Генетична інженерія рослин

 

В наш час трансгенні сільськогосподарські рослини, в першу чергу соя, кукурудза і хлопчатник, лише в США займають площу більше 200 млн. акрів. До 1997 року в 30-ти країнах світу було проведено більше 3000 польових дослідів нових сортів більше 40 різноманітних видів рослин.

Формальною датою народження генетичної інженерії рослин прийнято вважати 1982 рік, коли була отримана перша в світі химерна рослина сангін. Така назва зумовлена тим, що в геном соняшника був штучно перенесений ген додаткового білку бобових фазеолін (англ., sunflower + been = sunbeen). За наступні неповні 20 років асортимент генетично модифікованих рослин значно зріс, у першу чергу, серед класу дводольних, хоча на сьогодні вченими проводяться дослідження і однодольних рослин (пшениця, рис, кукурудза, банан).

Створення генетично модифікованих джерел рослинного походження, що є сировиною для виробництва харчових продуктів, пов’язано з можливістю надання сільськогосподарським рослинам нових корисних властивостей: підвищення харчової цінності, стійкості рослин до несприятливих погодних умов, патогенів і шкідників і т.д. Техніка рекомбінантних ДНК (генна інженерія) і її застосування до рослин сприяє подоланню бар´єрів, що перешкоджають міжвидовому схрещуванню. Вона дає змогу також збільшити генетичне різноманіття рослин, що культивуються.

Перший ГМО – стійкий при зберіганні томат марки Flavr Savr («Calgene Inc.», США) – з´явився на продовольчому ринку США в 1994 р. після 10 років попередніх випробувань. У подальші роки кількість ГМО, дозволених для використання в США, Канаді, Японії і країнах Європейського союзу, значно збільшилася, зокрема, це кукурудза, картопля, соя, гарбуз, цукровий буряк, папайя. У 1999 р. в Росії була зареєстврована перша генетично модифікована соя лінії 40-3-2 («Monsanto Co», США). На сьогодні створено і дозволено до використання в харчуванні людини сотні ГМО, кількість яких продовжує зростати.

В результаті трансгенної модифікації рослини стають стійкі до гербіцидів, інсектицидів, вірусів, набувають нових споживчих властивостей. При цьому зменшується кількість застосовуваних пестицидів, знижується їх остаточний вміст у продукції, скорочується тривалість технологічних операцій при переробці, зменшуються втрати, підвищується якість продукції, економляться засоби і матеріальні ресурси.

В США виробляється більше 150 найменувань ГМО. Найбільш поширеною є соя, що використовується при виробництві більше 3000 харчовиз продуктів: супів, дитячих каш, картопляних чипсів, маргаринів, салатних соусів, рибних консервів та ін. Із ГМО-хлопку, рапсу виготовляють хлопкову і рапсову олію, із ГМО-картоплі – картоплю фрі, із помідорів повільного дозрівання – кетчуп та ін.

Трансгенні продукти, які не відрізняються за складом і властивостями від традиційних продуктів-аналогів та не містять ДНК і білок, дозволено ввикористовувати без проведення досліджень їх безпеки як ГМО-джерел. Їх відносять до першого класу безпеки і вважають нешкідливими для здоров´я споживачів. До таких продуктів відносяться: харчові й ароматичні добавки, рафіновані олії, модифіковані крохмалі, мальтодекстрин, сиропи глюкози, декстрози та ін.

 

9.2. Генетична інженерія тварин і птиці

 

Важливе значення набувають нові технології одержання трансгенних сільськогосподарських тварин і птиці, направлені на підвищення продуктивності та оптимізацію окремих частин і тканин туші (тушок), що виявляє позитивний вплив на якість і фізико-хімічні показники м´яса, його технологічність та промислову придатність, особливо за умов дефіциту вітчизняної м´ясної сировини.

Можливості генної інженерії дозволяють змінювати структуру і колір м´язової тканини, її рН, жорсткість, вологоутримуючу здатність, ступінь і характер жирності (мраморність), а також консистенцію, смакові та ароматичні властивості м´яса після технологічної переробки. Крім того, за допомогою генної інженерії можна підвищити пристосовуваність тварин і птиці до шкідливих факторів навколишнього середовища, одержати стійкість до захворювань, направлено змінити спадкові ознаки.

 

9.3. Сучасна біотехнологія мікроорганізмів

 

Початком виробничої генетичної інженерії прийнято вважати 1980 рік, коли в США був виданий перший патент на модифікований штам мікроорганізму, який міг розкладати нафту. Ще через два роки було дозволено для клінічного використання одержаний мікробіологічним синтезом перший лікарський препарат – людський інсулін. На сьогодні прикладна виробнича мікробіологія розвивається у декількох напрямках:

1) виробництво продуктів біосинтезу трансгенних мікроорганізмів, наприклад, антибіотиків, гормонів, ферментів, вітамінів;

2) використання біомаси мікроорганізмів – виробництво медичних вакцин, різноманітних дріжджів, білково-вітамінних концентратів і заквасок для одержання кисломолочних продуктів і силосування кормів;

3) біотехнології, засновані на унікальних здатностях деяких бактерій виробляти органічні кислоти, етанол, вуглеводи та метан. Сюди ж можна віднести й переробку деяких відходів з можливістю одержання корисних сполук, у першу чергу, горючих газів.

В галузі генної інженерії мікроорганізмів більша частина досліджень направлена на відбір продуцентів ферментів, вітамінів, антибіотиків, органічних кислот та інших корисних речовин.

Відомі одержані за допомогою генетично змінених бактерій ферменти, які застосовують при випіканні хліба (борошно при цьому освітлюється, а хліб стає пухким). У Германії одержано трансгенні пектинази для виробництва соків, причому показано, що у готових соках і винах ці пектинази відсутні.

В багатьох країнах, наприклад, країнах Європейського союзу, Австралії, Нової Зеландії та ін. реєстрація продуктів, одержаних за допомогою таких «нетрадиційних» ферментів, є обов´язковою.