1 этап. Генная инженерия
реклама
T. plasticum Khl. Ежова Татьяна Анатольевна (кафедра генетики МГУ) Общее ухудшение здоровья населения, распространенность аллергическии СМИ вслед за учеными приписывают именно трансгенным организмам (ГМО). Не учитываются: 1. Постоянно растущее загрязнение окружающей среды 2. Ядохимикаты в растительном сырье. Наличие антибиотиков и гормонов в животном сырье 3. Добавление консервантов, загустителей, наполнителей, антибиотиков и пр. химии при переработке растительной и животной продукции Пищевые добавки: красители (Е-100 – 182), консерванты (Е-200 – 299), антиокислители (Е-300 – 399), стабилизаторы и загустители (Е-400 – 499), эмульгаторы (Е-500 – 599), усилители вкуса и аромата (Е-600 – 699), пеногасители (Е-900-Е-999). Они разрешены к использованию в России, но опасны для здоровья человека: могут вызывать злокачественные опухоли (Е-103, Е-105, Е-123, Е-125, Е-126, Е-130, Е-131, Е-142, Е-152, Е210, Е-211, Е-211, Е-213-217, Е-240, Е-330, Е447) и заболевания желудочно-кишечного тракта (Е-211-226, Е320-322, Е338-341, Е-407, Е-450, Е-461-466), вызывают аллергию (Е-230, Е-231, Е-232, Е-239, Е-311-313), болезни печени и почек (Е-171-173, Е-320-322). Успех кампании по дискредитации трансгенных технологий базируется на генетической безграмотности населения. Только половина людей в России как-то информирована о роли генов. Опрос в Москве 2001 г (Н.К.Янковский): «Верно ли утверждение что трансгенные (или генетически модифицированные) организмы вредны, потому что в них есть гены, а обычные полезны, потому что в них генов нет?» • • • Да–10% Не уверен - 40% Нет – 50% Н.К.Янковский: «С хорошей телячьей отбивной Вы съедаете около миллиона миллиардов генов, в том числе нужных для формирования рогов. Однако рога появляются при этом далеко не у каждого» ДНК есть в любой пище растительного и животного происхождения, даже в переработанной (колбаса, шоколад и пр.). Ее нет разве что в рафинированном растительном масле и сахарном песке. Однако, откройте пакет и налейте масло в стакан. Уже через час ДНК там можно будет обнаружить. Но не ДНК сахарной свеклы и подсолнечника, а нашу с вами. С частичками отшелущивающейся кожи, с капельками слюны она летает в воздухе, и сейчас мы с вами вдыхаем ДНК наших соседей. Проблема контаминации собственной ДНК – одна из важнейших при работе с останками древних людей. Ее непросто избежать! Тем не менее, постоянно общаясь с нашими сокурсниками, мы не изменились, не приобрели общее с ними лицо. ДНК из ТО также безопасна как и любая ДНК, присутствующая в пище (и в воздухе) кишечник Поджелудочная железа выделяет в 12-перстную кишку РНК-азы и ДНК-азы, которые разрушают содержащиеся в пище нуклеиновые к-ты. Затем процесс разрушения продолжается в кишечнике План лекции: 1. Как получают трансгенные организмы 2. Как их используют 3. Разумные опасения ученых и пути решения проблем Трансгенные организмы (ТО) – те, которые включили чужеродную ДНК в геном (и в ее составе- «трансгены», т.е. чужеродные гены). Термин «генетически модифицированные организмы (ГМО)» весьма неудачен. Вся наша еда (кроме обитающей в дикой природе) - это ГМО по отношению к своим диким сородичам. Антоновка – спонтанное генетическое изменение Салат (Lactuca sativa) – индуцированные мутации Тёрн (Prunus spinosa) (2n=32) Алыча (Prunus divaricata) (2n=16) Слива домашняя (Prunus domestica ) (2n=48 хромосом) – отдаленная гибридизация Трансгенные технологии – это еще один подсмотренный человеком в природе метод получения ГМО. Получение ТО: 1 этап – генная инженерия - создание генной конструкции, которая содержит трансгены, и введение этой конструкции в векторную молекулу ререносчит ДНК 2 этап – трансформация - перенос векторной молекулы в геном растения с помощью метода, который лучше подходит для данного вида 3 этап - отбор ТО, их изучение 1 этап. Генная инженерия - технологии выделения генов и манипуляций с ними (технологий получения рекомбинантных ДНК) (1) - выделение гена с нужной функцией (анализ его структуры, выделение его кодирующей части, удаление ненужных частей) РНКполимеразный комплекс ТАТА интрон интрон Регуляторная часть и промотор (2) - присоединение нужной регуляторной части (ген будет работать в нужном месте и в нужное время) ТАТА Белок-кодирующая часть Главные инструменты генной инженерии Получение рекомбинантной ДНК Эндонуклеазы рестрикции Эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы) режут ДНК Лигазы (сшивают ДНК) Рекомбинантная ДНК http://habrahabr.ru/post/48534/ http://habrahabr.ru/post/48846/ Заключительная стадия генноинженерной работы (1-ого этапа): Встраивание ДНК в векторную молекулу (плазмиду) (3) встраивание рекомбинантной ДНК (трансгена) в векторную молекулу переносчик Вектор - молекула ДНК, способная к включению чужеродной ДНК и к автономной репликации, служащая инструментом для введения генетической информации в клетку 2 этап - перенос векторной молекулы в геном растения или животного (трансформация, трансфекция) Прямой перенос: а) Микроинъекция ДНК в ядро б) Биобаллистический метод переноса (пневматическая пушка) в) Электропорация ДНК в клетки (протопласты) Импульсы высокого напряжения → временные поры http://www.kkv5.pisem.net/method-tran-obzor.htm б) Пневматические пушки (биобаллистический метод трансформации) Непрямой перенос: с помощью природных переносчиков генов – бактерий и вирусов Опухоли растений - результат интеграции в геном растения генов агробактерии (A.tumefaciens). Гены агробактерии найдены в дикорастущих растениях (несколько видов табака, льнянки). Агробактерии атакуют растение после поранения. Они переносят свои гены (гены Ti-плазмиды) в геном растения и заставляют растительные клетки работать на себя. Гены бактерии удаляются. Встаиваются нужные гены Хромосомная ДНК Ti-плазмида Хромосома Т-ДНК Т-ДНК A. tumefaciens Трансформированная клетка http://bib2011genetik.wikispaces.com/Agrobacterium+tumefaciens Корончатый галл Вирусы также могут интегрировать свои гены в геном хозяина – животного или растения 1% генома человека – вирусного происхождения Метод трансформации растений in planta Цветоносы погружают в суспензию агробактерий на 5 – 15 мин Основные направления использования трансгенных растений: качественно новые продукты, новые лекарствановые промышленные технологии решение экологических проблем научные исследования История получения трансгенных растений 1983г-компания Монсанто (Бельгия), Ин-т растениеводства М.Планка (Германия) и группа из Вашингтонского Университета создали 1-ые ТР растения табака и рапса. 1990г-первое коммерческое применение ГМО в США. 1992г. - в Китае начали промышленно выращивать трансгенный табак, устойчивый к насекомым. 1994г. - в США зарегистрировали первое трансгенное растение, предназначенное для употребления в пищу, - томаты “Флавр-Савр” 1999г. - получены трансгенные растения более 120 видов. (Лутова Л.А., 2010) Основные культуры трансгенных растений Хлопок 9,00% Рапс 8,99% Кукуруза 28,00% (Лутова Л.А., 2010) Картофель 0,01% Соя 54,00% Соя Кукуруза Хлопок Рапс Картофель 54% 28% 9% 9% 0,01 Получение качественно новых продуктов на основе трансгенных растений: Замедление созревания, контролируемое созревание (снижение потерь при транспортировке; доступность круглый год) Улучшение пищевых и технологических свойств (создание полноценной и сбалансированной пищи) Устойчивость к гербицидам (снижение применения ядохимикатов) Устойчивость к насекомым-вредителям (полный отказ от использования инсектицидов) Устойчивость к болезням (высокий урожай, снижение стоимости продукции, снижение применения фунгицидов) Трансгенные растения с повышенной лежкостью плодов Пектин не разрушается, т.к. в геноме есть дополнительный ген полигалактуроназы в антисмысловой ориентации сорт “Флавр-Савр” http://plantsinaction.science.uq.edu .au/edition1/?q=content/11-7-futuretechnologies Ген в антисмысловой ориентации блокирует работу собственного гена, кодирующего полигалактуроназу Полигалактуроназа деполимеризует пектиновые молекулы Фрагмент цепи макромолекулы пектиновой кислоты Трансгенные растения с измененными сроками созревания плодов У ТР с блоком синтеза этилена (гормон созревания) плоды хранятся очень долго. Время созревания можно регулировать, обрабатывая плоды этиленом (чувствительность к этилену не изменена) Трансгенные томаты, салат, цветочные культуры, дыня Трансгенные растения с измененными качествами плодов и семян Антоциан - мощный антиоксидант с противовоспалительными свойствами (борьба с раком, болезн.сердца, ожирением, диабетом, нарушениями зрения, возрастными недугами). Трансгенные томаты с увеличенным содержанием антоциана антоциан ликопин В геноме томата - 2 гена львиного зева, регулирующие синтез антоциана, под промотором, обеспечивающим их экспрессию именно в плодах (из гена – регулятора синтеза этилена томата). Пока это лабораторная разработка, которая наверняка уже запатентована. Когда дело дойдет до производства, из генной кассеты будет удален ген Kanr (Butelli et al. 2008. Nature Biotechnology 26, 1301-1308) Трансгенные растения с измененными качествами плодов и семян Рис не содержит витамина А http://www.goldenrice.org/ Рис – основн. источник питания большей части населения земли. Из-за недостатка вит. А ежегодно умирает 1 млн детей +230 млн страдают заболеваниями (ВОЗ). Золотой рис – сорт, в геном которого введены 2 гена биосинтеза каротеноидов. Сейчас в геном золотого риса введен ген ферритина сои, который восполняет дефицит железа в зерне. Получение «золотого» риса –пример метаболической инженерии золотой геранил геранил рис дифосфат фитоенсинтаза (ген psy из нарцисса (Narcissus pseudonarcissus) фитоен ликопен обычный рис ген ctr1 из почвенной бактерии (Erwinia uredovora) β-каротин Гены синтеза каротиноидов повышают содержание каротиноидов – это полезно и человеку и растению Лутова Л.А., 2010 гены синтезаβ-каротина = провитамина А , превращается в витамин А в организме Новый сорт (метаболическая инженерия) Путь биосинтеза флавоноидов У розы нет F3′5′H, флавоноид-гидроксилазы, поэтому нет дельфинидина. Чтобы получить голубую окраску, в геном розы внесли ген синтеза этого фермента из фиалки, а также ген DFR (дигидро-флавонол редуктазы) из ириса. Katsumoto et al. 2007. Plant Cell Physiol 48 (11):1589-1600. Новые породы атлантического лосося (фирма AquaBounty). В икринки ввели собственный ген гормона роста под контролем промотора гена антифризного белка бельдюги. Поэтому, в отличие от обычного гена, который работает только в теплые месяцы, как у большинства рыб, трансген работает круглый год. Новая порода http://www.sciencedaily.com/releases/2006 /07/060730131856.htm Трансгенные лососи за год выросли в 11 раз (!) крупнее своих обычных родственников А сейчас в прудах AquaBounty живут и гигантские форели, тиляпии, палтусы и другие рыбы (см, например R.H. Devlin et al. Aquaculture 2000. V191, p367–385). Трансгенные растения с измененными качествами плодов и семян 1. Изменение состава аминокислот в белке (серосодержащих – метионина и цистеина* путем введения соответствующих кодонов; генов, кодирующих белки богатые этими ак; генов, регулирующих синтез) 2. Изменение состава жирных кислот в семенах (увеличение доли полиненасыщенных жирных кислот – олеиновой, незаменимых линолевой и линоленовой) 3. Изменение содержания углеводов (крахмала, сахаров 4. Улучшение вкуса плодов и пр. * Человек и млекопитающие требуют наличия 8 незаменимых аминокислот в рационе. Белки семян злаков дефицитны по лизину и триптофану, а в белках бобовых — дефицит метионина и цистеина. Использование трансгенных организмов в производстве лекарственных препаратов Съедобные вакцины См. прекрасный обзор: А.А. Турчинович, Е.В. Дейнеко, М.Л. Филипенко, Е.А. Храпов, В.К. Шумный. ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ КАК БИОПРОДУЦЕНТЫ БЕЛКОВ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ. Вестник ВОГиС. №28 2004 год Трансгенные организмы продуценты фармацевтических белков Cозданы ТО - продуценты широкого спектра гормонов, факторов роста и ферментов, имеющие потенциальное применение в фармакологии и не уступающие по биологической активности аналогам, получаемым из других систем экспрессии Интерлейкины (IL-1, IL-18) – вещества, обеспечивающие передачу сигналов между клетками иммунной системы. Стимулируют антивирусный и антиопухолевый ответ иммунной системы. Клонированы гены интерлейкинов IL-10, IL-4, IL18 человека. Области применения: Сельское хозяйство Медицина Ветеринария Трансгенная морковь с геном интерлейкина 18 человека. Разве эта морковь хуже для получения интерлейкина, чем трансгенные микроорганизмы? http://orange.strf.ru/client/fcntp.aspx?ob_no=6813&print=1 ЛЕЧЕБНОЕ МОЛОКО Трансгенные козы с генами гормона роста человека, лактоферрина, факторов свертываемости крови и др. Такие козы есть и в России – в шаховском р-не (РоссийскоБелорусский проект). Лечение нарушений роста (карликовости): 1 – вытяжки из гипофиза умерших людей (лечение для избранных) или животных (низкая эффективность) 2 – трансгенные микроорганизмы 3 – молоко трансгенных животных (разве это хуже, чем гормон роста, продуцируемый трансгенными микроорганизмами?) Сейчас инсулин продуцируют трансгенные микроорганизмы. Удивительный парадокс – все боятся генно-модифицированной картошки, и никто не боится генно-модифицированных бактерий, который колют всем диабетикам. Скоро инсулин будут производить коровы и козы. ЛЕЧЕБНОЕ МОЛОКО Использование лишь 10-20 молочных коров позволит полностью удовлетворить потребность населения Германии в инсулине, которая составляет 400 кг в год Трансгенные растения-продуценты вакцин (антигенов) Вакцины должны быть безопасными*, недорогими, длительно сохраняться и транспортироваться без холодильного оборудования. Все эти требования удовлетворяют вакцины на основе ТР со встроенными генами патогенных микроорганизмов: их применение станет революционным событием в профилактической медицине и фармацевтике. ----------------------* В 1961 г. Показано, что почки обезьяны, которые использовали для изготовления вакцины против полиомиелита, заражены вирусом SV40 (вызывает рак). Советская вакцина была заражена SV-40 вплоть до 1981г. http://eugenegp.livejournal.com/13895.html А.А. Турчинович, Е.В. Дейнеко, М.Л. Филипенко, Е.А. Храпов, В.К. Шумный. ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ КАК БИОПРОДУЦЕНТЫ БЕЛКОВ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ. Вестник ВОГиС. №28 2004 год p35S TBI-HBS 8/16 p35S TBI-HBS c/17 p35S pG8 TBI-HBS 8/9 Томаты с ВИЧ, с. Вентура, TBI-HSB pBin ARS (+) 1 “Золотое яблоко” Эти поды– вакцина против двух вирусных инфекций ВИЧ и гепатит В Плоды томата с. Вентура +ugt+Kan регенерант №53, плод в центре дал + ответ с анти-HIV антителами Ин-т химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Ин-т цитологии и генетики СО РАН, Ин-т клинической иммунологии, НИИ молеку. биологии Гос. научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» (Новосибирск) Трансгенные растения-продуценты антител Вакцины индуцируют продукцию антител на патогенный агент (предотвращают заболевание). При заболевании вводят готовые антитела (иммуноглобулины). Сейчас получены трансгенные растения-продуценты различных типов антител к ряду патогенных агентов. А.А. Турчинович, Е.В. Дейнеко, М.Л. Филипенко, Е.А. Храпов, В.К. Шумный. ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ КАК БИОПРОДУЦЕНТЫ БЕЛКОВ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ. Вестник ВОГиС. №28 2004 год Трансгенные растения как фабрики по производству специальных химических веществ (стадия разработки) 1. масличные культуры с маслами, для двигателей автомобиля в качестве смазки и топлива 2.получение растений – продуцентов каучука и др. 3.получение растительных - продуцентов паутинового шелка Генетики выделили гены спидроина паука. Эти гены пытаются использовать для получения растений продуцентов искусственного шелка Паутина похожа на нейлон по эластичности и вязкости, а по жесткости превосходит сталь. Паучья нить с карандаш может остановить летящий самолет! Если бы паутина имела 1 мм, то могла бы выдержать груз в 200 кг (стальная проволока того же - всего 30–100 кг). Трансгенные, растения устойчивые к гербицидам и насекомым Сегодня в России разрешенными являются 17 линий трансгенных растений (созданы в США, Франции, Германии, России): • • • • • 6 3 4 2 2 линий линии линии линии линии кукурузы, сои, картофеля, риса, сахарной свеклы Все они проходят испытания Трансгенные, растения устойчивые к гербицидам Минимально допустимая норма в растениях 0,3 мг/кг, в воде – 0,02 мг/л Гербицид РАУНДАП, разработанный на фирме «Монсанто» в 1970 году. Раундап = 360 г/л глифосата Расход – 2 - 4 л/га, т.е.max 0,1 г/м2 Действующее вещество – глифосат (N-фосфонометилглицин) HO-CO-CH2-NH-CH2-PO-(OH)2 • Глифосат блокирует синтез ароматические а/к тирозин, фенилаланин, триптофан • Фенилаланин и триптофан являются для человека незаменимыми. • Поэтому глифосат относится к малотоксичным гербицидам, что подтверждается его полулетальной дозой LD50 ≈ 5 г/кг веса при внутреннем употреблении в экспериментах на крысах и др. организмах. 2,4-Д - ЛД50 0,35–0,60 мг/кг. Создание генетически модифицированных растений, устойчивых к раундапу 1. Скрининг бактерий A. tumefaciens на устойчивость к раундапу Коллекция штаммов Питательная среда A. tumefaciens с раундапом Штамм CP4, устойчивый к раундапу 2. Поиск и выделение гена CP4 EPSPS из штамма CP4 A. tumefaciens 3. Создание генно-инженерной конструкции – вектора, несущего ген CP4 EPSPS ген промотор хлоропластного транспорта белка CTP 4. Трансформация растительных клеток ген CP4 EPSPS терминатор Работа введенных генов в клетке растения (Лутова, 2010) ядро мРНК При обработке поля раундапом погибают все растения, кроме генетически модифицированных CP4 EPSPS + CTP хлоропласт CP4 EPSPS мигрирует в пластиды. Он не ингибируется глифисатом Трансгенные растения, устойчивые к насекомым ("растения –пестициды") Современные сорта 10 вредителей/ 1растение. Хим.защита - пестициды – ядохимикаты, маленькие молекулы которых имеют высокую химическую стабильность. Биологические методы - Bt-токсин - белковый токсин Bacillus thuringensis,используют уже 40 лет. Нестойкие молекулы белков не накапливаются в природе — быстро распадаются до аминокислот + они более специфичны, т.е. уничтожают только определенных вредителей Трансгенные растения, устойчивые к насекомым ("растения –пестициды") Структура Bt-токсина (протоксина) Bacillus thuringensis. Белок 1178 а/к Попадая в кишечник личинок насекомого, протоксин разрушается под действием ферментов с образованием эндотоксина. Суспензией бактерии поливали поля, причем неоднократно, т.к. Bt в своем "нативном" виде разрушается на свету. Гены, контролирующие синтез Bt-токсина (Monsanto, Ciba Seeds) Обозначения Cry генов Группа насекомых, на которых оказывается токсическое действие CryIA(a), CryIA(b), CryIA(c) Чешуекрылые CryIB, CryIC, CryID Чешуекрылые CryII Чешуекрылые, двукрылые CryIII Жесткокрылые CryIV Двукрылые CryV Чешуекрылые, жесткокрылые Клонированный ген модифицируют in vitro (укорачивают: 454 – 615 а/к) или синтезируют искусственно его фрагменты (~450 а/к) Трансгенный картофель: ген работает главным образом в листьях. В клубнях картофеля - следовое кол-во Bt . Чтобы отравиться, одному человеку нужно съесть около 500 кг сырого картофеля за день. Трансгенный картофель разрешен для выращивания и применения в пищу в США, Канаде, Мексике, Японии и Румынии. Два сорта картофеля New Leaf Plus («Ньюлиф») проходят испытания в России в соответствии с требованиями российских законов. В России трансгенный картофель, наблюдения за которым ведутся уже три года, стабильно дает урожай на 50-90% выше контроля. Сегодня 30% производимой сельхозпродукции уничтожается микроорганизмами, вирусами, грибами и другими вредителями Анализ результатов многолетнего применения широкого арсенала пестицидов и удобрений говорит о том, что попытки решить проблему повышения продуктивности с/х за счет химизации практически исчерпаны (академик В. Шевелуха) С /х стало одним из наиболее опасных для здоровья видов деятельности. По числу мутагенов оно занимает 2 место после отходов промышленности, опережая по этому показателю бытовую химию, медицину и транспорт (П.Н.Харченко, В.И.Глазко. ДНК-технологии в развитии агробиологии. 2006) Однако, не менее опасно не бороться с патогенами. Ведь, например, токсины, выделяемые грибами (микотоксины) также относятся к наиболее опасным для здоровья человека веществам. ВЫХОД – использование ТР они уже одним своим существованием способствуют уменьшению на Земле пестицидов: (1) они эффективно борются с вредными для здоровья патогенными веществами и организмами (2) позволяют снизить применение ядохимикатов и удобрений Весь арсенал современных методов обработки общественного мнения используется мощными химическими и фармацевтическими концернами для удержания позиций на рынке пестицидов и лекарств В кампанию по дискредитации достижений генетики и биотехнологии вовлекаются ученые, которые зачастую, будучи признанными лидерами в своей области, не являются специалистами в области биотехнологии. Частное мнение таких ученых противопоставляется научным фактам, полученным в большом числе длительных экспериментов (в разных странах мира) по изучению безопасности ГМО. Мнения не специалистов или просто недобросовестных или жаждущих славы ученых, фантастов и журналистов, нельзя ставить на одну доску с мнением генетиков и биотехнологов. За 26 лет употребления трансгенных сои и кукурузы не задокументировано ни одного случая негативного воздействия ГМО на человека. С 2001 по 2010 г. под эгидой ЕС было проведены масштабные научные исследование воздействия ГМО на организм человека и окружающую среду. Однако они не привлекают внимание СМИ. СМИ интересуют лишь только те «неопровержимые доказательства вреда ГМО», которые имеются у противников ГМО и получены в экспериментах, которые не выдерживают критики. Апокалиптические картины противников ГМО привлекают СМИ больше, чем сухие факты генетиков и биотехнологов. http://www.youtube.com/watch?v=coLCm7Z49uE Сентябрь 2012 г ……..Весь ужас в том, что эти люди манипулируют населением в своих целях………. Печально известная сессия ВАСХНИЛ 1948 г против генетики, по сути, продолжается. Уже другие безграмотные люди выдвигают те же безграмотные аргументы. (К.Г. Скрябин) http://lenagro.org/stati/1719-shirokoeispolzovanie-gmo--svershivshijsya-fakt.html Мнение генетиков отличается от общественного мнения: Создание ТО – эффективный способ решения самых насущных проблем – проблем питания, медицины и даже экологии. ТО – это здоровая пища! Нас на Земле в 2005г = 6.5 млрд. В 2050 г на Земле будет 11 млрд. Невозможность увеличения площадей посева и дальнейшей ядохимизации → необходимость повышения урожайности → альтернатив ТР пока никто не придумал!!! Трансгенные растения для решения экологических проблем 1.получение растительных биодеградируемых (!) полимеров взамен полимеров из невозобновляемой нефти (утилизация отходов, ресурсосбережение, медицина) 2. создание растений, способных очищать окружающую среду от загрязнений (почву, водоемы) 3. создание растений, способных к выживанию в экстремальных условиях (с-х и дикорастущих) 4. создание растений – тестеров загрязнений Использование трансгенных растения для фундаментальных исследований 1. Получение Т-ДНК инсерционных мутантов и клонирование генов 2. Изучение с помощью трансгенных растений экспрессии генов и структуры растительных промоторов 3. Получение трансгенных растений со сверхэкспрессией или замолканием генов для изучения их функции 4. Использование методов генетической трансформации для изучения взаимодействия клеток и тканей в процессе развития растения Разумные опасения: 1. Изменение микробиоты человека (повышение ее устойчивости к антибиотикам) 2. Горизонтальный перенос ("утечка" генов) 3. Аллергенные свойства экзотических белков 4. Уменьшение биоразнообразия 5. Замолкание генов Устойчивость к антибиотикам – самый удобный признак для отбора трансгенных растений. Однако, в 2002 г. ЕС запретил использовать гены устойчивости к антибиотикам, поскольку существует потенциальная угроза попадания этих генов в бактерии желудка и кишечника. Пути решения этой проблемы: 1) ищут и используют другие "не страшные" маркеры 2) вообще не используют маркеры (трудоемко и дорого) 3) используют маркеры, которые затем удаляют из состава Т-ДНК (вводят в состав Т-ДНК мобильные элементы) Разработаны специальные системы векторов, позволяющие избавиться от селективного маркера LB Селективный маркер транспозаза ген «интереса» Ds (мобильный элемент) Т-ДНК в составе векторной плазмиды RB Пути решения проблемы горизонтального переноса ("утечки" генов) 1) создают трансгенные растения с мужской стерильностью 2) вводят в состав генной кассеты гены, контролирующие развитие растений, которые сделают неконкурентоспособными дикие растения, получившие трансген в результате переопыления 3) разрабатывают методы трансформации хлоропластной ДНК – это не только способ увеличения синтеза чужеродных белков в растениях, но и предотвращение "утечки", т.к.хлоропласты передаются только через яйцеклетку, а не через пыльцу (нет нежелательного переноса трансгена с пыльцой на другие растения). Этические проблемы Насколько сильно исследователь может вмешиваться в природу, чтобы удовлетворить своё любопытство и способствовать получению важных для человечества знаний? Документ Британской академии мед. наук «Животные, содержащие человеческий материал» (Animals containing human material) - предложения по способам регуляции исследований ТО. Робин Ловелл-Бейдж: «…Мы не хотим, чтобы учёные стали причиной будущих проблем, переступив грань общественно допустимого…». Технологии, которые должны быть безапелляционно запрещены с этической точки зрения – это попытки очеловечивания приматов путём модификации тем или иным образом их мозга, а также смешиванием ДНК эмбрионов. Большая часть исследований по созданию трансгенных мышей с человеческими генами, уже находится под достаточно строгим контролем и не требуют, по мнению авторов документа, более сильного надзора. Тот, кто владеет генетической информацией, будет владеть миром. Если Россия отстанет в этой гонке, последствия будут тяжелее, чем могли бы быть в случае проигрыша в атомной или космической области (К.Г. Скрябин) http://lenagro.org/stati/1719-shirokoe-ispolzovanie-gmo-svershivshijsya-fakt.html Рекомендованная литература: 1. Л. А. Лутова Биотехнология высших растений: Учебник. Изд. 2-е. СПб.: Изд-во С.Петерб. ун-та, 2010. -240 с. 2. П.Н. Харченко, В.И.Глазко. ДНК-технологии в развитии агробиологии. М.:Воскресенье. 2006. 460с. 3. В. Глазко. Кризис аграрной цивилизации и генетически модифицированные организмы http://www.uhlib.ru/biologija/krizis_agrarnoi_civilizacii_i_geneticheski_modificirovannye_or ganizmy/index.php ) 4. Е.Б. Рукавцова, Я.И. Бурьянов, Н.Я. Шульга, В.А. Быков. Трансгенные растения для фармакологии. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии.2006. 2. С. 3-12 ( http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=2691). 5. А.А. Турчинович, Е.В. Дейнеко, М.Л. Филипенко, Е.А. Храпов, В.К. Шумный. Трансгенные растения как биопродуценты белков медицинского назначения. Вестник ВОГиС. 2004. 28 (http://www.bionet.nsc.ru/vogis/vestnik.php?f=2004&p=28_1). 6. Ю. Ю. Глеба. Биотехнология растений, 1998. Соросовский образовательный журнал, 6, 1-8. (http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9806_003.pdf) 7. В.А. Захаренко. Трансгенные растения в системе фитосанитарной оптимизации растениеводства в России ( http://www.rusbio.biz/ru/zah.shtml) Главные аргументы борцов с ГМО – •опыты И.В. Ермаковой, •опыты А. Пуштая (Pusztai), •опыты Г.Сералини (Séralini ) Ссылки на их работы и комментарии к ним ниже Пуштай (Англия) – картофель с геном лектина подснежника (стерильность крыс). Ставить такой опыт – это все равно, что кормить пирожками с цианидом (лектин может вызывать агглютинацию, т.е. слипание эритроцитов)! Его опыт доказывает, что при желании можно создать и вредные ГМО. Но проще, наверное, цианид калия использовать (сообщение S.W. B. Ewen, Arpad Pusztai. Effect of diets containing genetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine. LANCET. 1999• V354, p13531354). Сералини (Франция) – кукуруза с геном Bt вызывала опухоли у крыс (публикация в хорошем журнале: Gilles-Eric Séralini et al. Long term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerant genetically modified maize. Food and Chemical Toxicology Volume 50, (11), pp 4221–4231. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691512005637, НО, см http://afpzp.livejournal.com/340581.html, а также http://trv-science.ru/2013/02/26/gmo-mificheskie-opasnosti/ 1. недостаточные выборки 2. рацион крыс неправильный + без ограничений (исключительно кукуруза+раствор гербицида) 3. выбор самих крыс произведен неправильно - альбиносы из линии Спраг-Доули (Sprague-Dawley), которые очень склонны к образованию опухолей в молочных железах, особенно если их кормить пищей в неограниченном количестве (до 72% самок и 86% самцов крыс этой линии практически предрасположены к спонтанному заболеванию раком в возрасте 2 лет). • Об опытах И.В.Ермаковой: Выводы биотехнологов опубликованы в журнале Molecular Plant Breeding и Nature Biotechnology : «Было бы преждевременно делать какие-либо научные выводы о якобы проведенном «исследовании» до тех пор, пока исследование не рецензировано и опубликовано в заслуживающем доверия научном журнале. Только в этом случае исследование будет открытым для научной дискуссии. Научные выводы должны быть проверены и приняты консенсусом научного сообщества до того, как будут освещены в печати». • Это не демонстративная поза научного общества, это базовый принцип научной дискуссии. Фактически для научного сообщества эти результаты не существуют. О сути экспериментов Ермаковой И.В. можно прочесть: • http://npo.vo.uz/publ/13-24-0-127 «Речь идет именно о СООБЩЕНИИ, а не о полноценной научной статье. • И.В. Ермакова широко разрекламировала свой эксперимент в общественно-популярных изданиях и на экологических форумах и съездах, а не опубликовала в каком-либо официальном (рецензируемом) научном издании. На недоумение Критиков по этому поводу она ответила, что её критические материалы блокируются там ГМО-лобби, за которыми мол стоят огромные деньги и финансовые интересы. • Я же считаю, что и за ГМО-противниками с другой стороны так же стоят «огромные деньги и финансовые интересы» мировых производителей ядохимикатов, которые утрачивают сегодня всё большую и большую часть своих прибылей и наиболее заинтересованы в разжигании ГМОистерии. • На сайте И.Ермаковой представлен один опыт» (А.Першин) См. также http://trv-science.ru/2010/06/22/gmo-i-xomyachki-kaplyavody-na-raskalennyj-kamen/ http://freakopedia.ru/wiki/Ермакова_Ирина_Владимировна
