16

Агрохимия, 2000,8, 80-90.

Оценка риска при интродукции генетически модифицированных микроорганизмов в окружающую среду

Вельков В.В.

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН,

г.Пущино-на-Оке, Московская область, 142290, РФ

Данная проблемная статья посвящена краткому сравнительному изложению и анализу различных подходов к оценке опасностей, которые могут возникнуть после интродукции новых генно-инженерных (т.е. отсутствующих в природе и содержащих рекомбинантную ДНК) микроорганизмов в окружающую среду. Такая информация может быть полезной для специалистов, разрабатывающих методы направленного биологического воздействия на открытые экосистемы, для экспертов, которые будут оценивать целесообразность практической реализации таких воздействий и, надо надеяться, для лиц, принимающих директивные решения в области развития биотехнологии.

Введение

В последние годы уходящего тысячелетия многие исследовательские коллективы приступили к интенсивному и широкомасштабному конструированию генетически модифицированных микроорганизмов (ГММ), полезное действие которых должно проявляться в открытых экосистемах и которые предназначены для реализации весьма знаменательного этапа в развитии цивилизации - для направленной генетической модификации биосферы. Или, как об этом пишут в зарубежной прессе, для создания генетически модифицированного мира (GM world). Полагают, что именно генетическая модификация биосферы поможет решить самые серьезные проблемы планеты, связанные с глобальным ухудшением климата, с ухудшением и деградацией окружающей среды, с исчерпанием биоресурсов и т.д.

1.Преимущества и проблемы использования трансгенных микроорганизмов

Полагают, что интродукция трансгенных микроорганизмов в открытые экосистемы сможет применяться для таких целей, как:

• остановка наступления пустынь и восстановление плодородия тех земель, которые уже стали пустынями (штаммами трансгеников, способными эффективно поглощать и связывать влагу атмосферы);

• уменьшение парникового эффекта (за счет поглощения избыточного углекислого газа атмосферы);

• повышение урожайности сельскохозяйственных растений (трансгенные азотфиксаторы, продуценты БАВ и др.);

• подавление сельскохозяйственных вредителей и фитопатогенов (трансгенные биопестициды);

• повышение биологической продуктивности планктона Мирового океана;

• увеличение эффективности добычи полезных ископаемых;

• повышение эффективности нефтеотдачи;

• очистка от загрязняющих веществ почв и водоемов (трансгенные штаммы - деструкторы для биоремедиации);

• улучшение производства пищи и кормов (трансгенные дрожжи, молочнокислые бактерии, целлюлолитические грибы и др., попадающие в окружающую среду и/или в организм человека и животных);

• живые пероральные трансгенные вакцинные штаммы, используемые в здравохранении и ветеринарии.

Существуют, однако, и серьезные опасения, что ГММ, созданные без учета их вероятных экологических характеристик и не прошедшие длительной коэволюции в природных экосистемах, смогут бесконтрольно и неограниченно размножиться в окружающей среде, что приведет к самым нежелательным последствиям, например:

• - к вытеснению аборигенных природных организмов из их экологических ниш и к последующей цепной реакции нарушений экологического равновесия;

• - к уменьшению биоразнообразия;

• - к бесконтрольному переносу чужеродных генов из трансгенных организмов в природные и к дальнейшему хаотическому переносу этих генов в природных популяциях - своеобразной панмиксии; это, в свою очередь, сможет привести к активации ранее известных, и, что более опасно, к активации и/или к образованию ранее не известных патогенов животных и растений. Именно этим обстоятельством обусловливается необходимость разработки подходов и методов, с помощью которых:

• а) можно было бы оценить риск потенциальных опасностей, которые смогут возникнуть после интродукции конкретного ГММ в окружающую среду (и после этого),

• б) принять решение о возможности или невозможности выпуска данного ГММ в конкретную экосистему.

Совершенно очевидно, что реализация методов оценки риска интродукции ГММ и процедур принятия решений должна, во-первых, обеспечивать максимальный уровень биобезопасности и, во-вторых, не должна тормозить исследования, разработки и практические приложения в этой, очевидно, весьма перспективной отрасли современной биотехнологии.

В целом, существуют два весьма разных принципа оценки потенциального риска интродукции ГММ. Действительно, можно оценивать потенциальный риск, непосредственно возникающий в результате генетической модификации или образующийся вследствие ее побочных эффектов.

Первый подход, основанный на оценке потенциального риска от ГММ, называется «ориентированным на продукт» генетической модификации. Он исходит из того, насколько опасен непосредственный целевой продукт (или результат) генетической модификации (например, целевой белок или целевое соединение). И не важно, каким именно методом создана генетическая модификация, традиционной генетической селекцией, скрещиваниями или генной инженерией. При этом принципиально, что если продукт генетической модификации сам по себе безопасен и если реципиентный штамм исходно являлся безопасным, то вероятность того, что из-за данной генетической модификации штамм может стать опасным, не рассматривается (игнорируется). Такой подход к оценке риска реализован в США, Канаде, Мексике и ряде других американских стран. Агентство по охране окружающей среды США (EPA - Environmental Protection Agensy) регулирует выпуск ГММ в окружающую среду или на рынок согласно правилам, предсмотренным для контроля на токсичность (опасность), предусмотренную для новых химических соединений (см. Toxic Substances Control Act Biotechnology Program, http: //www.epa.gov/docs/fedrgstr/EPA-TOX/1997/April/Day-11/t8669.html).

Второй подход к оценке риска принято называть «ориентированным на процесс» генетической модификации и на его последствия. Кроме определения потенциальной опасности продукта модификации он основан на всесторонней оценке того, не приобрел ли исходно безопасный реципиентный штамм в процессе или в результате генетических модификации каких-либо потенциально-опасных свойств. Этого подхода придерживаются страны, члены EC (см. Consensus documents on the biology of organisms or introduced novel traits, http://www.oecd.org/ehs/cd.htm) и Европейская Биотехнологическая Федерация [1].

Детальный анализ политических и экономических причин, которые привели к такой приниципиальной разнице в оценке риска интродукции ГММ не входит в предмет данной работы. Приведем, тем не менее (без комментариев), типичные утверждения, высказываемые разными сторонами по данному поводу.

Американские авторы, как правило, утверждают, что европейский подход, «ориентированный на процесс», является неоправданно сложным, трудоемким, длительным, дорогостоящим и не имеющим объективных критериев, оценка которых была бы убедительной для любого эксперта. При этом часто утверждается, что согласно своим реальным, но не объявляемым целям, такой подход на самом деле является протекционистским по отношению к европейскому биотехнологическому рынку и дискриминационным по отношению к американским биотехнологическим продуктам [2].

Европейская точка зрения - анализ риска интродукции ГММ, «ориентированный на продукт», не является достаточным, ставит экономические выгоды выше обеспечения биобезопасности и сохранения биоразнообразия; на деле он неминуемо приведет к широкомасштабным экспериментам в открытой среде, вредные последствия которых могут быть необратимыми [3].

Поскольку оценка риска интродукции ГММ с точки зрения возможной токсичности конкретного продукта генетической модификации, очевидно, не представляет особых трудностей и в решении вопросов оценки токсичности соединений накоплен значительный опыт, постараемся более детально рассмотреть подходы, предлагаемые экспертами Европейской Биотехнологической Федерации и EC.