В начале, для общего понимания вопроса, приведу известные сведения о ГМО и вирусах. Сначала вам покажется скучновато, но эта пара минут чтения просто необходима для понимания вопроса, а вопрос важный.
Происхождение ГМО.
Что такое ГМО? Генетически модифицированные организмы (ГМО) – это новые организмы, искусственно созданные в результате внедрения одного или нескольких генов от другого вида или класса животных и растений для получения новых свойств или параметров, то есть это организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии.
Как получают ГМО? Есть несколько способов. Для доставки генов в клетки, с начала 1980-х годов, разрабатывают и используют различные векторные генетические конструкции (ретровирусные векторные системы, векторные системы на основе аденовирусов, системы на основе вируса герпеса и т.д.). Для внедрения чужеродных ген в геном целевого организма, используют, в основном, вирусы или плазмиды (кольцевые ДНК), способные проникнуть в клетку организма и затем использовать клеточные ресурсы для создания множества собственных копий или внедриться в клеточный геном (как и «выпрыгнуть» из него) (World Scientists’ Statement Supplementary Information on the Hazards of Genetic Engineering Biotechnology (Мировое заявление ученых об опасности генной инженерии)). В Мировом заявлении ученых указывается на использование в качестве «инструмента» встраивания чужеродных генов таких вирусов как сибирская язва, чума, естественно, предварительно обезвреженных.
Плазмида в бактерии служит транспортом для доставки любого гена. Обычно бактериальные плазмиды легко переходят от бактерии к бактерии, но не к растениям. К счастью или к несчастью была обнаружена бактерия, которая «умела вводить» гены в растения. Этой бактерией оказалась почвенная бактерия Agrobacterium tumefaciens, являющаяся виновницей образования растительных наростов – галов (растительных опухолей ). После заражения растения, определенная часть плазмидной ДНК (Т-ДНК) встраивается в хромосомную ДНК растительной клетки, становясь частью ее наследственного материала. Ученые научились заменять гены в Т-ДНК плазмид бактерий нужными генами, которые предполагалось вводить в растения. При использовании плазмид агробактерий в процессе биотехнологических процедур, исследователь априори не знает, какая клетка эксплантата трансформируется, сколько копий Т-ДНК встроится в геном и в какие хромосомы, и не в силах это контролировать, но, одновременно модифицируя множество эксплантатов, впоследствии отбирают те регенерировавшие растения, что представляют для него интерес. Остается открытым вопрос, куда деваются «неотработанные» плазмиды с чужеродными генами? К тому же появилась информация, что векторные плазмиды могут попадать в митохондриальную ДНК, поглощаясь митохондриями (энергетической структурой клетки), нарушая их работу. В дальнейшем было выяснено, что плазмиды способны внедрять гены и в клетки высших животных.
Происхождение вирусов
Вирус (от латинского «яд») — неклеточный инфекционный вид, который может воспроизводиться только внутри живых клеток. В вирусах не идут процессы обмена веществ, эти организмы размножаются только в клетке-хозяине и являются облигатными, то есть абсолютными , паразитами.
Вирусы представляют собой не более чем фрагменты генома (ДНК или РНК), заключенные в белковую оболочку.
Вирус состоит из двух частей: сердцевины, в которой содержится нуклеиновая кислота, и капсида, состоящего из белка. Слово «капсид» в переводе с латинского языка означает «вместилище, ящик, футляр». Капсид защищает генетический материал вируса от действия ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты, и от воздействия ультрафиолетового излучения. Капсид также обеспечивает прикрепление вируса к поверхности клеточной мембраны. Генетический материал (ДНК либо РНК) несет информацию необходимую для образования нового вируса.
Существует три основные теории возникновения вирусов:
- Сценарий «сбежавших генов», приравнивающий вирусы к генам клеточных организмов, которые «выпали» из клеточного генома и переключились на «эгоистичный» режим, — теория клеточного происхождения.
- Дегенерация одноклеточных паразитов до вирусного состояния — регрессивная гипотеза.
- Происхождение вирусов из первичных генетических элементов — гипотеза доклеточного происхождения.
Однако фундаментальные достижения, такие как открытие рибозимов (молекул РНК, обладающих каталитическим действием), разработка гипотезы о «мире РНК» [2] , открытие новых форм вирусов и успехи в геномике делают наименее популярную в прошлом гипотезу доклеточного происхождения все более весомой.
В процессе эволюции многие вирусы встроились в геномы клеточных форм жизни путем горизонтального переноса генов (ГПГ). Впервые горизонтальный перенос был описан в 1959 году, когда ученые продемонстрировали передачу резистентности к антибиотикам между разными видами бактерий. Современные данные показывают, что ГПГ имеет огромное влияние не только на эволюцию простейших, но и на эволюцию многоклеточных, в том числе и высших (человек).
Горизонтальный перенос генов — процесс, в котором организм передаёт генетический материал другому организму, не являющемуся его потомком (вертикальный перенос генов – передача генетической информации собственному потомству). Горизонтальная передача генов реализуется через различные каналы генетической коммуникации — процессы конъюгации, трансдукции, трансформации, переноса генов в составе плазмидных векторов, вирусов, мобильных генетических элементов (МГЭ).
Вирусы окружают нас везде. Общее число вирусных частиц, на порядок выше количества всех клеток всех организмов на Земле. Считается что вирусы – основа эволюционного развития. С момента появления органической жизни, живые организмы, подвергаясь постоянному вирусному заражению, или гибли, или перенимали от вирусов путём горизонтального переноса генов, части кода ДНК благотворно влияющие на дальнейшее существование организма. Они наращивали структуру ДНК, становились сложней, перейдя от одноклеточных организмов, к многоклеточным, эволюционировали. Так появилось разнообразие живых форм жизни. Организмы, собравшие лучшую коллекцию фрагментов ДНК процветали. При изменении благоприятных условий окружающей среды, на губительные, нужно было «все го лишь» встроить в свой ДНК, фрагмент чужого кода, который позволит организму выжить, а впоследствии, и передать накопленную генетическую информацию потомству, путём вертикального переноса генов. За 4 миллиарда лет, первые появившиеся живые органические организмы, эволюционировали до высших многоклеточных, в том числе и нас с вами.
И тут мы подходим к теме этой статьи .
Вирусы невероятно изменчивы. У них отсутствуют системы починки (репарации) повреждений ДНК, и любая мутация сохраняется в геноме, подвергаясь дальнейшему отбору. К тому же, разные вирусы, заразившие одну и ту же клетку, легко обмениваются фрагментами ДНК (или РНК), порождая новые рекомбинантные формы. Смена поколений вирусов происходит необычайно быстро – например, продолжительность жизненного цикла ВИЧ составляет всего 52 часа, и он далеко не самый короткоживущий. Все эти факторы и обеспечивают стремительную изменчивость вирусов. Принимая во внимание, способность вирусов, заразивших одну и ту же клетку, легко перенимать, фрагменты чужеродных ДНК и встраивать их в свою ДНК цепочку, я пришёл к неутешительному выводу. Появление в последнее время целой плеяды, новых вирусных инфекций, связано как раз с активными работами человека по искусственному генетическому изменению организмов. Вспышки таких инфекций происходят как раз в тех странах, где активно высаживаются и выращиваются различные генетически модифицированные организмы (ГМО). В частности коронавирус COVID-19 («Coronavirus disease 2019»), впервые был зарегистрирован в 2019 году, на территории Китайской Народной Республики. По данным 2019 года, КНР стоит на 6 месте по выращиванию ГМО культур.
Вирусы, заразившие трансгенные организмы, получив от этих ГМО какой либо участок химерного ДНК кода, получают не присущие им до этого момента свойства, и попадая в дальнейшем в следующих хозяев, вызывают патогенные изменения в их организме, вплоть до летального исхода.
Недавно, ученые из Массачусетского технологического института выяснили, что небольшие фрагменты генома коронавируса COVID-19 способны включаться в геном человека. Выводы американских ученых опубликованы на портале bioRxiv. Вывод о способности фрагментов генома коронавируса включаться в геном человека объясняет такие случаи, когда уже переболевшие и не заразные люди получают положительный ПЦР-тест на инфекцию.
Опасность ГМО обусловлена несколькими причинами. В первую очередь, имеет значение, какие именно «чужие» гены встраиваются, и какое новое свойство благодаря этим генам появится у организма-цели. При этом в процессе внедрения чужеродные гены (или трансгены) могут как сами изменяться, так и оказывать негативное воздействие на геном , который является программой развития и строения организма-хозяина. К тому же в результате активности внедренных генов могут образовываться неизвестные белки, вызывающие токсикозы или аллергию у человека и животных.
При проведении исследований группой британских генетиков во главе с Х.Гилбертом выяснилось, что ДНК из клеток генетически модифицированной пищи заимствуются бактериями микрофлоры кишечника людей. Было доказано, что ГМ-вставки могут попадать в половые клетки человека и животных. После оплодотворения из «трансформированных» яйцеклеток будут появляться дети с генами от других видов и классов животных или растений, т.е. появляться генетические «химеры», большинство из которых, к тому же, будут бесплодными. С помощью селекции можно получать гибриды только родственных организмов, т.е. скрещивать картофель разных сортов можно, а получать, например, гибрид картофеля с яблоком или гибрид помидора с рыбой нельзя . В природе, за редким исключением, не происходит скрещивания между разными видами и, тем более, классами растений или животных. Если все-таки такое скрещивание произошло, то потомство бесплодно , как, например, мул (или лошак) от скрещивания лошади с ослом, или потомство от скрещивания тигрицы и льва, тетерева и глухаря и так далее. Химеры — организм или часть организма, состоящие из генетически разнородных тканей. Гармония и дисгармония теснейшим образом переплетаются в жизни химерного организма, так же как автономия и зависимость — в тенденциях развития. Химеры часто могут давать потомство, но тип потомства зависит от того, из какой линии клеток развились гаметы.
Взаимодействие между компонентами химер и переход различных веществ из одного компонента в другой, могут приводить к различным аномалиям развития, и иногда к бесплодию химеры.
Трансгенная пыльца способна заразить сто процентов натуральных растений, находящихся поблизости, в течение первого же года высевания. Исправить последствия заражения, невозможно, ущерб является попросту необратимым, как это происходит в случаях с распространением ГМО, особенно неконтролируемым в результате переопыления.
В природе, мутации происходят в течении очень длительного времени, эволюция не терпит спешки, любое скачкообразное изменение – приводит к губительным последствиям. Морозоустойчивый помидор был получен в результате встраивания в ДНК томата гена североамериканской морской камбалы, а для создания сорта пшеницы, устойчивой к засухе, использовался ген скорпиона. В природе такой перенос генов практически не возможен. Человечество начав «игру» с генами – открыло ящик пандоры. Совмещая несовместимое - выживет ли человечество?
Пожалуйста поставьте лайк, чем больше отметок, тем больше людей охватит эта важная тема, и возможно правительство предпримет шаги о нераспространении ГМО в нашей стране.
Используемые материалы
- и другие.
Читайте также:
