Проблема генетической безопасности

<

061414 0103 1 Проблема генетической безопасности Генетической безопасностью ныне живущих людей и следующих поколений озабочены ученые и врачи, демографы и социологи. В конечном счете, она касается каждого из нас, потому что важнейшая ее составляющая — это личная генетическая безопасность. Проблема генетической безопасности существовала всегда, даже в исторические времена, но тогда практически единственным, что ей угрожало, были близкородственные браки. С развитием цивилизации рисков стало гораздо больше. Для охраны личной генетической безопасности нужна личная генетическая грамотность. На практике это означает, что человек должен заботиться о том, чтобы жить в экологически благоприятной среде, избегать мутагенов, знать собственную родословную и предрасположенность к наследственным заболеваниям.

С развитием генной инженерии появились не только ее активные сторонники, но и противники, действия которых направлены на возбуждение общественного мнения против внедрения генных технологий. В этой связи в 1996 г. Федерация европейских микробиологических обществ (ФЕМО) опубликовала меморандум, цель которого — проинформировать общественность о пользе и потенциальной опасности широкомасштабного применения генной инженерии в микробиологии.

Почему меморандум предназначен главным образом не для ученых, а для широкой общественности? Во-первых, с момента временного моратория на генную инженерию (1975—1985 гг.) общественное мнение с подозрением, а иногда с враждебностью относится к генным технологиям. Обвинения, звучащие в адрес микробиологов, занимающихся генной инженерией, весьма разнообразны: «генные инженеры будут клонировать тысячи Гитлеров или Эйнштейнов», «генетическая бомба убьет все живое или превратит всех в уродов» и т.п. Вторая причина озабоченности общественности состоит в том, что в последнее десятилетие интенсивно создаются такие трансгенные организмы, польза от которых должна проявиться только после их внесения в окружающую среду. А современные правила безопасности применения генных технологий, принятые в большинстве стран, напротив, направлены на то, чтобы жизнеспособные трансгенные организмы в окружающую среду не попали.

Разумеется, разработка разумных, адекватных и гибких правил безопасности генных технологий необходима. Весьма желательно, чтобы это крайне серьезное дело проходило в спокойной и доброжелательной общественной атмосфере, особенно когда на рынки уже поставляют хлеб, сыр и пиво, приготовленные с помощью трансгенных микробов, когда в продаже трансгенные помидоры и кукуруза и когда уже ведутся полевые испытания трансгенных почвенных микробов.

Генетические технологии привели к разработке мощных методов анализа генов и геномов, а это, в свою очередь, — к синтезу, т.е. к конструированию новых, генетически модифицированных микроорганизмов.

К 1996 г. установлены нуклеотидные последовательности 11 разных микроорганизмов, начиная от самой маленькой автономно размножающейся микоплазмы (всего 580 тысяч нуклеотидных пар).

Промышленные микробиологи убеждены, что знание нуклеотидных последовательностей геномов промышленных штаммов позволит «программировать» их на то, чтобы они приносили большой доход.

Клонирование эукариотных, т.е. ядерных, генов в микробах и есть тот принципиальный метод, который привел к бурному развитию микробиологии. Фрагменты геномов животных и растений для их анализа клонируют именно в микроорганизмах. Для этого в качестве молекулярных векторов — переносчиков генов используют искусственно созданные плазмиды, а также множество других молекулярных приспособлений, созданных для того, чтобы выделять и клонировать эукариотные гены.

Для реализации замысла молекулярной биологии — проекта «Геном человека»— сегодня используют, к примеру, искусственные хромосомы пекарских дрожжей, способные нести присоединенные к ним фрагменты ДНК длиной в несколько миллионов пар нуклеотидов. Коллекция дрожжевых клонов, каждый из которых несет какой-то фрагмент генома человека, — это именно то, что позволяет определять нуклеотидные последовательности данных фрагментов, располагать их в том порядке, в каком они идут друг за другом внутри хромосом человека, а затем состыковывать их в непрерывный генетический текст. Прочтение и анализ такого текста приведет к пониманию механизмов различных болезней и того, как эти болезни лучше лечить.

Патогенные микробы способны к эволюции и адаптации. Они могут выживать и вредить, несмотря на новые методы борьбы с ними, например стать устойчивыми к вакцинам и антибиотикам. И правда: в конце XX в. мы наблюдаем приводящий экспертов в замешательство рост числа микробов, устойчивых к антибиотикам, а кроме того — возникновение новых возбудителей инфекций. Однако, несомненно, что именно генные технологии ускорят расшифровку молекулярных механизмов на уровне «микроб-хозяин», а это позволит разрабатывать все новые и новые вакцины.

Генные технологии развиваются в двух основных направлениях. Первое — улучшение уже существующих вакцин. Вакцины должны стать более эффективными, работать в меньших дозах и не давать побочных эффектов. Второе направление — генные технологии получения вакцин против болезней, при которых сам метод вакцинации еще не использовался (СПИД, малярия, язвенная болезнь желудка и др.).

<

Цель соматической генной терапии в следующем: дефектный ген заменяют на нормальный, донорский ген. Вектором, т.е. переносчиком, донорского гена служит генетически модифицированный микроорганизм или вирус. Он сконструирован так, что экспрессирует донорский ген в клетках пациента, но сам размножаться не способен, поэтому не может инфицировать других.

Работа, особенно на Западе, по генетическому улучшению свойств микробов, традиционно используемых в производстве хлеба, сыроварении, молочной промышленности, пивоварении и виноделии, вдет весьма напряженная. Цели ее — увеличение устойчивости производственных штаммов, повышение их конкурентоспособности по отношению к вредным бактериям и улучшение качества продукта (аромата, питательной ценности, крепости и т.д.). Три новых трансгенных штамма уже получили «добро» на промышленное применение. Это пекарские дрожжи, эффективно ферментирующие мальтозу, и два штамма пивных дрожжей, позволяющие получать пиво с низким содержанием углеводов и без декстринов.

Генетически модифицированные микробы могут принести большую пользу при взаимодействии с сельскохозяйственными растениями и животными, с их патогенными вирусами и микробами, с Вредными насекомыми и почвой.

Одно из самых тревожных опасений — не приведет ли широкое внедрение в практику генных технологий к появлению покуда не известных эпидемиологам заболеваний? Эксперты ФЕМО констатируют, что широкомасштабная генная инженерия микроорганизмов, продолжающаяся вот уже более 20 лет, до сих пор не дала ни одного примера таких последствий. Более того, оказалось, что все рекомбинантные микроорганизмы, как правило, менее болезнетворны, чем их исходные формы.

Все известные на сегодняшний день инфекционные микроорганизмы представляют собой результат их длительной совместной со своими хозяевами эволюции. И что, так сказать, на выходе? Микробы либо поражают хозяина, либо, мирно сожительствуя с ним, приносят ему (а тем самым и себе) определенную пользу. Хозяин в свою очередь приобретает более эффективную способность бороться с микробами либо на них просто не реагировать.

Важный вывод, который делают эксперты ФЕМО, звучит так: «В целом не похоже, чтобы перенесение нескольких генов из одного микроба в другой, имеющий иную эволюционную историю, привело к повышению патогенности — способности микроорганизмов вызывать инфекционное заболевание».

Биологические феномены таковы, что о них никогда нельзя с уверенностью сказать: этого никогда не случится. Надо говорить так: вероятность того, что это случится, очень мала. И тут, как безусловно положительное, важно отметить следующее: все виды работ с патогенами строго регламентированы, и цель такой регламентации — уменьшить вероятность распространения инфекционных агентов.

Чтобы прогнозировать распространение трансгенных микробов в среде, надо знать, как и за счет чего существуют их немодифицированные предки. Увы, в отличие от патогенных штаммов, экология почвенных микроорганизмов изучена не так хорошо. Действительно, о том, как почвенные микробы размножаются, распространяются и сохраняются в своих экологических нишах, известно мало. И узнать об этом трудно: почвенные штаммы не содержат генетических маркеров, т.е. легко распознаваемых признаков, удобных для отслеживания их судьбы. Кроме того, большинство природных штаммов в лабораторных условиях не размножаются.

За 20 лет широкого применения генных технологий еще не зарегистрировано ни одного случая, чтобы в окружающей среде произошло вредное или опасное распространение рекомбинантных организмов. Действительно, в природе все время идут процессы так называемого горизонтального генетического переноса. И если рекомбинантные штаммы попадут в почву или воду, их чужеродные гены смогут быть вовлечены в эти генетические потоки. Начнется процесс распространения чужеродных генов в мире микробов. Проконтролировать этот процесс практически невозможно. Поэтому эксперты ФЕМО рекомендуют: «Трансгенные штаммы не должны содержать генов, которые после их переноса в другие бактерии смогут дать опасный эффект».

Генетически модифицированные микроорганизмы как биологическое оружие. Да, это главный вопрос: может ли высокая эффективность генных технологий вдохновить потенциального агрессора на попытку создания и затем безнаказанного применения биологического сверхоружия?

Меморандум напоминает, что Конвенция 1974 г. о биологической войне, ратифицированная большинством стран, направлена на предотвращение использования патогенов в качестве оружия. Конвенция запрещает подобные исследования и разработки в области наступательных вооружений, однако разрешает их в оборонительных целях. Вот тут-то, как легко догадаться, есть лазейка.

В настоящее время международное сообщество пытается разработать и ввести в практику процедуры проверки выполнения упомянутой выше Конвенции. Чисто военное значение биологического оружия минимально: крайне сложно предсказать, как оно будет действовать в полевых условиях. Да, теоретически генные технологии могут создать образцы биологического оружия более вредоносные, чем те, что уже существуют (например, путем внесения в известные патогенные штаммы генов устойчивости к антибиотикам или дополнительных генов токсинов). Однако эти дополнительные гены, по всей вероятности, уменьшат жизнеспособность и выживаемость самих микробов — например при их распылении в среде. В общем, для создания кого-то нового вида биологического оружия необходимы серьезные и интенсивные полевые испытания, а их в открытом обществе провести невозможно. Более того, надо иметь в виду, что с помощью рекомбинантных диагностикумов факт испытания (или применения) биологического оружия можно установить быстро и однозначно.

Вывод, который делают эксперты ФЕМО, звучит так: «Применение генных технологий не увеличит опасности внезапного развязывания биологической войны. Тем не менее ученым следует осознавать существование потенциальных опасностей, связанных с применением генных технологий в военных целях, и содействовать развитию международного контроля над биологическим оружием».

Уменьшение риска, связанного с генными технологиями. Совершенно ясно, что главное при разработке правил и законов, регулирующих применение генных технологий,— это создать рациональные концепции оценки риска. Действительно, как оценить риск того, чего еще никогда не случалось?

Первый шаг в этом направлении — установить, какие именно опасности могут возникнуть и как их избежать. Следующий шаг — оценить степень риска. Уменьшить риск можно, если определить категории опасности пато-генов и использовать для работы с ними соответствующее защитное оборудование. По мере накопления конкретных знаний о конкретных опасностях оценки следует уточнять.

Есть документы, регламентирующие применение генных технологий. Это директивы, касающиеся правил безопасной работы в лабораториях и в промышленности, а также правила внесения генетически модифицированных организмов в окружающую среду. В большинстве европейских стран, как и положено, подобные директивы включены в свод национальных законов, а это, согласимся, уже немало.

Общий вывод меморандума ФЕМО таков: «При осмотрительном применении генных технологий польза от них сильно перевесит риск отрицательных последствий; технологии конструирования рекомбинантных ДНК внесут существенный вклад в здравоохранение, в развитие устойчивого сельского хозяйства, в производство пищи, в очистку окружающей среды».

Генетическое разнообразие зависит от темпов естественного прироста среди разных этнических групп, а они очень сильно различаются: например, среди мусульман оно наибольшее, а среди евреев — наименьшее, главным образом из-за эмиграции. Поскольку число мигрантов из стран ближнего и дальнего зарубежья в России растет, они все больше участвуют в воспроизводстве населения. Чтобы население России не падало, демографы прогнозируют приток 50-70 млн мигрантов в течение ближайших 50 лет. Соответственно ожидается очень сильное изменение генофонда. Это может сказаться в том числе на повышении частоты наследственных заболеваний, которые раньше были несвойственны популяции.

Важнейший экологический фактор, который угрожает состоянию генофонда, — это загрязнение окружающей среды, ведущее к увеличению мутаций. Если мутируют клетки тела человека, это кончается раковыми заболеваниями, если же половые клетки — возникают спонтанные аборты, младенческая смертность, наследственные заболевания. Современные человеческие популяции несут огромный генетический груз. По последним оценкам, на 1 млн новорожденных 638 тысяч имеют какие-либо врожденные патологии.

В современном обществе действие естественного отбора ослабевает, потому что благодаря достижениям современной медицины люди с врожденными патологиями приобретают право на жизнь. Но генетический груз популяции при этом усиливается — это так называемый дисгенный эффект медицины.

Популяционные меры генетической безопасности должны включать контроль мутагенов в окружающей среде, развитие системы медико-генетического консультирования, контроль продуктов питания и лекарственных средств, соблюдение генетической безопасности биотехнологий, контроль демографической политики и генетический мониторинг.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1 

Васильев Н.Г., Кузнецов Е.В., Мороз П.И. Охрана природы с основами экологии: учебник для техникумов. – М.: Экология, 2004

2 

Воронцов А.П. Рациональное природопользование. Учебное пособие. –М.: Ассоциация авторов и издателей «ТАНДЕМ». Издательство ЭКМОС, 2000 

3 

Михеев А.В., Константинов В.М. Охрана природы.–М.: Высшая школа, 2001 

4 

Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. –М.: Высшая школа, 2003 

5 

Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: учебное пособие для вузов, средних школ и колледжей. –М.: ФАИР –ПРЕСС, 2000.

6 

Природопользование: Учебник /Под ред. Э.А. Арустамова. –М.: Издательский Дом «Дашков и К°», 2001.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.92MB/0.00049 sec

WordPress: 22.16MB | MySQL:122 | 1,366sec