить ту температуру тела птицы, при которой в ее организме не накапливаются вредные для человека жиры. В расчет не берутся только страдания кур, перья которых выполняют защитную функцию и позволяют птицам выжить в условиях жары.

Постоянно растущие потребности в мясе толкают ученых на дьявольский путь: если невозможно изменить скорость размножения коров (коровы воспроизводят по одному теленку в год), тогда увеличим размер теленка. Этого добились в Бельгии у коров породы «бельгийская голубая» путем введения двойного мускульного гена, который увеличивает мускульный рост в задней части коровы, где лучшее мясо, на продаже которого делают деньги. Однако во всех генных играх существует принцип компенсации, который в случае с бельгийскими коровами выразился в уменьшении размера таза и сужении тазового канала. В результате коровы не могут больше рожать естественным путем и обречены на кесарево сечение на всю жизнь. Некоторым коровам приходится делать по 10 кесаревых сечений. Так же как и для людей, постоянные вскрытия брюшной полости становятся болезненным процессом и причиняют страдания.

25% телят, полученных с помощью клонирования, почти вдвое превышают нормальные размеры в момент рождения, и при отеле коровам требуется хирургическое вмешательство (кесарево сечение). Исследователи столкнулись со множеством случаев гибели плода, послеродовых смертей, отечностей, вчетверо большую частоту проблем с пуповиной. У трансгенных животных развиваются такие заболевания как перикардит, артрит, диабет, стерильность, расширение печени и других внутренних органов; постоянный стресс и потеря иммунитета к заболеваниям.

У породы коров «швейцарская коричневая» специально активировали ген для того, чтобы вызвать заболевание мозга, которому подвержена эта корова. Причина в том, что коровы, страдающие этим заболеванием, имеют тенденцию давать повышенные надои молока.

Овечка Долли, клонированная из клеток мертвой особи исследователями Университета Рослин (США), заполонила газеты в 1997 году. Однако внимание общественности не было акцентировано на сотнях и тысячах неудач, сопровождавших научных поиск, среди которых — смерть самой Долли от жесточайшего артрита всего через 6 лет. Возможно, самый отвратительный эксперимент из известных на данный момент был проведен в 1985 году, когда гормоны человеческого роста были пересажены бельтсвильской свинье. Это бедное создание страдало от артрита, и когда свинья пыталась ходить, она могла только ползать на коленях. Большую часть времени она лежала неподвижно, испытывая стресс и боль. Несмотря на эту пародию на существование, свинья оказалась способной на размножение.

Этот же институт продолжает выступать в роли создателя целого ряда животных, последним из которых является супермышь. Рак проявляется в неудержимом росте клеток, и ученые используют это фатальное средство для производства быстрее растущих сельскохозяйственных животных Используя человеческий ген, который связан с ростом раковых клеток, они, по их утверждениям, произвели мышь, которая вырастает почти вдвое больших размеров, чем обычная. Сейчас этот ген используют для свиней, которые в результате этого страдают от сильного ослабления мускульной ткани. Чтобы не вызывать беспокойства общественности из-за использования ракового гена для производства пищи для людей, ген переименован в ген «роста».

Клонирование животных для использования их как фабрик органов и гормонов для людей развивается быстрыми темпами. Например, компания Novartis (Швейцария) разводит свиней для использования их органов в человеческой трансплантации. Целый ряд западных компаний (PPL — США, Pharmino — Нидерланды, Genzyme Transgenics и Advanced Cell Technologi — США и др.) озабочены проблемой выращивания специальных трансгенных животных, способных помимо молока, мяса и органов для трансплантации «производить» еще и лекарства. Речь давно уже не идет о восприятии наших «меньших братьев» как живых, чувствующих существ. Холодный расчет и человеческая алчность заставили их появиться на свет только для того, чтобы служить донорами органов, тканей, клеток.

Королевский женский госпиталь в Мельбурне (Австралия) создает мышь, которая производит человеческую сперму, трансплантируя ей клетки человеческих яичек. В Японии Университет Тоттори добился тех же результатов, и теперь сотрудники университете хотят попробовать оплодотворить человеческую клетку спермой, произведенной мышью.

В основе жизнеспособности естественных популяций животных и растений лежит генетическое разнообразие (генетические вариации внутри вида и между видами), которое помогает организмам приспособиться к новым вредителям и болезням, к изменениям среды обитания, климата. Ежегодно уменьшающееся биоразнообразие подвергается еще большей угрозе из-за клонирования, так как увеличивается риск появления новых возбудителей заболеваний, более устойчивых вредителей и сорняков, и в связи с этим — принуждение вести химически интенсивное сельское хозяйство. И, наконец, когда генетически модифицированные организмы (растения, животные) попадают в естественные условия, постоянно возникает опасность генетического загрязнения в результате взаимодействия старых и новых форм. Пыльца трансгенных растений, переносимая на большие расстояния, губительна для полезных насекомых, пчел, птиц.

В настоящее время экспериментаторы играют с около 100 генами, выделенными у сложных животных, в организме которых содержатся миллионы генов, не расшифрованных наукой. Встроенный чужеродный ген может оказаться внутри чужого организма где угодно: рядом с другим геном, внутри него, мешая его функционированию. Попав в несчитываемые участки ДНК, «новичок» может заставить активно работать целый блок генов или, наоборот, помешать им. Живой организм, внутри которого встроен чужеродный ген, не в состоянии остановить процесс своей жизнедеятельности, даже если этот ген будет работать на его погибель.

При трансплантации человеку органов животных возникает серьезная опасность того, что патогены органов животных-доноров могут прижиться в людях. Несколько животных вирусов очень похожи на человеческие: вирус коровьего бешенства в форме CG, коровья лейкемия, псевдобешенство свиней и коровий вирус иммунодефицита, похожий на СПИД. Учитывая эти обстоятельства, Совет Европы проголосовал за мораторий на клиническое тестирование трансплантантов из органов животных на людях (1 января 1999 года).

Невозможно пока предсказать воздействие ГМ-организмов на человеческий организм при употреблении их как продуктов питания, таки как не изучены пути их утилизации в организме, и их вред может проявить себя не в первом поколении.

Попытка решить продовольственную проблему в промышленных масштабах с помощью выращивания гигантских животных бессмысленна, так как остается проблема вскармливания этих животных, проблема интенсивного животноводства, разрушения в результате этого окружающей среды. Известно, что растениеводство является более экономичным использованием пахотной земли (в 10-16 раз по сравнению с животноводством). Производство мясной пищи не только не выгодно, оно становится источником интенсивного разрушения природной среды, так как уже сейчас не хватает земли для кормления скота и сводятся тропические леса, уничтожается уникальная флора и фауна, меняется климат планеты. Генная инженерия не только не решит этой проблемы, но лишь усугубит её.

Опрос общественного мнения в западных странах показал, что большинство людей отрицательно относятся к клонированию животных (напр., США — 66%, Япония — 67%).

Центр защиты прав животных «ВИТА» по материалам книг Д. Геллатли "Безмолвный ковчег" (пер. Центра ВИТА) и Т.Н. Павловой "Биоэтика в высшей школе"

Источник

Польза и вред генномодифицированных продуктов

Многие из рекламы слышали или читали на упаковках загадочную фразу «не содержит ГМО», однако — точно не знают, что же это такое и опасно ли это. О проблеме генетически модифицированных или измененных при помощи человека свойствах продуктов знают давно – знаменитая селекция и ее адепты Мичурин и Вавилов, о которых рассказывают все школьные учебники биологии — это, по сути, первые люди, получившие такого вида продукты.

Читайте также:  Необычные животные нашего леса

Многие из рекламы слышали или читали на упаковках загадочную фразу «не содержит ГМО», однако — точно не знают, что же это такое и опасно ли это. О проблеме генетически модифицированных или измененных при помощи человека свойствах продуктов знают давно – знаменитая селекция и ее адепты Мичурин и Вавилов, о которых рассказывают все школьные учебники биологии — это, по сути, первые люди, получившие такого вида продукты.

Но опасно ли употреблять в пищу такие продукты, не нанесут ли они вреда организму взрослого или ребенка? Для чего нужны генные модификации, сложно ли их получить? — на эти вопросы находит ответ Passion.ru.

О трансгенных продуктах, мутациях и спорных вопросах

Вопросы генных вмешательств в различные продукты питания волнуют многих людей, особенно далеких от биологии, молекулярной генетики и медицины. Все неизвестное и непонятное вообще пугает, а новейшие технологии многим кажутся очень опасными.

Мы все знаем о генетических мутациях, нам насаждают через телевидение и кино, что мутации – это опасность и зло, мутанты ужасны и страшны. Но, по сути — любое растение, животное и даже человек на современной земле – это мутанты. Генетические программы их очень сильно изменены даже в сравнении с людьми и животными, растениями, жившими и росшими на Земле несколько веков назад.

И это нормально, ведь мутация — это процесс постоянный и закономерный, он предназначен в природе для осуществления процесса эволюции и закрепления полезных свойств, отбраковки вредных и ненужных.

Человек досконально изучил механизмы мутации на молекулярном уровне – это помогает в лечении многих болезней, получении новых видов растений и животных.

Как получают генномодифицированные продукты

Продукты с генномодифицированными свойствами получают в селекционных лабораториях после всестороннего изучения свойств диких растений и их культурных собратьев. Трансгеннымиявляются растения, в которые человеком искусственно внедряется «хороший» ген (его могут брать у других растений), дающий растению выгодно отличающие его свойства.

Этот ген, проявляясь в комбинации с обычными генами растения, дает ему плодовитость, устойчивость к климату или улучшает вкус и срок хранения плодов, делает его недоступным для вредителей. Учитывая возрастающее население Земли – очень полезное свойство, ведь это дополнительные продукты питания.

Работы по изучению свойств генов и их внедрение, изучение свойств гибридов проходят в лабораториях сельхозинститутов и НИИ. Продукты не будут выпущены в массовое производство без всестороннего изучения их свойств – безопасности в плане произрастания, переработки и питания.

Сегодня существует более полусотни видов растений, которые получены подобным методом – к ним относят табак и сою, отдельные сорта яблок и помидоров, баклажанов, и многие другие растения, потребляемые в пищу. Внешне они никак не отличаются от обычных, распознать их могут только специалисты-биологи путем сложных процедур.

Россия пока не занимается производством и выращиванием генномодифицированных продуктов, но, учитывая объемы импорта продуктов из-за границы, по скромным подсчетам от 20 до 35% продукции вашего стола занимают продукты с подобными свойствами. Запрета на ввоз подобной продукции у нас в стране нет, есть только обязательство для производителей указывать на упаковке, если у них применяется в объеме более 5% подобного сырья.

Плюсы ГМО

Конечно, все производство ГМО направлено на благие цели, польза от генномодифицированных товаров – это экономические выгоды. За счет сокращения расходов на производство и борьбу с сорняками, отсутствие обработки химией и пестицидами, эти продукты чище и дешевле натуральных.

Они могут решить проблему обеспеченности населения недорогими продуктами питания – овощами и фруктами, которых остро не хватает, особенно в зимний сезон. Эти продукты менее подвержены засухам и более урожайны. Полей становится все меньше, значит, необходимо повышать урожайность с каждого метра земли – в этом основная цель ГМО.

Такое экономное сельское хозяйство поможет производителям и поддержит их развитие, они смогут кормить свои семьи и обеспечивать достаточно большое количество потребителей.

Биологи тоже отмечают положительные стороны в развитии рынка трансгенных продуктов – не секрет, что у практически всех культурных растений есть свои вредители, они заставляют производителей проводить обработку полей и саженцев, порой, достаточно вредными веществами.

Кроме того, эти растения капризны и требовательны – им необходимы подкормки удобрениями с вредными нитратными добавками. А химия, при попадании в организм, пользы не приносит. Трансгенные сорта можно разработать с учетом этих требований – отказаться от химикатов, нитратов, и это позволит облегчить нагрузку на печень и иммунитет людей.

В чем таится опасность ГМО?

Опасности ГМО

Однако, противники ГМО выдвигают свои тезисы в противовес сторонникам. Считается, что о полной безопасности этих продуктов говорить рано, не прошло еще достаточно времени, чтоб видеть отдаленные последствия этих растений и продуктов. Нет независимых экспертов, готовых дать оценку рискам, общество находится в полном неведении в отношении свойств этого рода продуктов.

Кроме того, многих страшит само влияние на гены – люди боятся генных болезней, в том числе и риска развития рака, ведь никто пока не доказал полной безвредности. Конечно, гены с продуктов не проникнут в геном человека, но всех последствий предсказать невозможно.

Кроме того, применение генномодифицированных растений может нарушить экологическое равновесие в природе, есть вероятность того, что многие естественные растения вымрут, не выдержав конкуренции, что даст изменение в пищевых цепях растений и животных.

Выводы можно делать только лет через 40-50. Проблема ГМО – это серьезный вопрос, требующий всестороннего изучения, но на сегодня многие из фирм-гигантов рынка спокойно используют такие продукты в своем производстве – не только в продуктах питания взрослых, но и в детском питании, и молочных смесях, и шоколаде, вопрос от этого становится только острее. Запрета на применение ГМО официально нет, значит и выбор только за потребителями.

Источник

Этические аспекты создания и использования трансгенных растений и животных

Первые трансгенные животные были получены более 20 лет назад, однако до сих пор они не используются в хозяйственной деятельности. Причин этому много: этические, технические, финансовые и т.д. Основным направлением генетической инженерии животных является выведение пород с повышенной продуктивностью, устойчивостью к болезням, из которых получают продукцию с лучшими качественными характеристиками. Существуют отдельные проекты, основной целью которых является улучшение потребительских свойств продуктов, вырабатываемых животными или из животных, а также научные разработки, исследующие модификации отдельных генов для изменения физико-химических свойств.

Какие преимущества открывает генетическая инженерия животных? С помощью ее методов возможно улучшение здоровья домашних животных, повышение их устойчивости к болезням. Все это повысит продуктивность животных, уменьшит затраты на их лечение, снизит уровень употребления антибиотиков для их лечения, а также вероятность переноса инфекций от животных к человеку.

Для решения этих задач выделяют три генно-инженерных подхода:

— добавление генов, повышающих устойчивость к болезням;

— изъятие генов восприимчивости к болезням;

— замена одних генов другими, способствующими активному противостоянию болезни.

Еще одним направлением генетической инженерии является использование животных как «биореакторов» для производства фармацевтических препаратов. Это значит, что с помощью молочных желез трансгенные животные способны производить моноклональные антитела, коллаген, фибриноген и т.д. Рассчитана и экономическая выгода: использование трансгенных животных снизит стоимость препаратов в 10–20 раз.

Ситуация с использованием генетически модифицированных организмов в сельском хозяйстве такова, что основным вопросом является оценка соотношения между пользой и вредом, преимуществами и недостатками технологии и самих продуктов. Ключевыми выступают следующие вопросы: какие риски для здоровья человека и окружающей среды несет в себе трансгенная продукция, какие преимущества имеет генетическая инженерия по сравнению с традиционной селекцией растений. Здесь существуют различные точки зрения. По мнению А.П.Ермишина, использование генетически модифицированных организмов дает следующие социальные и экологические выгоды:

— сокращение обработки полей пестицидами и отказ от вспашки уменьшают интенсивность эксплуатации сельскохозяйственной техники, расход топлива и выбросов углекислого газа в атмосферу;

— снижение химической загрязненности воды и почвы позволяет предотвратить эрозию почвы, так как генетически модифицированные растения, устойчивые к гербицидам, дают возможность перейти на щадящий беспахотный метод обработки почвы;

— использование сортов с избирательной устойчивостью к насекомым-вредителям в условиях снижения интенсивности применения инсектицидов увеличивает биоразнообразие, так как на полях, занятых трансгенными сортами, наблюдается увеличение численности популяций птиц, полезных насекомых.

Источник

Трансгенные животные и растения польза или вред биоэтика

Трансгенные животные и растения польза или вред биоэтика

Формат Doc. 180 Kb
Формат doc. 180 Kb

Игра в богов. Трансгенные животные

Н аибольший интерес на сегодняшний день вызывает бурное развитие таких наук как биотехнология и генная инженерия, воплотившие в жизнь самые немыслимые проекты ученых. С их помощью делается попытка повысить продуктивность сельскохозяйственных животных: вырастить особо крупных животных с помощью пересадки им гена человека или других животных. Целью создания так называемых трансгенных животных может быть также получение других полезных для человека свойств у животных. Например, лишить животное шерстного покрова, если он мешает человеку работать с животными, или, наоборот, усилить рост шерсти у овец. Однако уже к настоящему моменту стало очевидно, что манипуляции с генами сулят необратимые последствия для человечества и приносят значительные страдания животным, которые являются основным объектом в научных исследованиях.

Самый первый патент за выведение новой формы жизни был выдан Гарвардскому университету в 1992 году. Это была онкомышь. Мышь была выведена для того, чтобы в возрасте 6 недель заболеть раком и превратиться в товар для продажи в научно-исследовательские лаборатории, работающие с подопытными животными; они, тем самым были избавлены от необходимости вызывать рак у своих лабораторных мышей.
Министерство сельского хозяйства США вывело трансгенную породу ягнят, введя в их организм гормон роста. Им суждено было получить перерождение печени и почек из-за развившегося диабета. Проводятся эксперименты по введению табачного гена в организм овцы, чтобы он действовал как отпугиватель насекомых и мясных мух.

Одна из западных фирм занята пересадкой генов скота курам с целью создания бройлерных кур, быстро растущих и достигающих больших размеров, которым дано рекламное название «макрокуры».

В Израиле был найден ген, из-за которого шеи кур становятся тощими и лишенными перьев, а также ген, ответственный за закручивание перьев. С помощью комбинации этих двух генов была получена лысая птица, которую планируется разводить в птичниках в условиях жары пустыни. При этом израильские ученые стремятся получить птицу, мясо которой обладало бы исключительной сочностью и содержало поменьше жиров. Отсутствие перьев позволяет сохранить ту температуру тела птицы, при которой в ее организме не накапливаются вредные для человека жиры. В расчет не берутся только страдания кур, перья которых выполняют защитную функцию и позволяют птицам выжить в условиях жары.

Постоянно растущие потребности в мясе толкают ученых на дьявольский путь: если невозможно изменить скорость размножения коров (коровы воспроизводят по одному теленку в год), тогда увеличим размер теленка. Этого добились в Бельгии у коров породы «бельгийская голубая» путем введения двойного мускульного гена, который увеличивает мускульный рост в задней части коровы, где лучшее мясо, на продаже которого делают деньги. Однако во всех генных играх существует принцип компенсации, который в случае с бельгийскими коровами выразился в уменьшении размера таза и сужении тазового канала. В результате коровы не могут больше рожать естественным путем и обречены на кесарево сечение на всю жизнь. Некоторым коровам приходится делать по 10 кесаревых сечений. Так же как и для людей, постоянные вскрытия брюшной полости становятся болезненным процессом и причиняют страдания.

25% телят, полученных с помощью клонирования, почти вдвое превышают нормальные размеры в момент рождения, и при отеле коровам требуется хирургическое вмешательство (кесарево сечение). Исследователи столкнулись со множеством случаев гибели плода, послеродовых смертей, отечностей, вчетверо большую частоту проблем с пуповиной. У трансгенных животных развиваются такие заболевания как перикардит, артрит, диабет, стерильность, расширение печени и других внутренних органов; постоянный стресс и потеря иммунитета к заболеваниям.

У породы коров «швейцарская коричневая» специально активировали ген для того, чтобы вызвать заболевание мозга, которому подвержена эта корова. Причина в том, что коровы, страдающие этим заболеванием, имеют тенденцию давать повышенные надои молока.

Овечка Долли, клонированная из клеток мертвой особи исследователями Университета Рослин (США), заполонила газеты в 1997 году. Однако внимание общественности не было акцентировано на сотнях и тысячах неудач, сопровождавших научных поиск, среди которых — смерть самой Долли от жесточайшего артрита всего через 6 лет. Возможно, самый отвратительный эксперимент из известных на данный момент был проведен в 1985 году, когда гормоны человеческого роста были пересажены бельтсвильской свинье. Это бедное создание страдало от артрита, и когда свинья пыталась ходить, она могла только ползать на коленях. Большую часть времени она лежала неподвижно, испытывая стресс и боль. Несмотря на эту пародию на существование, свинья оказалась способной на размножение.

Этот же институт продолжает выступать в роли создателя целого ряда животных, последним из которых является супермышь. Рак проявляется в неудержимом росте клеток, и ученые используют это фатальное средство для производства быстрее растущих сельскохозяйственных животных Используя человеческий ген, который связан с ростом раковых клеток, они, по их утверждениям, произвели мышь, которая вырастает почти вдвое больших размеров, чем обычная. Сейчас этот ген используют для свиней, которые в результате этого страдают от сильного ослабления мускульной ткани. Чтобы не вызывать беспокойства общественности из-за использования ракового гена для производства пищи для людей, ген переименован в ген «роста».

Клонирование животных для использования их как фабрик органов и гормонов для людей развивается быстрыми темпами. Например, компания Novartis (Швейцария) разводит свиней для использования их органов в человеческой трансплантации. Целый ряд западных компаний (PPL — США, Pharmino — Нидерланды, Genzyme Transgenics и Advanced Cell Technologi — США и др.) озабочены проблемой выращивания специальных трансгенных животных, способных помимо молока, мяса и органов для трансплантации «производить» еще и лекарства. Речь давно уже не идет о восприятии наших «меньших братьев» как живых, чувствующих существ. Холодный расчет и человеческая алчность заставили их появиться на свет только для того, чтобы служить донорами органов, тканей, клеток.

Королевский женский госпиталь в Мельбурне (Австралия) создает мышь, которая производит человеческую сперму, трансплантируя ей клетки человеческих яичек. В Японии Университет Тоттори добился тех же результатов, и теперь сотрудники университете хотят попробовать оплодотворить человеческую клетку спермой, произведенной мышью.

В основе жизнеспособности естественных популяций животных и растений лежит генетическое разнообразие (генетические вариации внутри вида и между видами), которое помогает организмам приспособиться к новым вредителям и болезням, к изменениям среды обитания, климата. Ежегодно уменьшающееся биоразнообразие подвергается еще большей угрозе из-за клонирования, так как увеличивается риск появления новых возбудителей заболеваний, более устойчивых вредителей и сорняков, и в связи с этим — принуждение вести химически интенсивное сельское хозяйство. И, наконец, когда генетически модифицированные организмы (растения, животные) попадают в естественные условия, постоянно возникает опасность генетического загрязнения в результате взаимодействия старых и новых форм. Пыльца трансгенных растений, переносимая на большие расстояния, губительна для полезных насекомых, пчел, птиц.

В настоящее время экспериментаторы играют с около 100 генами, выделенными у сложных животных, в организме которых содержатся миллионы генов, не расшифрованных наукой. Встроенный чужеродный ген может оказаться внутри чужого организма где угодно: рядом с другим геном, внутри него, мешая его функционированию. Попав в несчитываемые участки ДНК, «новичок» может заставить активно работать целый блок генов или, наоборот, помешать им. Живой организм, внутри которого встроен чужеродный ген, не в состоянии остановить процесс своей жизнедеятельности, даже если этот ген будет работать на его погибель.

При трансплантации человеку органов животных возникает серьезная опасность того, что патогены органов животных-доноров могут прижиться в людях. Несколько животных вирусов очень похожи на человеческие: вирус коровьего бешенства в форме CG, коровья лейкемия, псевдобешенство свиней и коровий вирус иммунодефицита, похожий на СПИД. Учитывая эти обстоятельства, Совет Европы проголосовал за мораторий на клиническое тестирование трансплантантов из органов животных на людях (1 января 1999 года).

Невозможно пока предсказать воздействие ГМ-организмов на человеческий организм при употреблении их как продуктов питания, таки как не изучены пути их утилизации в организме, и их вред может проявить себя не в первом поколении.

Попытка решить продовольственную проблему в промышленных масштабах с помощью выращивания гигантских животных бессмысленна, так как остается проблема вскармливания этих животных, проблема интенсивного животноводства, разрушения в результате этого окружающей среды. Известно, что растениеводство является более экономичным использованием пахотной земли (в 10-16 раз по сравнению с животноводством). Производство мясной пищи не только не выгодно, оно становится источником интенсивного разрушения природной среды, так как уже сейчас не хватает земли для кормления скота и сводятся тропические леса, уничтожается уникальная флора и фауна, меняется климат планеты. Генная инженерия не только не решит этой проблемы, но лишь усугубит её.

Читайте также:  Белая планария это раздельнополое животное

Опрос общественного мнения в западных странах показал, что большинство людей отрицательно относятся к клонированию животных (напр., США — 66%, Япония — 67%).

Центр защиты прав животных «ВИТА» по материалам книг Д. Геллатли "Безмолвный ковчег" (пер. Центра ВИТА) и Т.Н. Павловой "Биоэтика в высшей школе"

Источник



Трансгенные животные

16.04.2019
Трансгенные животные

Развитие современной науки и прикладных ее направлений осуществляется во всех отраслях человеческой деятельности. Новейшие технологии всё чаще находят применение даже в одной из наиболее консервативных отраслей сельского хозяйства – животноводстве. Внедрение научных технологических разработок дает ощутимые результаты на таких этапах как кормление животных, кормопроизводство, содержание поголовья, скоростное выращивание мясного молодняка и т. п. Кроме того, более весомое значение приобретает генная инженерия. Умение искусственно изменять набор генов животных открывает огромные перспективы перед учёными, животноводами и человечеством в целом.

Когда речь заходит о трансгенных животных, воображение большинства из нас создает некий фантастический образ свирепого существа-конструктора, в котором соединены воедино части тел разных животных. А учёных, занятых трансгенной работой, многие представляют как злых гениев, ведущих цивилизацию к неминуемой гибели. Но на практике всё совсем иначе. И хотя некоторые трансгенные животные, созданные ради эксперимента (например, светящиеся в темноте мыши) внешне отличаются от обычных, в большинстве своём они сохраняют прежний облик.

Главными критериями в создании трансгенных особей являются их качественные и количественные показатели продуктивности, а не внешние признаки. Генномодифицированные животные создаются преимущественно не для развлечения, а для рационального решения глобальных проблем, связанных с дальнейшим существованием человечества.

Основные цели вмешательства в генетическую суть живых организмов состоят в изменение свойств животных в нужном для человека направлении, приобретении ими новых возможностей, а также в устранении некоторых негативных качеств. С помощью генной инженерии учёные создают животных с особыми, необычными параметрами продукции, животных, устойчивых к различным болезням, животных с повышенной продуктивностью и т. д. Благодаря такой работе можно уверенно утверждать, что на сегодняшний день в животноводстве уже достигнуты большие успехи.

Так, например, были созданы и уже успешно используются овцы с вполне обычной внешностью, которые вырабатывают молоко, содержащее фермент химозин. В молокоперерабатывающей отрасли он очень важен для производства твёрдых сыров. Раньше его получали только из сычуга (части многокамерного желудка) новорождённых жвачных животных: телят, ягнят, козлят. Для этого молодняк забивали в первые дни их жизни. Теперь же одна трансгенная овца за лактационный период (несколько месяцев) вырабатывает такое количество химозина, которого достаточно для производства тридцати тонн твёрдого сыра! Поголовье генномодифицированных, «химозиновых» овец насчитывает сегодня целое стадо! И можно только представить, сколько новорождённого молодняка жвачных животных было сохранено с помощью этого достижения генной инженерии.

Козы

Если говорить о теме сыра и трансгенных животных, то в Англии существует большое стадо генномодифицированных коров, продуцирующих молоко с идеальным составом для производства сыра «Чеддер», который так высоко ценится в мире. Ещё созданы коровы, в молоке которых значительно снижено содержание веществ, способных вызвать аллергические реакции у потребителей. При этом количество кальция и некоторых витаминов в нём – повышенное.

Лосось

Уже получены трансгенные рыбы нескольких видов, в генетический код которых добавлен ген, кодирующий повышенный синтез соматотрофного гормона (гормона роста), благодаря чему рыба растёт быстрее и вырастает крупнее своих обычных размеров. Примером может служить атлантический лосось фирмы «AquaBounty», который развивается в два раза быстрее обычного. Для достижения такого эффекта обычному лососю был внедрён участок гена угреобразной рыбы американская бельдюга, который увеличивает продуцирование соматотрофного гормона в организме лосося, причём независимо от температуры воды. Мясо нового лосося ничем не отличается от остальных представителей этого вида, но при этом время выращивания товарной рыбы сокращается вдвое!

В другом примере переноса генов результаты ещё более впечатляют. В результате введения в ядра оплодотворённых икринок рыбы нерка генетической информации, кодирующей повышенную выработку гормона роста, годовалые трансгенные нерки, которые вывелись из этих икринок, весили в среднем в 10 раз больше, чем их нетрансгенные ровесники!

Нерка

С помощью генной инженерии созданы также свиньи, у которых добавлен геном, кодирующий выработку пищеварительного фермента фитазы. Эти животные лучше переваривают и усваивают корм, благодаря чему повышается его конверсия и ускоряется рост свиней. В результате, при тех же затратах корма существенно повышается продуктивность животных, и мяса производится значительно больше.

Создание сельскохозяйственных животных, устойчивых к основным заболеваниям, которые наносят ощутимый материальный ущерб хозяйству и даже могут передаваться человеку, имеет большие экономические перспективы, т. к. это поможет избежать расходов на профилактику, лечение, устранение последствий заболеваний (дезинфекция, утилизация павших животных, карантинные ограничения и пр.), а также недополучения продукции.

Например, ведутся исследования по решению проблемы лейкоза крупного рогатого скота, который вызывают РНК-содержащие вирусы. Введение в ядро генов, кодирующих антисмысловую РНК, теоретически должно сделать КРС устойчивым к лейкозу. Эксперименты на кроликах уже дали положительный результат. Одно из подобных достижений – свиньи, поросята которых резистентны к диарее, что очень упрощает их выращивание.

Уже сейчас существуют коровы с генами зебу, которые отличаются невосприимчивостью ко многим кровепаразитарным заболеваниям. Введенные в геном крупного рогатого скота гены зебу кодируют сразу несколько признаков, благодаря чему полученные трансгенные животные вместе с устойчивостью к болезням приобрели повышенную жаровыносливость и неприхотливость к кормовой базе.

Цыплята

Но генные модификации можно применять не только для решения продовольственных и экономических задач. Используя генную инженерию, можно удовлетворять многие человеческие потребности в педиатрии и медицине в целом. Одна из групп генномодифицированных коров способна давать молоко, содержащее человеческий белок лактоферрин (в молоке обычных коров этого вещества нет). Лактоферрин является важной составляющей гуморального иммунитета, он обладает противовирусным, антибактериальным, противогрибковым, антипаразитарным действием, а также каталитической активностью и используется при искусственном выкармливании новорождённых детей.

Также ведётся работа по созданию свиней, способных продуцировать интерферон человека, в котором очень нуждается фармацевтическая отрасль. От модифицированных животных (коров, свиней, коз, кроликов, овец) уже удалось получить восемнадцать лекарственных белков. В качестве живых биологических фабрик они существенно рентабельнее, чем аналогичное по производительности промышленное производство нужных веществ.

Мыши

В Англии учёные-генетики смогли создать трансгенных кур, которые несут яйца, содержащие лечебный белок с miR24-молекулой и человеческий интерферон b-1a. После специальной обработки эти вещества используются как сырьё в производстве препаратов, предназначенных для лечения артритов, множественного рассеянного склероза и злокачественных опухолей у человека.

Но как же создают трансгенных животных? Процесс этот очень длительный и непростой. Существует несколько основных способов создания генных модификаций у высших животных:

пронуклеарная микроинъекция;

использование вирусных конструкций;

использование эмбриональных стволовых клеток.

Из них наиболее удобный и часто используемый – это метод пронуклеарной микроинъекции. Его преимущества состоят в том, что он универсален: с его помощью можно вмешиваться в геном любых животных. Этот метод позволяет получить быстрый результат: требуемые показатели проявляются уже в первом поколении. Он не имеет ограничений по размеру внедряемого участка ДНК. Если при использовании вирусных конструкций можно вставить только 8 – 10 тысяч пар нуклеотидов, то с помощью пронуклеарной микроинъекции можно ввести во много раз больше – 100 тысяч и даже несколько миллионов пар нуклеотидов! Т. е. за одно вмешательство можно ввести намного больше целевой генетической информации.

Создание трансгенных организмов

Суть этого способа следующая: у отобранных самок животных искусственно стимулируют овуляцию и оплодотворяют вышедшие яйцеклетки. Затем, либо в ядро мужского пронуклеуса, либо в ядро создавшейся клетки на стадии зиготы внедряют с помощью специального оборудования (микроманипулятора) нужный участок ДНК (или генную конструкцию). После внедрения зиготу неделю (за это время целевой ген встраивается в геном клетки-рецепиента и изменённая клетка начинает своё развитие в многоклеточный модифицированный организм) культивируют в питательной среде с высоким содержанием углекислого газа (5%, как в живых тканях организма млекопитающих), затем на стадии морулы или ранней бластоцисты пересаживают в матку суррогатной матери.

ДНК

Крупным животным – коровам, кобылам, верблюдицам – пересаживают по две зиготы, козам и овцам по 3 – 4, свиньям и крольчихам по 20 – 30. После рождения приплод проверяют на присутствие нужной генетической информации и, в случае положительного результата, разводят «в себе» как основу будущей трансгенной популяции, используя отбор и подбор, как и в обычной племенной работе. Молодняк, рождённый от трансгенных животных, во всех дальнейших поколениях наследует его модифицированный набор генетической информации и связанные с этим свойства.

Читайте также:  Органы животного и зачем они нужны

Яйцеклетка

Достаточно хорошо отработаны технологии генных модификаций для таких видов рыб как форель, карп, лососевые. Они состоят в том, что нужные участки ДНК вводят в оплодотворенные икринки с помощью микроинъекции. Развитие модифицированной икры протекает в воде, в ванных с регулируемыми параметрами микроклимата. После инъекций чужеродных генов выживает примерно от 35 до 80% эмбрионов. Из них успешно принимают новые гены в свой генетический набор от 10 до 70%. То есть, эффективность перенесения нужной наследственной информации у промысловых рыб относительно большая. Ведётся работа по внедрению генов, которые увеличат устойчивость рыбы к болезням и неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

Оплодотворение

Далеко не все попытки генных манипуляций заканчиваются успешно. На каждом этапе количество эмбрионов постоянно уменьшается на 10 – 20% по разным причинам. Какие-то гибнут, других отбраковывают сами учёные. Из тысячи яйцеклеток может получиться лишь несколько удачных трансгенных животных. Технология микроинъекции даёт хорошие по качеству результаты, но она слишком дорогая. Создание одной минимальной популяции из нескольких трансгенных животных стоит от 60 до 300 тысяч долларов США. Кроме того, для осуществления необходимых действий нужен микроманипулятор и другое дорогостоящее оборудование. Намного дешевле создавать трансгенных животных с помощью вирусов.

Для осуществления этого способа учёные сначала создают псевдовирус из обычного вируса. Суть преобразования состоит в том, что из вируса удаляют большинство его генов, оставляя только самые необходимые для его выживания, и прикрепляют нужный для создания трансгенного животного участок ДНК. После этого измененным, относительно безвредным вирусом обрабатывают зиготу. Вирус проникает в зиготу, самостоятельно встраивается в геном зиготы и одновременно встраивает нужный ген. Затем зиготу культивируют некоторое время в инкубаторе и трансплантируют в матку суррогатной матери, а по истечении срока беременности получают трансгенный молодняк. Это потомство тестируют на присутствие того гена, который планировалось ввести в его геном, отбирают нужных особей и размножают их с применением жёсткой выбраковки животных, не соответствующих заданным параметрам, искусственного отбора и подбора пар, как и в предыдущем случае.

Эффективность этого метода намного выше, чем микроинъекции – она составляет до 70%! Но есть и недостатки: не только чужой ген действует на геном эмбриона, но и сам геном влияет на чужеродный ген, изменяя его работу. Если вирус встроился в участок ДНК эмбриона, который активно не работает, то и этот целевой ген тоже работать не будет, несмотря не своё присутствие в геноме трансгенного животного. Впервые вирусы для переноса гена использовал Рудольф Яниш в 1970 году.

Дробление зиготы

Метод создания трансгенных организмов с применением эмбриональных стволовых клеток практикуют, в основном, в научных исследованиях, а не для модификации продуктивных сельскохозяйственных животных. Если коротко описать процесс, то упрощённо он выглядит так: сначала получают из клеточной массы бластоцисты мыши эмбриональные стволовые клетки. Затем их генетически модифицируют, внося нужный ген, после чего культивируют в питательной среде с 5%-ным содержанием углекислого газа и вводят в предварительно полученные зиготы на стадии бластоцисты. «Откорректированные» зиготы помещают в матки суррогатных матерей. Полученное потомство учёные проверяют на присутствие целевого гена, и отобранных трансгенных животных спаривают между собой, создавая таким образом целую трансгенную популяцию для научных исследований.

Если в ходе ознакомления с данным материалом у вас возникли вопросы, их можно задать на нашем форуме.

Чугуевец Виталий

Источник

Постгеномная эра. Получение трансгенных животных

В наши дни трансгенные организмы перестают быть редкостью и значение их для биологии и медицины трудно переоценить. Искусственное включение практически любого интересующего исследователей гена позволяет физиологам изучать на трансгенных животных различные отклонения в гомеостазе организма, иммунной системе, в эмбриогенезе и во многих других случаях

Получение трансгенных животных

Исследования в биомедицине сосредоточены в основном на том, чтобы создать широкий спектр моделей заболеваний человека, включая такие, как атеросклероз, диабет, гипертонию, болезнь Альцгеймера, ретинобла­стому, онкологические и многие другие заболевания. Модели трансгенных животных, как правило мышей, позволяют изучать механизмы развития и лечения болезней человека.

Гранулоцит-колониестимулирующий фактор (Г-КСФ) является ценным стимулятором кроветворения, широко применяемым в клинике при переливании крови, лечении последствий радио- и химиотерапии в онкологии (Hobel et al., 2003). В клинических исследованиях показано, что Г-КСФ-терапия предотвращает и лечит инфекции у иммунонекомпетентных пациентов, благоприятно воздействуя на клетки крови. В последнее время Г-КСФ используется и для различных целей так называемой регенерационной медицины. Появились сообщения, что Г-КСФ улучшает функции сердечной мышцы и уменьшает смертность после острого инфаркта миокарда при введении в область инфаркта стволовых клеток крови пациента. Г-КСФ синтезируется в моноцитах, фибробластах и эндотелиальных клетках

Трансгенные мыши являются также незаменимой модельной системой и для тестирования генетических конструкций перед получением сельскохозяйственных трансгенных животных-биореакторов, способных с молоком продуцировать белки человека.

Наиболее широко используемый метод введения трансгена – микроинъекция в пронуклеусы (мужское и женское ядро) зиготы в тот момент, когда спермий проник в яйцеклетку, и пронуклеусы готовятся к слиянию. Суть метода заключается во введении в мужской пронуклеус с помощью микроманипулятора со стеклянным капилляром (диаметр кончика 1 мкм) раствора экзогенной (чужеродной) ДНК (500—1000 копий гена). Эта процедура проводится под микроскопом со специальной оптикой, позволяющей видеть пронуклеусы в трехмерном измерении.

Были созданы три генно-инженерные конструкции, способные обеспечить синтез биологически активного гранулоцит-колониестимулирующего фактора (Г-КСФ) человека в молоке трансгенных мышей. Конструкции содержали ген Г-КСФ человека, слитый с регуляторными последовательностями гена альфа-S1-казеина молока коровы или козы разной длины – от 721 до 3387 пар оснований (pb). Это позволяло включить от минимально необходимого до максимального набора сайтов регуляции, которые составляют сложный физиологический механизм активации функций молочной железы, таких, например, как рецепторы гормональной стимуляции лактации, беременности и др. С помощью микроинъекций рекомбинантной ДНК в зиготы мышей получено более 10 трансгенных животных, каждое из которых дало начало собственной линии мышей. На более чем 400 потомках этих основателей были исследованы: наследование трансгена, продукция и биологические свойства Г-КСФ человека. Установлено, что трансген наследуется в ряду поколений по законам Менделя как любой природный ген. Обнаружено, что в молочных железах трансгенных лактирующих самок всех линий трансген стабильно экспрессировался. Концентрация Г-КСФ человека в молоке варьировала от 0,1 мг/мл до 1000 мкг/мл. У трансгенных животных с самой «короткой» регуляторной последовательностью (721 pb) выявлено присутствие Г-КСФ человека в сыворотке крови, что свидетельствует об эктопической экспрессии трансгена, т. е. белок человека синтезировали не только клетки молочной железы, но и других внутренних органов. Это было нежелательное осложнение, поскольку трансгенный белок – сильный стимулятор кроветворения и может нанести вред здоровью трансгенной особи. Молоко всех трансгенных животных стимулировало образование кроветворных гранулоцитсодержащих колоний в культуре клеток пуповинной крови человека, и его активность была сопоставима с активностью препаратов натурального Г-КСФ человека. По совокупности характеристик наиболее перспективной оказалась третья конструкция с самой протяженной (3387 pb) регуляторной областью, которая и была использована для получения трансгенных коз

Эффективность интеграции трансгенов в геном, т. е. число трансгенных животных от общего числа родившихся при использовании данного метода в зависимости от вида животных колеблется незначительно. Так, у мышей этот показатель составляет 5—15 %, у свиней – 10—15 %, у кроликов – 10 %, у овец, коз и коров – 5—10 %.

Вот далеко не полный список фармакологиче­ски ценных белков человека, полученных от трансгенных мышей: интерферон, фактор свертываемости крови IX, сывороточный альбумин, некоторые иммуноглобулины и многие другие белки, которые уже рекомендованы для создания молочных биореакторов

Можно выделить следующие этапы получения трансгенных животных:

1) получение зигот от гормонально стимулированных самок;

2) микроиньекция раствора ДНК генных конструкций в мужской пронуклеус зиготы;

3) трансплантация проинъецированных зигот самкам-реципиентам, подготовленным для вынашивания беременности;

4) анализ родившихся потомков на присутствие трансгена методом полимеразной цепной реакции (ПЦР-анализ);

Источник

Польза и вред генномодифицированных продуктов

Многие из рекламы слышали или читали на упаковках загадочную фразу «не содержит ГМО», однако — точно не знают, что же это такое и опасно ли это. О проблеме генетически модифицированных или измененных при помощи человека свойствах продуктов знают давно – знаменитая селекция и ее адепты Мичурин и Вавилов, о которых рассказывают все школьные учебники биологии — это, по сути, первые люди, получившие такого вида продукты.

Читайте также:  Животные заповедников белгородской области

Многие из рекламы слышали или читали на упаковках загадочную фразу «не содержит ГМО», однако — точно не знают, что же это такое и опасно ли это. О проблеме генетически модифицированных или измененных при помощи человека свойствах продуктов знают давно – знаменитая селекция и ее адепты Мичурин и Вавилов, о которых рассказывают все школьные учебники биологии — это, по сути, первые люди, получившие такого вида продукты.

Но опасно ли употреблять в пищу такие продукты, не нанесут ли они вреда организму взрослого или ребенка? Для чего нужны генные модификации, сложно ли их получить? — на эти вопросы находит ответ Passion.ru.

О трансгенных продуктах, мутациях и спорных вопросах

Вопросы генных вмешательств в различные продукты питания волнуют многих людей, особенно далеких от биологии, молекулярной генетики и медицины. Все неизвестное и непонятное вообще пугает, а новейшие технологии многим кажутся очень опасными.

Мы все знаем о генетических мутациях, нам насаждают через телевидение и кино, что мутации – это опасность и зло, мутанты ужасны и страшны. Но, по сути — любое растение, животное и даже человек на современной земле – это мутанты. Генетические программы их очень сильно изменены даже в сравнении с людьми и животными, растениями, жившими и росшими на Земле несколько веков назад.

И это нормально, ведь мутация — это процесс постоянный и закономерный, он предназначен в природе для осуществления процесса эволюции и закрепления полезных свойств, отбраковки вредных и ненужных.

Человек досконально изучил механизмы мутации на молекулярном уровне – это помогает в лечении многих болезней, получении новых видов растений и животных.

Как получают генномодифицированные продукты

Продукты с генномодифицированными свойствами получают в селекционных лабораториях после всестороннего изучения свойств диких растений и их культурных собратьев. Трансгеннымиявляются растения, в которые человеком искусственно внедряется «хороший» ген (его могут брать у других растений), дающий растению выгодно отличающие его свойства.

Этот ген, проявляясь в комбинации с обычными генами растения, дает ему плодовитость, устойчивость к климату или улучшает вкус и срок хранения плодов, делает его недоступным для вредителей. Учитывая возрастающее население Земли – очень полезное свойство, ведь это дополнительные продукты питания.

Работы по изучению свойств генов и их внедрение, изучение свойств гибридов проходят в лабораториях сельхозинститутов и НИИ. Продукты не будут выпущены в массовое производство без всестороннего изучения их свойств – безопасности в плане произрастания, переработки и питания.

Сегодня существует более полусотни видов растений, которые получены подобным методом – к ним относят табак и сою, отдельные сорта яблок и помидоров, баклажанов, и многие другие растения, потребляемые в пищу. Внешне они никак не отличаются от обычных, распознать их могут только специалисты-биологи путем сложных процедур.

Россия пока не занимается производством и выращиванием генномодифицированных продуктов, но, учитывая объемы импорта продуктов из-за границы, по скромным подсчетам от 20 до 35% продукции вашего стола занимают продукты с подобными свойствами. Запрета на ввоз подобной продукции у нас в стране нет, есть только обязательство для производителей указывать на упаковке, если у них применяется в объеме более 5% подобного сырья.

Плюсы ГМО

Конечно, все производство ГМО направлено на благие цели, польза от генномодифицированных товаров – это экономические выгоды. За счет сокращения расходов на производство и борьбу с сорняками, отсутствие обработки химией и пестицидами, эти продукты чище и дешевле натуральных.

Они могут решить проблему обеспеченности населения недорогими продуктами питания – овощами и фруктами, которых остро не хватает, особенно в зимний сезон. Эти продукты менее подвержены засухам и более урожайны. Полей становится все меньше, значит, необходимо повышать урожайность с каждого метра земли – в этом основная цель ГМО.

Такое экономное сельское хозяйство поможет производителям и поддержит их развитие, они смогут кормить свои семьи и обеспечивать достаточно большое количество потребителей.

Биологи тоже отмечают положительные стороны в развитии рынка трансгенных продуктов – не секрет, что у практически всех культурных растений есть свои вредители, они заставляют производителей проводить обработку полей и саженцев, порой, достаточно вредными веществами.

Кроме того, эти растения капризны и требовательны – им необходимы подкормки удобрениями с вредными нитратными добавками. А химия, при попадании в организм, пользы не приносит. Трансгенные сорта можно разработать с учетом этих требований – отказаться от химикатов, нитратов, и это позволит облегчить нагрузку на печень и иммунитет людей.

В чем таится опасность ГМО?

Опасности ГМО

Однако, противники ГМО выдвигают свои тезисы в противовес сторонникам. Считается, что о полной безопасности этих продуктов говорить рано, не прошло еще достаточно времени, чтоб видеть отдаленные последствия этих растений и продуктов. Нет независимых экспертов, готовых дать оценку рискам, общество находится в полном неведении в отношении свойств этого рода продуктов.

Кроме того, многих страшит само влияние на гены – люди боятся генных болезней, в том числе и риска развития рака, ведь никто пока не доказал полной безвредности. Конечно, гены с продуктов не проникнут в геном человека, но всех последствий предсказать невозможно.

Кроме того, применение генномодифицированных растений может нарушить экологическое равновесие в природе, есть вероятность того, что многие естественные растения вымрут, не выдержав конкуренции, что даст изменение в пищевых цепях растений и животных.

Выводы можно делать только лет через 40-50. Проблема ГМО – это серьезный вопрос, требующий всестороннего изучения, но на сегодня многие из фирм-гигантов рынка спокойно используют такие продукты в своем производстве – не только в продуктах питания взрослых, но и в детском питании, и молочных смесях, и шоколаде, вопрос от этого становится только острее. Запрета на применение ГМО официально нет, значит и выбор только за потребителями.

Источник

Этические аспекты создания и использования трансгенных растений и животных

Первые трансгенные животные были получены более 20 лет назад, однако до сих пор они не используются в хозяйственной деятельности. Причин этому много: этические, технические, финансовые и т.д. Основным направлением генетической инженерии животных является выведение пород с повышенной продуктивностью, устойчивостью к болезням, из которых получают продукцию с лучшими качественными характеристиками. Существуют отдельные проекты, основной целью которых является улучшение потребительских свойств продуктов, вырабатываемых животными или из животных, а также научные разработки, исследующие модификации отдельных генов для изменения физико-химических свойств.

Какие преимущества открывает генетическая инженерия животных? С помощью ее методов возможно улучшение здоровья домашних животных, повышение их устойчивости к болезням. Все это повысит продуктивность животных, уменьшит затраты на их лечение, снизит уровень употребления антибиотиков для их лечения, а также вероятность переноса инфекций от животных к человеку.

Для решения этих задач выделяют три генно-инженерных подхода:

— добавление генов, повышающих устойчивость к болезням;

— изъятие генов восприимчивости к болезням;

— замена одних генов другими, способствующими активному противостоянию болезни.

Еще одним направлением генетической инженерии является использование животных как «биореакторов» для производства фармацевтических препаратов. Это значит, что с помощью молочных желез трансгенные животные способны производить моноклональные антитела, коллаген, фибриноген и т.д. Рассчитана и экономическая выгода: использование трансгенных животных снизит стоимость препаратов в 10–20 раз.

Ситуация с использованием генетически модифицированных организмов в сельском хозяйстве такова, что основным вопросом является оценка соотношения между пользой и вредом, преимуществами и недостатками технологии и самих продуктов. Ключевыми выступают следующие вопросы: какие риски для здоровья человека и окружающей среды несет в себе трансгенная продукция, какие преимущества имеет генетическая инженерия по сравнению с традиционной селекцией растений. Здесь существуют различные точки зрения. По мнению А.П.Ермишина, использование генетически модифицированных организмов дает следующие социальные и экологические выгоды:

— сокращение обработки полей пестицидами и отказ от вспашки уменьшают интенсивность эксплуатации сельскохозяйственной техники, расход топлива и выбросов углекислого газа в атмосферу;

— снижение химической загрязненности воды и почвы позволяет предотвратить эрозию почвы, так как генетически модифицированные растения, устойчивые к гербицидам, дают возможность перейти на щадящий беспахотный метод обработки почвы;

— использование сортов с избирательной устойчивостью к насекомым-вредителям в условиях снижения интенсивности применения инсектицидов увеличивает биоразнообразие, так как на полях, занятых трансгенными сортами, наблюдается увеличение численности популяций птиц, полезных насекомых.

Источник