Использование генно-инженерных организмов
Использование ГИО в научных целях
В настоящее время генно-инженерные (генетически модифицированные) организмы широко используются в фундаментальных и прикладных научных исследованиях. С помощью ГИО исследуются закономерности развития многих заболеваний, процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и медицины.
Использование ГИО в медицинских целях
Генно-инженерные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года, когда был зарегистрирован в качестве лекарства человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий.
Ведутся работы по созданию генно-инженерных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств против опасных инфекций. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз.
Бурно развивается новая отрасль медицины — генотерапия. В её основе в качестве объекта генной инженерии выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия — один из главных методов лечения некоторых заболеваний: уже в 1999 году каждый четвёртый ребенок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. Генотерапию, кроме использования в лечении, можно также использовать для замедления процессов старения.
Использование ГИО в сельском хозяйстве
Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям, обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются, в частности, ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов.
Проходят испытания генно-инженерные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом.
Посевные площади под ГИ культурами постоянно растут. В 2008 году под ГИ культурами в мире было занято 125 млн. га (для сравнения площадь Республики Беларусь — 207,6 тыс. км² или около 21 млн. га), в 2010 — уже 148 млн.га. В 2011 году ГИ культуры выращивались в промышленных масштабах в 29 странах уже на 160 млн. га, в том числе в 17 из них трансгенные растения выращиваются на площади более 50 тыс. га.
В 2016 году посевные площади под ГИ культурами в мире достигли рекордных 185,1 млн гектаров, увеличившись на 3% по сравнению с 2015-м. За десять лет площадь таких посевов увеличилась более чем на 80%. Такие данные приводятся в ежегодном докладе Международной службы по внедрению агробиотехнологических разработок (ISAAA — International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications).
В 2016 году рост произошел в основном за счет Бразилии, где площади под ГИ-агрокультурами увеличились на 11% или 4,9 млн га, а также США, нарастивших посевы на 3% или 2 млн га. На 600 тыс. га или 5% возросли площади в Канаде, на 370 тыс. га (17%) — в ЮАР.
Всего в 2016 году ГИ-культуры выращивали 26 стран. Со значительным отрывом лидирует США, где сосредоточено почти 40% мировых площадей под ГИ — 72,9 млн га. Из них 35 млн га в прошлом году занимала кукуруза, 31,8 млн га — соя и 3,7 млн га — хлопок. По состоянию на ноябрь 2016 года, в США было разрешено к использованию 44 линии ГИ-кукурузы, 24 линии соевых бобов и 28 линий хлопка.
На втором месте находится Бразилия, на которую приходится более четверти глобальных посевов ГИ-агрокультур — 49,1 млн га. Основная их часть приходилась на сою (в прошлом году она занимала 32,7 млн га), еще 15,7 млн га было отведено под кукурузу и 0,8 млн га — под хлопок. Совокупная площадь посевов этих трех агрокультур в стране оценивается в 52,6 млн га, то есть на долю генномодифицированных пришлось свыше 93%, говорится в докладе ISAAA.
За Бразилией следует Аргентина, сохранившая третью позицию, несмотря на сокращение сева ГИ на 670 тыс. га до 23,8 млн га. Снижение произошло за счет ГИ-сои, площади под которой уменьшились на 2,4 млн га до 18,7 млн га. Как отмечают аналитики ISAAA, это объясняется «возрастающей конкуренцией со стороны альтернативных агрокультур, таких как кукуруза и подсолнечник, а также сокращением сева пшеницы», которую соя должна была сменить в севообороте.
В топ-5 по посевным площадям ГМ-культур также входят Канада (11,6 млн га) и Индия (10,8 млн га). В совокупности на пятерку стран приходится 91% мировых площадей под ГМО. В Евросоюзе агрокультуры, полученные при помощи биотехнологий, выращивают Испания, Португалия, Чехия и Словакия.
Основные генетически измененные культуры и площали их посевов на 2018 г. отражены на следующем рисунке (по данным ISAAA).
(более подробную информацию можно получить на сайте ISAAA)
Генно-инженерные животные
В ноябре 2015 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило лосось AquAdvantage, созданный компанией AquaBounty для коммерческого производства, продажи и потребления. Это первое генетически модифицированное животное, разрешенное для употребления в пищу человеком. По сути, рыба представляет собой атлантический лосось с вставленным одним комплексом генов: регулирующим геном гормона роста чавычи с промоторной последовательностью из океанской надутой рыбы. Это позволяет ГМ-лососю производить ГР круглый год, а не останавливаться на часть года, как это происходит у атлантического лосося дикого типа. Лососю дикого типа требуется от 24 до 30 месяцев, чтобы достичь рыночного размера (4–6 кг), тогда как ГМ-лососю требуется 18 месяцев, чтобы ГМ рыба достигла этого размера. AquaBounty утверждает, что их ГМ-лосось может быть выращен ближе к конечным рынкам с большей эффективностью (им требуется на 25% меньше корма для достижения рыночного веса), чем атлантического лосося, который в настоящее время выращивается на удаленных прибрежных рыбных фермах, тем самым делая его лучше для окружающей среды.
В 2020 г. FDA разрешило выращивать генно-модифицированных свиней для проведения лабораторных тестов, трансплантации органов, создания лекарств и производства мяса, безопасного для людей с аллергией.
Другие направления использования
Разрабатываются генно-инженерные бактерии, способные производить экологически чистое топливо.
В 2003 году на рынке появилась GloFish — первый генно-инженерный организм, созданный с эстетическими целями, и первое домашнее животное такого рода. Благодаря генной инженерии популярная аквариумная рыбка Данио рерио получила несколько ярких флуоресцентных цветов.
В 2009 году вышел в продажу ГМ-сорт розы «Applause» с цветами синего цвета. Вывести натуральные синие розы пытались ученые многих стран мира, но первых успехов в этом направлении в 2004 году достигла группа японских и австралийских ученых. При помощи генно-инженерных работ ген из анютиных глазок, ответственный за выработку пигмента, был внедрен в розу.
Таким образом, сбылась многовековая мечта селекционеров, безуспешно пытавшихся вывести «синие розы».
