ОПАСНОСТЬ И ПОЛЬЗА ГЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Зайцева Ю.В. студент магистратуры, кафедра
Соколов И.Р. студент магистратуры, кафедра Биотехнология
Научный руководитель: Нитяга И.М. кандидат биологических наук, Доцент, кафедра Ветеринарно-санитарная экспертиза и биологическая безопасность
Аннотация
Современный мир нуждается в том, чтобы найти эффективный способ питания. Одно из решений - создание генно-модифицированных организмов. Но данная тема требует тщательного анализа проблем, следующих за созданием подобных организмов.
Ключевые слова: ГМО, питание, ДНК, CRISPR/Cas 9, сельское хозяйство.
Annotation
Zaytseva J.V., Sokolov I.R., Scientific advisor: Nityaga I.M.
THE DANGER AND BENEFITS OF GENETIC MODIFICATION FOR THE FOOD INDUSTRY AND AGRICULTURE
The modern world needs to find an effective way to eat. One of the solutions is the creation of genetically modified organisms. But this topic requires a thorough analysis of the problems following the creation of such organisms.
Keywords: GMO, nutrition, DNA, CRISPR/Cas 9, agriculture.
Основная часть
На протяжении тысячелетий люди выращивали растения и животных по желаемым признакам, таким как вкусовые качества, устойчивость к болезням, плодовитость, т.д. Ожидается, что население Земли достигнет 9 миллиардов человек в течение тридцати лет [2]. В таких обстоятельствах мировые лидеры и ученые пробуют все существующие на данный момент методы, при этом ища новые способы по расширению производства продуктов питания. Согласно данным о населении, а также данным о производстве и продаже основных сельскохозяйственных культур, производство основных культур (зерновых и бобовых) не поспевает за глобальным ростом населения [2].
С появлением методов манипулирования ДНК в 1970-х годах стала возможной генетическая рекомбинация между разными видами, что дает нам возможность создать новый образец, способный в перспективе прокормить население Земли [4]. Однако открытым остается вопрос: насколько такой образец может быть опасен?
Генетическая рекомбинация используется при создании генетически модифицированных организмов (ГМО), таких как растения и животные[4], которые содержат гены другого вида. Более поздние технические разработки привели к созданию организмов, геномы которых подвергались более непосредственным изменениям для получения желаемых признаков.
Существует ряд этических проблем, связанных с внедрением ДНК одного вида в другой, в том числе касающихся рисков для здоровья - как животных, так и человека - а также пагубного влияния на окружающую среду. Так, например, при инженерии генетики условной бактерии или вируса есть вероятность создания вида, при высвобождении способного вызвать эпидемию. Генномодифицированные животные, в свою очередь, рискуют стать более восприимчивыми к различным инфекционным заболеваниям.
На данный момент в большинстве стран приняты законы, регулирующие создание и использование ГМО. В некоторых странах ГМ-культуры выращиваются для производства продуктов питания, однако, если говорить о ГМО-животных, только несколько их видов были одобрены для употребления в пищу [4].
Для борьбы с исчезновением различных культур в настоящее время применяется новый генетический подход на молекулярном уровне [4]. В данном методе используется система, известная как CRISPR/Cas9 (кластерные регулярные короткие палиндромные повторы/ассоциированный белок 9), с недавних пор получившая широкое распространение благодаря своей универсальности. Данная система используется в том числе для более глубокого понимания механизмов действия генов, белков и клеток.
Механизм редактирования генов в первую очередь основывается на чужеродной ДНК, которая вставляется в клетку и переваривается ферментами. В результате ДНК включается в геном клетки. Далее клеточная ДНК распознается одной конкретной цепью РНК - молекулой, используемой для производства белков. Эта одноцепочечная РНК прикрепляется к переваривающему ферменту Cas 9 и направляет ее к целевой ДНК в клетке. Затем Cas 9 разрезает ДНК в этом месте, часто делая целевой ген нефункциональным, или не в состоянии выполнять свои обязанности за хозяина. CRISPR/Cas9 часто используется таким образом, чтобы заставить “замолчать” или отключить определенные гены в организме [3].
В зависимости от метода создания ГМО, такие организмы могут содержать неродственную ДНК, которая имеет шанс интегрироваться в организм. Как правило, это не касается большинства генно -модифицированных растений и животных, так как они, как правило, создаются без вживления неродственной ДНК [4]. Однако следует отметить, что редактирование генома может непреднамеренно вызвать генетическую рекомбинацию, если в какой - либо части процесса присутствует экзогенная ДНК. В таком случае полученный организм необходимо тщательно протестировать на отсутствие экзогенной ДНК в геноме. Это можно сделать, сначала определив места в геноме, где экзогенная ДНК может быть интегрирована. Затем эти области подвергаются ряду дополнительных анализов, таких как секвенирование ДНК-мишени, секвенирование всего генома. В случае обнаружения экзогенной ДНК, организм считается ГМО [4]. генномодифицированный организм генетический рекомбинация
Таким образом, мы можем сделать вывод, что данная тема требует более глубинного анализа, поскольку некоторые вопросы посвященные опасности и пользе, связаны в том числе с этическим аспектом ГМО.
Список литературы
1. Питание // ООН URL: https://www.un.org/ru/global-issues/food (дата обращения: 03.06.2023)
2. Рост мирового населения // ООН URL: https://www.un.org/ru/global- issues/population#:~:text=%D0%9E%D0%B6%D0%B8%D0%B4%D0%B0%D0%B 5%D1 %82%D1%81%D 1%8F%2C%20%D1%87%D1 %82%D0%BE%20%D0%B2 %20%D0%B 1 %D0%BB%D0%B8%D0%B6%D0%B0%D0%B9%D1 %88%D0%B8 %D0%B5%2030,%D0%B2%2010%2C4%20%D0%BC%D0%B8%D0%BB%D0%B B%D0%B8%D0%B0%D1%80%D0%B4%D0%B0%20%D1%87%D0%B5%D0%B B%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BA. (дата обращения: 9.05.2023).
3. Construct design for CRISPR/Cas-based genome editing in plants // Trends in Plant Science URL: https://www.cell.com/trends/plant-science/fulltext/S1360-1385(21)00157-6 (дата обращения: 9.05.2023).
4. Proving that a genome-edited organism is not GMO // Trends in Biotechnology URL: https://www.cell.com/trends/biotechnology/fulltext/S0167-7799(21)00260-2?_returnURL=https%3 A%2F%2Flinkinghub. elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2F S 0167779921002602%3Fshowall%3Dtrue (дата обращения: 9.05.2023).