Генетически модифицированные GM растения. Трансгенные растения

Идея использования трансгенных растений в качестве биореакторов для производства различных ценных фармацевтических соединений, так называемых рекомбинантных протеинов, постоянно привлекает внимание ученых. Японским исследователям удалось получить растения картофеля и табака с встроенным геном человеческого интерферона альфа, который применяют для лечения человека от гепатита С и некоторых форм рака. Созданы растения табака с человеческим интерлейкином 10 (стимулятор иммунитета), растения арабидопсиса, синтезирующие витамин Е. Преимущества таких биофабрик очевидны. Можно производить вещества, являвшиеся ранее очень редкими и дорогими, практически в неограниченных количествах. При этом не стоит проблема их тщательной очистки, как в случае с генетически модифицированными микроорганизмами. Да и возможности растений по сравнению с микроорганизмами для биосинтеза специфических для высших организмов веществ существенно шире, посколь- [c.56]

Наконец, третья основная группа рисков, связанных с генно-инженерными организмами, основана на неблагоприятных эффектах, вызванных переносом трансгенов другим организмам вертикальным переносом генов от ГМО диким сородичам культурного вида или горизонтальным переносом генов, например селективных генов устойчивости к антибиотикам от генетически модифицированного растения микроорганизмам пищеварительного тракта. Здесь все понятно гены и их продукты, безобидные у ГМО, могут оказаться весьма опасными в другой генетической и экологической среде. Так, приобретение болезнетворными бактериями пищеварительного тракта устойчивости к антибиотикам может существенно затруднить лечение болезней, которые они способны вызывать. [c.66]

Что касается полевых испытаний генетически модифицированных животных, то специалисты высказываются о них с большой осторожностью. Например, для определения способности некоторых трансгенных рыб существовать в природных условиях в США был построен чрезвычайно сложный аквариум, в котором были воссозданы эти условия, гарантирующий изоляцию рыб и невозможность их отлова браконьерами. В отличие от этого к тестированию трансгенных растений с улучшенными характеристиками, предназначенных для использования в пищу, относились не так строго. Преобладало мнение, что большинство таких растений не отличаются от обычных сортов, полученных путем селекции. В США все генетически модифицированные растения - независимо от способа модификации - должны проходить испытания в полевых условиях и все процедуры тестирования, необходимые для получения лицензии на их применение. При этом к полевым испытаниям трансгенных растений, содержащих гены инсектицидов или гены, обеспечивающие защиту от вирусной инфекции, предъявляются дополнительные требования. [c.525]

В целом можно говорить о том, что получение трансгенных растений является одним из наиболее бурно развивающихся направлений биотехнологии. К февралю 2001 г. в странах с разрешенным использованием генетически модифицированных растений были проведены испытания и разрешены к коммерческому использованию 78 сортов трансгенных растений 18 возделываемых культур. [c.75]

К сожалению, в России пока нет ни одного гектара производственных посевов генетически модифицированных растений отечественного и зарубежного производства. До сих пор в нашей стране не зарегистрировано ни одного отечественного трансгенного сорта или гибрида сельскохозяйственных культур. В центре Биоинженерии РАН созданы и проходят испытания новые отечественные линии картофеля, устойчивого к колорадскому жуку и фитофторе (К.Г. Скрябин). [c.424]

Трансгенные, генетически модифицированные организмы (ГМО) — растения, животные, микроорганизмы и вирусы с измененной наследственностью, вызванной включением в их геном чужеродных генов с помощью генно-инженерных методов. [c.468]

Вводя в геном растений чужеродные гены и обеспечивая их экспрессию, можно относительно быстро создавать новые сорта растений. Уже получены трансгенные растения, устойчивые к неблагоприятным условиям окружающей среды, к насекомым-вредителям, вирусам, гербицидам, окислительному и солевому стрессам. Выведены культуры с необычной окраской цветков, растения, имеющие более высокую пищевую ценность, растения с измененным вкусом плодов и т. д. Некоторые растения удалось модифицировать так, что они стали своеобразными фабриками по крупномасштабному синтезу ценных белков, например антител. Многочисленные трансгенные растения с измененными свойствами и повышенной пищевой ценностью прошли успешную проверку в лабораторных, а некоторые из них — в полевых условиях. К настоящему времени на рынок поступило лишь небольшое число генетически модифицированных растений, однако можно с уверенностью сказать, что в будущем они займут на нем достойное место. [c.413]

Риск получения таких мутантов значительно возрастает при использовании искусственных, синтетических генов для получения трансгенных растений, животных и микроорганизмов с улучшенными и принципиально новыми свойствами. Именно эти обстоятельства в определенной мере оправдывают тревогу многих людей, их настойчивое требование запретить создание и особенно использование генетически модифицированных организмов и получаемых из них пищевых и других продуктов или хотя бы ввести систему их обязательного маркирования. [c.405]

В настоящее время известно несколько сотен генетически модифицированных растительных продуктов. Самыми распространенными среди них являются соя, кукуруза, масличный рапс и хлопок. В некоторых странах для выращивания одобрены трансгенные картофель, помидоры, рис, кабачки и др. Экспериментально изучаются возможности генетической модификации подсолнечника, сахарной свеклы, табака, винограда и ряда других растений. [c.497]

Все чаще на страницах газет и других популярных изданий можно встретить термины современная биотехнология и генетическая инженерия (или генетическая модификация, манипуляция ), генетически модифицированный организм (ГМО) или генетически измененный (генно-инженерный, трансгенный) организм , генетически модифицированные продукты питания . Во всех этих публикациях речь идет по сути об одном — последних достижениях генетики. Причем эти достижения не ограничиваются просто познанием механизмов наследственности, а позволяют активно в них вмешиваться, изменять в желаемом направлении и в результате создавать новые сорта растений, обладающие полезными признаками, которые невозможно отобрать с помощью традиционной селекции, получать новые более эффективные лекарственные препараты, способные лечить ранее неизлечимые болезни. Все это стало реальностью благодаря разработке технологий, позволяющих выделять и изучать наследственный материал (ДНК), создавать его новые комбинации с помощью манипуляций, осуществляемых вне клетки, и переносить эти новые генетические конструкции в живые организмы. Появилась возможность использовать в селекции гены любых, совершенно неродственных видов, например вводить в сорта растений определенные гены животных, бактерий, вирусов и даже человека. [c.5]

Важным этапом работы по генетической трансформации растений является выделение и клонирование генов, создание на их основе векторов для переноса чужеродных генов из клеток-доноров в клетки-раципиенты. Использование плазмидных, транспозонных, вирусных, пневмобалли-стических и других векторных систем позволяет исследователям осуществлять трансформацию растительных генотипов и получать трансгенные (модифицированные) растения с заданными или близкими к ним свойствами и качественными характеристиками. [c.422]

Ключевым в признании генетически модифицированных микроорганизмов охраноспособными стало судебное решение, касающееся рекомбинантных бактерий, созданных А. Чакрабарти. В 1980 г. Верховный суд США постановил, что на бактерии, полученные в результате генетических манипуляций, может быть выдан патент. Позднее патенты США были выданы на трансгенную мышь с повышенной частотой возникновения злокачественных опухолей и некоторые трансгенные растения. Однако патентование животных, полученных с помощью методов генной инженерии, разрешено не во всех странах. [c.541]

Растения, животные и микроорганизмы, модифицированные генно-инженерными методами, принято называть генетически измененными, а продукты их переработки для пищевых потребностей — трансгенными пищевыми продуктами или генетически модифицированными источниками пищи (ГМИ). [c.488]

Кроме финансовой прибыли выращивание ГМО несет ощутимые социальные и экологические выгоды. Сокращение обработки полей пестицидами и отказ от вспашки уменьшают интенсивность эксплуатации сельскохозяйственной техники и соответственно расход топлива и выбросы углекислого газа в атмосферу. Благодаря использованию менее вредных для окружающей среды гербицидов снижается химическая загрязненность воды и почвы. Предотвращается эрозия почвы, поскольку использование генетически модифицированных растений, устойчивых к гербицидам, позволяет перейти на щадящий беспахотный метод обработки почвы. Это, а также использование сортов с избирательной устойчивостью к насекомым-вредителям в усло-ВР1ЯХ снижения интенсивности применения инсектицидов увеличивает биоразнообразие. На полях, занятых трансгенными сортами, отмечено увеличение численности популяций птиц, полезных насекомых. [c.43]

Что из себя представляет трансгенная соя на самом деле, мы уже достаточно подробно разобрали. Генетически модифицированное растение отличается от исходного только тем, что у него вырабатывается небольшое количество фермента, близкого по строению аналогичному ферменту самого растения и, более того, способного успешно выполнять функции этого фермента в условиях, когда растительный фермент работать не может (после обработки гербицидом). Структура и функциональная активность всех остальных генов трансгенного растения абсолютно не отличается от таковых исходного сорта. С помощью точнейших молекулярно-генетических методов было показано, что в генетическом материале трансгенной сои имеется только одна вставка бактериального ЕР8Р8-гена с необходимыми для его функционирования регуляторными последовательностями (промотором, терминальными последовательностями, а также последовательностью из петунии, кодирующей транзитный пептид, необходимый для доставки продукта трансгена в хлоропласты — место синтеза [c.93]

С тех пор как в 1962 г. были впервые сконструированы неонкогенные векторы, системы генетической трансформации, основанные на использовании агробактерий и компонентов Ti-и Ri-плазмид, были разработаны для сравнительно небольшого числа видов растений. Большинство фундаментальных исследований по контролю экспрессии нормальных, модифицированных или химерных растительных генов в трансгенных растениях проводилось на Ni otiana taba um. Это не случайность данный факт отражает ту простоту, с которой можно осуществлять манипуляции в культуре табака для получения как эффективной генетической трансформации, так и, что более важно, регенерации трансформированных растений. Хотя у большинства двудольных растений при заражении некоторыми онкогенными штаммами агробактерий образуются опухоли, остается проблема селекции тканей, трансформированных неонкогенной Т-ДНК, и еще большая проблема образования трансформированных побегов из таких тканей. Не следует забывать, что существует множество других подходов к проблеме переноса генов, особенно для однодольных растений, которые не основаны яа использовании агробактерий, и эти подходы обсуждаются в гл. 3. [c.87]

Развитие биотехнологии в целом и генетической инженерии, в частности, основано на нескольких важнейших открытиях. В 1944 г. грунне ученых под руководством О.Т. Эвери удалось ввести в клетки бактерий чужеродную ДНК и доказать, что она переносит наследственную информацию. В 1953 г. Ф. Крик и Дж. Уотсон выяснили, как биологическая функция ДНК (воспроизводство, копирование и передача наследственной информации) обусловлена ее структурой. В 1972 г. П. Берг получил рекомбинантную (искусственно собранную) молекулу ДНК. А уже в начале 1980-х годов в нескольких лабораториях одновременно создали генетически модифицированные (их еще называют трансгенными) растения. [c.98]

Помимо получения трансгенных растений с модифицированными запасными белками зерновых и бобовых проводятся работы по улучшению состава жирных кислот ряда масличных культур, и в первую очередь рапса. Семена рапса характеризуются высоким содержанием масла, однако, из-за большого количества в нем специфической длинноцепочечной эруковой кислоты, а также глюкозинолатов вкусовые и питательные качества рапсового масла резко снижаются. С помощью генетической инженерии и последующей селекции были получены сорта рапса, содержащие гены, контролирующие длину молекулы жирных ислот, что привело к снижению доли эруковой кислоты и улучшению к ачества рапсового масла. Аналогичные работы ведутся по получению модифицированных жирных кислот с повышенным содержанием ненасыщенных связей, что позволит получать растения, синтезирующие новые ценные жирные кислоты. Кроме того, в последнее время было показано, что изменение состава жирных кислот может приводить к повышению устойчивости растений к ряду насекомых, а также к действию пониженных температур. [c.68]

В целом ситуация с генно-инженерными исследованиями по трансгенозу должна оставаться под строжайшим контролем ученых и государства. По мнению ряда исследователей технология получения трансгенных животных далека от совершенства. Непредсказуемость результатов переноса чужеродных генов и наличие неожиданных эффектов ограничивает по их мнению практическое применение методов трансгеноза в животноводстве. Ученые биоинженерных центров — мировых и национальных — должны активно развивать работы по совершенствованию техники, методов, технологий и критериев биобезопасности генетически модифицированных организмов (ГМО). И только на такой основе они смогут ускорять процесс создания принципиально новых генотипов растений, животных и микроорганизмов для повышения устойчивости и продуктивности агропромышленного производства, решения сложных проблем современной медицины и других направлений науки и экономики. [c.407]

Безусловным лидером среди всех трансгенных культур является соя, устойчивая к гербициду глифосату. Появление генетически модифицированных сортов, можно сказать, произвело настоящую революцию в технологии возделывания сои. Дело в том, что культурная соя развивается на ранних этапах вегетации весьма медленно. Да и конкурентоспособность взрослых растений тоже невысока. Это означает, что без применения гербицидов получить требуемый урожай такой важнейшей сельскохозяйственной культуры, как соя, практически невозможно. [c.45]

Говоря о генетически модифицированных сортах, устойчивых к насекомым-вредителям, следует отметить одну важную деталь. Все они являются более совершенными продуктами генетической инженерии по сравнению с первыми гербицидоустойчивыми формами. При их создании, в частности, использованы более точные механизмы регулирования активности трансгенов за счет применения не вирусных промоторов, а растительных. Так, в Bt-кукурузе использован промотор гена фосфоенолпируваткарбоксилазы самой же кукурузы, который обеспечивает экспрессию (активность) Bt-генов исключительно в зеленых тканях растения (листьях, стебле). Именно благодаря этому нет Bt-протеина в зрелом зерне и силосе. Для создания Bt-картофеля использован другой промотор — ats 1А малой субъединицы рибулозо- [c.49]

Направления использования трансгенных растений могут быть совершенно неожиданными. Так, предлагается применять их для очистки почвы от загрязнений нефтью и тяжелыми металлами. Для этого в них встраивают соответствующие гены от микроорганизмов, способных утилизировать и деградировать эти вещества. В царстве микробов такие формы — не редкость. Самое удивительное, что растения табака с подобными свойствами уже получены. На очереди — создание генетически модифицированных растений, которые можно использовать непосредственно в практической деятельности, например различных древесных пород. Как указьюалось вьппе, растения — удобная система для производства съедобных вакцин. Оказалось, что аналогичный подход можно использовать для получения вакцин, обладающих контрацептивным (противозачаточным) действием Для этого в их геном достаточно встроить гены, кодирующие антигены половых клеток (сперматозоидов) или половых гормонов. Поле применения таких оральных контрацептивов очень широко. Например, предлагается использовать их для относительно дешевого и гуманного регулирования численности популяций некоторых диких животных. [c.57]

Таким образом, какой-либо трансгенный сорт растения отличается от исходного только тем, что в его генетическом материале к 25 — 30 тысячам существующих генов добавлен относительно небольшой фрагмент ДНК, в котором записана информация об одном-двух новых генах и их регуляторных элементах. Активность тих добавленных генов в организме выражается в биосинтезе одного-двух новых для организма протеинов (ферментов или структурных белков). Поскольку генетическая инженерия может оперировать любыми генами, существующими в природе, а не только генами от организмов, состоящих в эволюционном родстве с отдельными видами культурных растений, как это делается в традиционной селекции, то продукты привнесенных генов (ферменты, протеины) могут выглядеть в генетически модифицированном организме как необычные, несвойственные, чужеродные для данного вида, которые в природе у него не встречаются. Соответственно именно продукты трансгенов являются наиболее существенными, осязаемыми факторами рисков, связанных с генно-инженерными организмами. [c.63]

Генетически модифицированные организмы рассматривают в контексте исследуемой проблемы, имея в виду потенциальную возможность усиления агрессивности существующих сорняков за счет приобретения ими какого-либо дополнительного признака из перечня Бэйкера, который кодируется привнесенным геном (трансгеном). Речь идет прежде всего об адаптивных генах устойчивости к различным стрессовым факторам. С одной стороны, благодаря таким трансгенам опасными сорняками могут стать некоторые культурные растения, которые по своей природе не сильно отличаются от диких видов (пастбищные травы, рапс, люцерна и др.). С другой стороны, существует вероятность переноса трансгенов от культурных видов к их диким сородичам, которые могут быть сорняками. Не случайно поэтому при оценке риска неблагоприятных экологических эффектов ГМО обязательно анализируется сам трансгенный признак на предмет его адаптивности, а также вероятность его переноса диким сородичам. [c.76]

Не менее тщательной проверке подвергаются продукты трансгенов на предмет их потенциальной аллергенности. Трансгенный фермент EPSPS RR-сои, как и все прочие ферменты этого класса микроорганизмов, грибов, растений, не имел никакой гомологии с известными токсинами и аллергенами. Мы, можно сказать, имеем уже очень длительную историю безопасного потребления этого белка, в том числе не только растительного например, его много в пекарских дрожжах. Время переваривания EPSPS в желудочном соке (половина жизни) — менее 10 секунд, в пищеварительном соке двенадцатиперстной кишки (половина жизни) — менее 10 минут. Он разрушается при кислотности среды (pH), равной 5 (pH желудочного сока около 1) и при нагревании всего лишь до 65 °С в течение 15 минут. Для сравнения после поедания твердой пищи в течение 2 часов только ее половина переходит из желудка в двенадцатиперстную кишку, жидкая пища остается в желудке не менее 25 минут, общая продолжительность процесса пищеварения — не менее 4 — 10 часов, а полное завершение переваривания пищи происходит через 68—165 часов. Ну, никак EPSPS не тянет на кандидата в потенциальные токсины (не кажется ли вам странной сама идея встраивания в генетически модифицированный организм генов, кодирующих известные токсины ) или аллергены. [c.95]

Необходимость и последствия использования векторов растений. Разработка методов введения новых или измененных генов в геном растений [185] позволяет получать трансгенные генетически модифицированные (geneti modified - GM) растения, эффективно экспрессирующие эти гены, что привело к зеленой революции в сельском хозяйстве, которая и сегодня далека от своего завершения. Значительная часть сельскохозяйственных угодий, особенно в США, занята генетически измененными растениями, в частности, хлопком, кукурузой и соей. Для большинства генетически модифицированных растений характерна высокая урожайность, что достигается, в том числе, приданием растениям устойчивости к насекомым и гербицидам. Введение трансгенов позволяет повышать качественные характеристики трансгенных растений. Например, методами генной инженерии удается изменять форму и расцветку цветов, а также увеличивать про- [c.135]

Оказалось, что введением гена этого белка в геном растений можно получить трансгенные растения, не поедаемые насекомыми. В то же время практическое применение данных методов для создания растений, устойчивых к конкретным насекомым-вредителям, потребовало большой работы по подбору необходимых штаммов В. thuringiensis и созданию генно-инженерных конструкций, которые дают наибольший эффект для конкретных групп насекомых. Так, встраивая прокариотические гены дельтатоксинов в геном растений даже под контроль сильных промоторов растений, не удалось получить высокого уровня экспрессии целевых белков, хотя их действие на насекомых бьшо видоспецифичным. Эту проблему решили путем создания модифицированных генов, в которых осуществили перекодировку, используя кодоны, наиболее часто встречаемые в эффективно экспрессируемых генах растений. Таким путем, например, был получен картофель, устойчивый к колорадскому жуку. В настоящее время так называемые Bt-растения хлопка и кукурузы занимают основную долю в общем объеме генетически модифицированных растений этих культур, которые выращивают на полях США. [c.486]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология