В последние годы появилось большое количество генетически модифицированных (ГМ) организмов, которые используют в качестве продуктов питания (картофель, кукуруза, помидоры, рыба и др.) или включают как ГМ-компоненты (например, крахмал, соевая мука, томатная паста и др.). Получение генетически модифицированных организмов (ГМО) связано со «встраиванием» целевого гена в ДНК других растений или животных (производят транспортировку гена, т.е. трансгенизацию) с целью изменения свойств или параметров последних. Все больше поступает данных как о токсичности ГМО, так и о снижении репродуктивности и о патологических изменениях в органах тех животных, которые поглощают ГМ-организмы.

Правительственные исследования в Шотландском Институте Урожая (Scottish Crop Institute) показали опасность ГМ растений для насекомых. Божьих коровок кормили тлей, которую разводили на ГМ картофельных растениях. Жизнь божьих коровок сокращалась до половины ожидаемой продолжительности жизни, а их плодовитость и кладка яиц значительно уменьшалась (Birch et al., 1996). Неблагоприятное воздействие пыльцы трансгенной Bt-кукурузы на насекомых было показано в ряде работ. Так, в исследовании, опубликованном в журнале Nature, сравниваются три группы личинок бабочки Монарх Danaus plexippus. У той группы личинок, которая кормилась растительным млечным соком (milkweed) с ГМ-пыльцой, наблюдалось замедленное развитие и низкий процент выживаемости (Losey et al., 1999). В другой работе было обнаружено негативное влияние Bt-кукурузы на бабочку-парусник (Zangerl et al., 2001).

Вредное влияние ГМ-растений на млекопитающих было показано при добавлении в корм ГМ-картофеля или ГМ-сои. Так известным ученым Арпадом Пуштаем из Университета Абердина (Великобритания) (Pusztai, 1998) было обнаружено, что кормление крыс ГМ картофелем с геном лектина луковиц подснежника в течение 10 дней приводило к угнетению иммунной системы, уменьшению веса внутренних органов и патологическим изменениям в них (разрушалась печень, изменялись зобная железа и селезенка) по сравнению с крысами, которые питались обычным картофелем. В другой серии экспериментов при включении в рацион питания крыс ГМ-картофеля были выявлены серьезные изменения в желудочно-кишечном тракте крыс (быстрая пролиферация клеток слизистой оболочки) (Ewen, Pusztai, 1999). Похожие результаты были получены и Институтом питания в России при проверке двух сортов картофеля, устойчивого к колорадскому жуку (Медико-биологические исследования …, 1998). Итальянская ученая M. Malatesta с соавторами (2002, 2003; Vecchio et al., 2003) проверяли влияние ГМ-сои, устойчивой к гербициду раундапу, на мышей. Патологические изменения были обнаружены в печени, поджелудочной железе и семенниках у подопытных мышей.

Одной из причин опасности ГМО является несовершенство «встраивания» гена в геном другого организма (Кузнецов с соавт., 2004; Wilson et al., 2004). В настоящее время наиболее распространенными являются два способа введения гена: агробактериальный и биобаллистический. При применении первого способа используют плазмиды (кольцевые ДНК) почвенных бактерий, с помощью которых и «встраивают» нужный ген в геном клетки. При биобаллистическом способе в специальной вакуумной камере производят «обстрел» растительных клеток микроскопическими вольфрамовыми или золотыми частицами с нанесенными на них генами и нуклеотидными последовательностями, управляющими этими генами (прямой ввод гена в геном клетки-хозяина). При обоих способах «встраивания» гена производят селекцию трансформированных клеток и регенерацию трансгенных растений. Наиболее распространенным является агробактериальный способ введения целевого гена. Оба способа «встраивания» гена являются несовершенными и не дают полной гарантии безопасности тех организмов, которые создаются с их помощью. При биобаллистическом способе достаточно высокая вероятность «встраивания» сразу многих копий ДНК-векторов, «обрывков» ДНК и других сбоев. При этом могут появляться растения с неизвестными свойствами. Второй способ - агробактериальный - является еще более опасным и непредсказуемым, чем первый. Cторонники ГМО утверждают, что ГМ-вставки полностью разрушаются в желудочно-кишечном тракте человека. Однако по мнению российских генетиков «… поедание организмов друг другом может лежать в основе горизонтального переноса, поскольку показано, что ДНК переваривается не до конца и отдельные молекулы могут попадать из кишечника в клетку и в ядро, а затем интегрироваться в хромосому» (Гвоздев, 2004, стр.70). Что же касается колечек плазмид, то «кольцевая форма ДНК делает ее более устойчивой к разрушению» (Янковский и Боринская, 2004, стр.36). Так, плазмиды и ГМ-вставки были обнаружены в разных органах животных и человека, использующих в пищу ГМО: в крови и микрофлоре кишечника мышей (Schubbert и др., 994); в крови, селезенке, печени, мозге, сердце и коже внутриутробных плодов и новорожденных мышат при добавлении в корм беременных самок мышей ДНК бактериофаг М-13 или плазмид, содержащих ген зеленого флуоресцентного белка (pEGFP-C1) (Schubbert et al., 1998); в слюне и микрофлоре кишечника человека (Mercer,1999; Coghlan, 2002). В своей работе В.В.Кузнецов и А.М.Куликов (2005) делают вывод о том, что «снижение или исключение рисков при выращивании трансгенных растений предполагает значительное совершенствование технологии получения ГМО, создание трансгенных растений нового поколения, всестороннее изучение биологии ГМ растений и фундаментальных основ регуляции экспрессии генома».

В литературе достаточно мало научных данных о воздействии ГМ-растений на потомство животных разных генераций. В связи с этим в настоящей работе был проведен анализ влияния изменения материнской диеты при добавлении к корму ГМ-сои, устойчивой к гербициду раундапу (Roundup Ready), на физиологическое состояние потомства первого поколения.

Методика
К общевиварному корму самок добавляли ГМ-сою, устойчивую к гербициду раундапу, который используется для борьбы с сорняками (Roundup Ready, RR, линия 40.3.2). Сою добавляли в виде соевой муки, разведенной водой, за две недели до спаривания, во время спаривания и во время кормления (по 5-7г на 1 крысу). В качестве контрольных групп служили самки, которым в корм добавляли традиционную сою (Трад. соя) или ничего не добавляли. Таким образом, в экспериментах участвовало 3 группы крыс: 1 группа – добавляли ГМ-сою; 2 группа – добавляли традиционную сою и 3-я группа служила контролем (без добавок). Исследования проводили одновременно со всеми группами. После рождения крысят количество сои увеличивали до 1г на одного родившегося крысенка. Подсчитывали количество родивших самок, число родившихся и умерших крысят. Было исследовано 15 самок и 122 крысенка.

Результаты
После добавления в общевиварный корм ГМ-сои была получена высокая смертность крысят (~ 55,6%) (табл.1). Повышенная смертность новорожденных крысят наблюдалась у всех самок ГМ-соевой группы (табл.2). При этом ГМ-соя не влияла на рождаемость крысят (в среднем на одну самку 11 крысят). Среди выживших крысят 36% из «ГМ-соя» группы через две недели после рождения имели вес менее 20 г по сравнению с группами «Контроль» и «Трад. Соя» (6% и 6,7% соответственно), что свидетельствовало об ослабленном состоянии большого количества крысят из группы ГМ-соя (табл.3, рис.). Небольшие изменения, которые были обнаружены при добавлении Трад.сои, были статистически недостоверными и считаются в пределах нормы при данном количестве животных.

Табл.1 СМЕРТНОСТЬ КРЫСЯТ ЧЕРЕЗ 3 НЕДЕЛИ

Добавки	Родившие крысы	Кол-во родившихся Крысят	Кол-во умерших крысят (через 3 нед)	Кол-во умерших крысят в %	Сколько крысят осталось
Контроль	4 (из 6-ти)	44 (12+12+12+8) на 1 крысу - 11 крысят	3 (p=0,000118)*	6,8%	41
Традиц. соя	3 (из 3-х)	33 (10+9+14) на 1 крысу 11 крысят	3 (p=0,000103)*	9%	30
ГМ-соя	4 (из 6-ти)	45 (11+ 8+13+13) на 1 крысу ~ 11,25 крысят	25	55,6%	20

* - по сравнению с группой ГМ-соя

ТАБЛ.2. КОЛИЧЕСТВО УМЕРШИХ КРЫСЯТ ИЗ ГМ-СОЯ ГРУППЫ

Самки	Кол-во новорожденных крысят	Кол-во умерших крысят	Кол-во умерших крысят в %
1 самка	11	7	64%
2 самки	8	4	50%
3 самки	13	6	46%
4 самки	13	8	62%

Табл.3. Распределение веса крысят по группам (через 2 недели)

Группы	50-40 грамм	40-30 грамм	30-20 грамм	20-10 грамм
Контроль	12,5%	37,5%	44%	6%
ГМ-соя	0%	23%	41%	36%
Трад. соя	0%	20%	73,3%	6,7%

Заключение
Эти предварительные исследования показывают, что ГМ-соя, устойчивая к гербициду раундапу, приводит к повышенной смертности и ослабленности части новорожденных крысят. Можно выдвинуть несколько версий негативного влияния ГМ-сои на потомство. С одной стороны, это может быть связано с проникновением чужеродных генов в половые и/или эмбриональные клетки животных, согласно исследованиям немецких ученых Schubbert с соавт. (1998). Причиной может быть и мутагенное воздействие вновь созданных ГМ-организмов. С другой стороны, негативное воздействие может быть обусловлено накоплением токсичного гербицида раундапа в растениях, устойчивых к нему и таким образом вместе с растением поглощается и сам токсин. Однако в связи с тем, что ни самки, ни подросшие крысята, которые начинали сами есть ГМ-сою, не умирали, то предполагается, что наиболее вероятными являются первая или вторая версии.

Каким бы ни был механизм негативного влияния ГМ-растений на животных и их потомство вывод может быть однозначным: использование ГМО в качестве продуктов питания является преждевременным, о чем неоднократно предупреждали многие ученые (Ho и Tappeser, 1997; Pusztai, 1998; Мировое заявление ученых, 2000; Чирков, 2002; Монастырский, 2004 и др.). Прежде всего, необходим детальный и всесторонний анализ воздействия ГМО на жизнедеятельность и репродуктивность других организмов. Планировалось получить растения, которые были бы устойчивыми к вредным насекомых и химикатам, а были созданы растения-убийцы, которые начали уничтожать не только насекомых, но и млекопитающих, а, значит, могли оказывать разрушительное воздействие и на организм человека. В связи с этим требуется разработка новых более совершенных способов встраивания генов, с помощью которых создавались бы растения, безопасные для человека, животных и окружающей среды.

Рис. Крысята одного возраста (19 дней) из двух разных групп:
Большой крысенок – нормальный крысенок из контрольной группы.
Маленький крысенок – из группы ГМ-соя.

1. Гвоздев В.А. Подвижные гены в геномах эукариот. В кн. «Геном, клонирование, происхождение человека». Под ред. Л.И.Корочкина. 2004. С.54-72.
2. Кузнецов В.В., Куликов А.М. Генетически модифицированные риски и полученные из них продукты: реальные и потенциальные риски. Российский химический журнал, 2005. 69 (4). С.70-83.
3. Кузнецов В.В., Куликов А.М., Митрохин И.А. и Цыдендамбаев В.Д. «Генетически модифицированные организмы и биологическая безопасность». Экоинформ, №10, 2004.
4. Медико-биологические исследования трансгенного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку. Отчет Института питания РАМН. М: Институт питания РАМН. 1998, 63с.
5. Мировое заявление ученых «World Scientists Statement. Supplementary Information of the Hazards of Genetic Engineering Biotechnology». Third World Network, 2000.
6. Монастырский О.А. Продовольственная безопасность России: вчера, сегодня, завтра. Экоинформ, №4, 2004. 64с.
7. Чирков Ю.Г. Время химер. Большие генные игры. Москва. ИКЦ «Академкнига». 2002.
8. Янковский Н.К., Боринская С.А. Геном человека: достижения и перспективы. В кн. «Геном, клонирование, происхождение человека». Под ред. Л.И.Корочкина. 2004. С.28-54.
9. Birch A.N.E., Geoghegan I.E., Majerus M.E.N., Hackett C., Allen J. Interactions between plant resistance genes, pest aphid populations and beneficial aphid predators. Annual report of the Scottish Crop Research Institute 1996. P. 68-72.
10. Coghlan A. GM crop DNA found in human gut bugs. NewScientist. 2002.
11. Ho Mae-Wan and Tappeser Beatrix. Potential contributions of horizontal gene transfer to the transboundary movement of living modified organisms resulting from modern biotechnology. . In Transboundary Movement of Living Modified Organisms Resulting from Modern Biotechnology: Issues and Opportunities for Policy-Makers (K.J. Mulongoy, ed.) pp. 171-193, International Academy of the Environment,Switzerland.
12. Losey J.E., Rayor L.S., Carter M.E. Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399, 214 1999.
13. Malatesta M., Biggiogera M., Manuali E., Rocchi M.B.L., Baldelli B., Gazzanelli G: Fine structural analyses of pancreatic acinar cell nuclei from mice fed on GM soybean. Eur. J. Histochem., 47, 2003. pp.385-388.
14. Malatesta M., Caporalony C., Gavaudan S., Rocchi M.B.L., Tiberi C., Gazzanelli G. Ultrastructural, morphometrical and immunocytochemical analysis of hepatocyte nuclei from mice fed on genetically modified soybean. Cell Struct. Funct., 27, 2002, pp.173-180.
15. Mercer, D.K., Scott, K.P., Bruce-Johnson, W.A., Glover, L.A. and Flint, H.J. Fate of free DNA and transformation of oral bacterium Streptococcus gordonii DL1 plasmid DNA in human saliva. Aplied and Environmental Microbiology 65. 1999. P.6-10.
16. Pusztai A. Report of Project Coordinator on data produced at the Rowett Research Institute. SOAEFD flexible Fund Project RO 818. 22 October 1998.
17. Schubbert R., Lettmann C. and Doerfler W. Ingested foreign (phage M13) DNA survives transiently in the gastrointestinal tract and enters the blood stream of mice. Molecules, Genes and Genetics 242. 1994. P.495-504.
18. Schubbert R., Hohlweg U., Renz D. and Doerfler W. On the fate of orally ingested foreign DNA in mice: chromosomal association and placental transmission in the fetus. Molecules, Genes and Genetics 259. 1998. P.569-576.
19. Vecchio L., Cisterna B., Malatesta M., Martin T.E., Biggiogera B. Ultrastructural analysis of testes from mice fed on genetically modified soybean. Eur. J. Histochem., 48, 2003, 449-453.
20. Wilson A., Latham J., Steinbrecher R. Genome Scrambling – Myth or Reality? Transformation-Induced Mutations in Transgenic Crop Plants. EcoNexus, 2004, 35p.
21. Zangerl R., McKenna D., Wraight C. L., Carroll M., Ficarello P., Warner R. and Berenbaum M. R. Effects of exposure to event 176 Bacillus thuringiensis corn pollen on monarch and black swallowtail caterpillars under field conditions. Proc Natl Acad Sci USA. 2001 98(21): 11908–11912.