Studii Privind Organisme Si Alimente Modificate Genetic
CUPRINS
Pag.
Introducere……………………………………………………………………………………………………..4
Capitolul I:Stadiul si legislatia privind organismele modificate genetic………………9
Generalitati…………………………………………………………………………………………9
Reacții ale consumatorilor…………………………………………………………………..13
Directive ale UE și probleme legale……………………………………………………..16
Situația pe plan național și internațional cu privire la crearea și utilizarea industrială a organismelor modificate genetic………………………………………..18
Capitolul II: Plantele trangenice …………………………………………………………………….24
2.1. Ce sunt organismele modifcate genetic………………………………………………..24
2.2. Ce este și ce implică ingineria genetică………………………………………………..25
2.3. Tehnici de modificare genetică……………………………………………………………26
2.4. Tehnologia modificării genetice………………………………………………………….27
2.5. Cum se obțin plantele transgenice……………………………………………………….29
2.5.1. Prima generație de plante transgenice………………………………………32
2.5.2. A doua generație de plante transgenice…………………………………….42
2.5.3 A treia generație de plante transgenice………………………………………51
Capitolul III: Plantele modificate genetic și mediul………………………………………….56
Capitolul IV: Plantele modificate genetic și agricultura……………………………………70
Capitolul V: Alimente modificate genetic…………………………………………………………78
5.1 Plantele modificate genetic și alimentația …………………………………………….78
5.2 Aspecte speciale ale organismelor și alimentelor modificate genetic – alergenitatea……………………………………………………………………………………………81
5.3 Autentificarea produselor alimentare modificate genetic (AMG) și metode de identificare……………………………………………………………………………………………..83
5.4. Aspecte legate de testarea, siguranța, și trasabilitatea OMG-urilor………….87
Capitolul VI: Regimul de obținere, testare, utilizare și comercializare a organismelor modificate genetic prin tehnicile biotehnologiei moderne…………….90
Concluzii ……………………………………………………………………………………………………..106
Bibliografie…………………………………………………………………………………………………..108
Anexă: Medel de propunere pentru introducerea în cultură a unei varietăți modificate genetic, un hibrid de porumb Roundup Ready………………………………110
INTRODUCERE
În politica agroalimentară a României, securitatea alimentară joacă un rol major în conceptul global al nutriției.
Biotehnologia modernă și aplicațiile ei reprezintă un domeniu de mare interes și actualitate în contextul definirii și punerii în aplicare a strategiilor, politicilor și programelor de dezvoltare durabilă la nivel național, regional și global. Amploarea realizărilor din acest domeniu în ultimii 10 ani, bazate pe progresele ingineriei genetice, tehnologice și biologice, cu efecte benefice majore în sectoare care privesc sănătatea oamenilor, animalelor și plantelor, industria farmaceutică, agricultura și protecția mediului, asigură suportul pentru noi dezvoltări și aplicații care, creează atât optimism în legătură cu posibilitățile de soluționare a unor probleme majore cu care se confruntă omenirea în aceste timpuri, dar și o mare neliniște în legătură cu riscurile potențiale la adresa sănătății umane și a diversității biologice și anume crearea și utilizarea industrială a organismelor modificate genetic.
Încă de la începutul anilor '70, tehnologia recombinării genetice a făcut un pas nou, trecând de la tehnicile tradiționale de recombinare la tehnicile biotehnologiei moderne, prin aceasta înțelegându-se aplicarea unor tehnici de recombinare a acidului nucleic și a unor tehnici de fuziune celulară, diferite de cele specifice selecției și ameliorării tradiționale, care înlătură barierele fiziologice naturale de reproducere sau de recombinare genetică.
Aceste tehnici ale biotehnologiei moderne au început să fie utilizate de cercetători pentru a crea plante (porumbul și cartofii rezistenți la insecte; fasole și soia tolerante la glifosat; tomate cu coacere întârziată și conținut ridicat în substanță uscată etc.), animale și microorganisme cu caracteristici noi, utile, scopul aplicațiilor biotehnologiei moderne fiind acela de a contribui la înlăturarea cauzelor care continuă să deterioreze calitatea mediilor de viață terestre și acvatice; la ameliorarea generală a stării mediului, aceasta fiind condiția primordială a protecției, conservării și utilizării durabile a componentelor diversității biologice și a supraviețuirii speciei umane; la creșterea productivității biologice generale și, în special, a productivității agricole, prin amplificarea input-urilor naturale și reducerea input-urilor industriale costisitoare și poluante, la ameliorarea stării generale a oamenilor și animalelor și la realizarea condițiilor de bunăstare socială.
Atingerea acestui scop face necesară, în multe sectoare, schimbarea treptată a modelelor de producție și de consum, proces care nu se poate realiza fără o implicare directă a tuturor sectoarelor societății, a instituțiilor guvernamentale, a forurilor științifice și a opiniei publice, care, bine informate cu privire la stările actuale, la cerințele de viitor, la costuri, beneficii și riscuri, să-și definească opțiunile de dezvoltare socio-economică, incluzând sau nu aplicațiile biotehnologiei moderne, opțiuni care, transpuse în strategii, politici și programe, să ne orienteze în ceea ce trebuie să facem.
Principiul precauției a fost reluat ca o „temă cu variațiuni”, în peste 15 documente, printre care și tratatul Uniunii Europene (Maastricht, 1992). Ca multe alte texte de drept internațional, din punct de vedere strict juridic, nu este realmente constrângător. Dar unii juriști nu ezită să afirme că principiul precauției este cel mai important element al unei noi conduite în cooperarea internațională în materie de mediu și de sănătate publică.
Principiul precauției face obiectul a două tipuri de interpretări – una moderată, care-i restrânge domeniul de aplicare, și alta mai fermă care provoacă o fractură în relația dintre societate și știință.
Versiunea moderată autorizează unele concesii în numele dezvoltării economice. Altfel spus, principiul precauției este interpretat într-o manieră mai suplă, din rațiuni de cost sau pentru a permite recurgerea la cele mai multe tehnologii disponibile. Această interpretare este un element de decizie, printre altele, în balanța dintre costurile ecologice și avantajele economice. Practic, în această interpretare măsurile de precauție sunt limitate la acțiunile care ar avea un preț de cost acceptabil. Cu alte cuvinte, chiar și atunci când ar exista riscul producerii unor daune grave și ireversibile, autoritățile nu ar trebui să adopte măsuri al căror cost ar fi economic inacceptabil. De dată mai veche, versiunea „dură” a principiului precauției respinge analiza de risc/avantaj sau cost/avantaj în numele gravității riscului. Concret, ea nu autorizează o activitate decât dacă se face dovada absenței efectelor dăunătoare.
Înaintea apariției principiului precauției, acțiunile asupra mediului erau interzise doar dacă erau dovedite efectele lor dăunătoare, iar cultura științifică lua în calcul riscul a posteriori, analizând cauzele unui accident doar după ce acesta s-a produs. Demersul precauției răstoarnă complet situația, instaurând prezumția de periculozitate în legătură cu orice nouă tehnică, pentru simplul motiv că generează o incertitudine științifică.
Interpretat astfel, principiul precauției impune efectuarea de studii referitoare la eventualele riscuri pentru mediu și sănătatea publică asociate utilizării unei tehnologii sau realizării unei acțiuni. Nu mai este nevoie ca eventuala victimă să facă dovada existenței unor daune, ci producătorul trebuie să dovedească ex ante absența efectelor nocive.
În prezent în lume, organismele modificate genetic sunt supuse unui regim special de reglementare, autorizare și administrare.
Astfel, Directiva nr.2001/18/CE a Parlamentului și Consiliului European, din 12 martie 2001 se referă la diseminarea voluntară a organismelor modificate genetic în mediul înconjurător și abrogă Directiva 90/220 CEE a Consiliului care se referea la introducerea deliberată în mediul înconjurător a organismelor modificate genetic.
În conformitate cu progresele științifice înregistrate în ultimii ani și elaborarea unei noi directive europene, se impune implementarea reglementărilor Uniunii Europene privind organismele modificate genetic și în țara noastră.
CAPITOLUL I
Stadiul si legislatia privind organismele modificate genetic
1.1. Generalitati
Organismele sau alimentele modificate genetic reprezintă o parte a naturii, cauzată de transformările spontane ale genelor (mutații). De-a lungul ultimilor 10.000 de ani, specia umană a accelerat aceste transformări prin metode de reproducție tradiționale. Noile metode genetice elaborate în ultimii 30 de ani se bazează pe mai buna cunoaștere a genomului celulelor vii (structura ADN) și a proteinelor sau enzimelor pe care acestea le exprimă.
Tabelul 1.1 : Istoria alimentelor modificate genetic
Până în prezent, doar soia și porumbul MG au fost aprobate în cadrul pieței UE, dar și alte alimente MG au fost notificate Comisiei ca fiind, în mare parte, echivalente soiurilor tradiționale, conform Directivei pentru alimente noi. Mai mult decât atât, o serie de aplicații se află, în stadii diferite, în procesul de autorizare completă, dar nici una dintre acestea nu a fost adoptată încă, datorită sistării temporare în 1998 a testărilor pe teren. În SUA, peste 50 de alimente obținute prin tehnologia ADN-ului recombinat (r-ADN) au fost evaluate de către Administrația Apelor și Medicamentelor (AAM). În afară de recolte cu noi r-ADN, modificate în vederea îmbunătățirii parametrilor agrotehnici (toleranța față de erbicide și insecticide), s-au mai obținut rapița oleaginoasă cu conținut mare de fitază ( BASF), soia cu conținut ridicat de acid oleic (DuPont) dovlecel rezistent la viruși (semințe vegetale Seminis),roșie cu coacere modificată a fructului (Agritrope), canola (Calgene) și roșia rezistentă la înmuiere (Calgene și Zeneca Plant Science)
Tabelul 1.2 : Culturi aprobate(APP), notificate (NTF) și în curs de autorizare (PED) de către UE
Modificare a conținutului de ulei și a calității acestuia. Uleiul vegetal este unul dintre cele mai importante bunuri de larg consum pe plan mondial, cu o producție anuală curentă de 65 de milioane de tone metrice. Cu ajutorul tehnologiei r-ADN, pot fi îmbunătățite unele caracteristici importante, de exemplu valoarea nutrițională, stabilitatea oxidativă și funcționalitatea. Se pot aminti, ca exemple, obținerea unui ulei de soia cu conținut ridicat de acid oleic (80%) prin suprimarea genei care codifică oleat-desaturază; ulei de canola conținând 30% stearat; înlocuirea uleiurilor hidrogenate chimic cu uleiuri naturale fără acizi grași trans; producție crescută de acizi grași nesaturați cu lanț lung n-3 polinesaturați sau de acid linolenic conjugat.
Modificare a conținutului de proteine și a calității acestora. Putem aminti îmbunătățirea calității pror.2001/18/CE a Parlamentului și Consiliului European, din 12 martie 2001 se referă la diseminarea voluntară a organismelor modificate genetic în mediul înconjurător și abrogă Directiva 90/220 CEE a Consiliului care se referea la introducerea deliberată în mediul înconjurător a organismelor modificate genetic.
În conformitate cu progresele științifice înregistrate în ultimii ani și elaborarea unei noi directive europene, se impune implementarea reglementărilor Uniunii Europene privind organismele modificate genetic și în țara noastră.
CAPITOLUL I
Stadiul si legislatia privind organismele modificate genetic
1.1. Generalitati
Organismele sau alimentele modificate genetic reprezintă o parte a naturii, cauzată de transformările spontane ale genelor (mutații). De-a lungul ultimilor 10.000 de ani, specia umană a accelerat aceste transformări prin metode de reproducție tradiționale. Noile metode genetice elaborate în ultimii 30 de ani se bazează pe mai buna cunoaștere a genomului celulelor vii (structura ADN) și a proteinelor sau enzimelor pe care acestea le exprimă.
Tabelul 1.1 : Istoria alimentelor modificate genetic
Până în prezent, doar soia și porumbul MG au fost aprobate în cadrul pieței UE, dar și alte alimente MG au fost notificate Comisiei ca fiind, în mare parte, echivalente soiurilor tradiționale, conform Directivei pentru alimente noi. Mai mult decât atât, o serie de aplicații se află, în stadii diferite, în procesul de autorizare completă, dar nici una dintre acestea nu a fost adoptată încă, datorită sistării temporare în 1998 a testărilor pe teren. În SUA, peste 50 de alimente obținute prin tehnologia ADN-ului recombinat (r-ADN) au fost evaluate de către Administrația Apelor și Medicamentelor (AAM). În afară de recolte cu noi r-ADN, modificate în vederea îmbunătățirii parametrilor agrotehnici (toleranța față de erbicide și insecticide), s-au mai obținut rapița oleaginoasă cu conținut mare de fitază ( BASF), soia cu conținut ridicat de acid oleic (DuPont) dovlecel rezistent la viruși (semințe vegetale Seminis),roșie cu coacere modificată a fructului (Agritrope), canola (Calgene) și roșia rezistentă la înmuiere (Calgene și Zeneca Plant Science)
Tabelul 1.2 : Culturi aprobate(APP), notificate (NTF) și în curs de autorizare (PED) de către UE
Modificare a conținutului de ulei și a calității acestuia. Uleiul vegetal este unul dintre cele mai importante bunuri de larg consum pe plan mondial, cu o producție anuală curentă de 65 de milioane de tone metrice. Cu ajutorul tehnologiei r-ADN, pot fi îmbunătățite unele caracteristici importante, de exemplu valoarea nutrițională, stabilitatea oxidativă și funcționalitatea. Se pot aminti, ca exemple, obținerea unui ulei de soia cu conținut ridicat de acid oleic (80%) prin suprimarea genei care codifică oleat-desaturază; ulei de canola conținând 30% stearat; înlocuirea uleiurilor hidrogenate chimic cu uleiuri naturale fără acizi grași trans; producție crescută de acizi grași nesaturați cu lanț lung n-3 polinesaturați sau de acid linolenic conjugat.
Modificare a conținutului de proteine și a calității acestora. Putem aminti îmbunătățirea calității proteinei prin creșterea conținutului de aminoacizi specifici și esențiali; îmbunătățirea funcționalității proteinei, de exemplu a calității glutenului în făina de panificație sau a proprietăților de emulsifiere ale proteinelor din soia.
Modificare a conținutului de glucide și a calității acestora. creșterea conținutului de amidon în unele culturi prin reglarea complexului enzimatic al amidonului; modificarea raportului amilază/amilopcetină; creșterea cantității de glucide nedigerabile, cum ar fi glucide de tip inulină; îmbunătățirea producției de pectine specifice.
Modificare senzorială. Modificarea coacerii și texturii culturilor, de exemplu la roșii, banane, căpșuni, ananas; creșterea gradului de dulce al fructelor sau a componentelor de aromă.
Modificări nutriționale. Îmbunătățirea conținutului de vitamine, minerale și substanțe fitochimice, de exemplu Golden Rice cu conținut înalt de vitamina A și fier, dar și cu o producție sporită de fitază în cereale, care îmbunătățește biodisponibilitatea mineralelor divalente; reducerea potențialului alergenic; conținut ridicat de fitosterol în plantele utilizate ca alimente funcționale.
La fel ca și culturile transgenice , microorganismele transgenice (GMM) prezintă interes pentru industria alimentară. Ele pot fi utilizate pe post de culturi starter în alimente (de exemplu, brânză, iaurt vin pâine și carne) sau în fermentație pentru producerea de enzime, coloranți, acizi organici etc. Culturi starter transgenice nu există, în prezent, pe piața europeană, dar în SUA sunt permise. Prin contrast, multe enzume și aditivi alimentari sunt produși de către microorganisme transgenice, cum ar fi chimozina, alfa-amilaza, catalaza, lipaza, glucozizomeraza, beta-glucanază și glucozoxidază. În prezent, acestea sunt exceptate de la etichetarea specifică.
1.2. Reacții ale consumatorilor
În ultimul deceniu, au avut loc multe dezbateri privind utilizarea tehnologiilor ADN recombinat (r-ADN). Pe de o parte , majoritatea oamenilor de știință și industriilor au sprijinit utilizarea acestora în alimente, medicamente, diagnosticare, tehnologii legate de mediu și la producerea biotehnologică a substanțelor chimice organice.
Deseori, acești adepți ai tehnologiilor r-ADN prezintă, pe scurt, următoarele beneficii:
Aprovizionare mai abundentă și mai economică cu hrană pentru toată lumea (datorită îmbunătățirii caracteristicilor agronomice);
Creșterea continuă a calității nutriționale, incluzând alimente cu compoziție unică pentru persoanele cu un regim alimentar din care lipsesc nutrienții esențiali;
Fructe și legume proaspete cu termen de valabilitate mai lung;
Alimente care nu produc alergii;
Crearea unor alimente funcționale, vaccinuri și produse similare care oferă avantaje pentru menținerea unei stări de sănătate corespunzătoare;
Practici agricole care să protejeze mediul.
Pe de altă parte, mulți consumatori și organizații ale consumatorilor au cerințe privind:
Probleme de siguranță referitoare la alimente MG;
Riscuri de mediu;
Aspecte etice ale utilizării tehnologiilor r-ADN pentru transferul de gene între organisme neînrudite.
Mulți adepți din cercurile științifice au respins pretinsele riscuri de siguranță și de mediu, considerându-le în opinia lor, ca nefiind fundamentate științific.
Două dintre organizațiile principale ale consumatorilor, ,,Biroul European al Asociațiilor Consumatorilor” (Bureau Européen des Unions de consummateurs, BEUC) și ,,Consumatorii Internaționali” (Consumers International, CI), au publicat, fiecare, studii pentru a-și comunica poziția în privința alimentelor MG.
Organizația BEUC nu este împotriva alimentelor MG, dar pretinde:
Etichetarea tuturor alimentelor MG, incluzând ingrediente care nu conțin ADN sau proteine de exemplu amidon, uleiuri și alte ingrediente;
Separarea strictă a alimentelor MG și a celor care nu sunt modificate genetic, inclusiv a produselor acestora;
O procedură strictă și independentă de siguranță și aprobare.
Datorită modului de percepție a tehnologiilor r-ADN de către consumatori, Directoratul de Cercetare al UE a aprobat mai mult de 5 proiecte științifice ample în cadrul subprogramului Agricultură și Alimentație, în vederea analizării detaliate a reacțiilor consumatorilor.
Proiectul „ Dezbateri europene privind biotehnologia : Dimensiuni de interes public, 1999- 2000 ” s-a bazat pe rezultatele anterioare ale studiului Eurobarometer (1996), care a ajuns la următoarele concluzii:
Considerațiile privind riscul și siguranța nu influențează nivelurile de suport public;
Consumatorii nu au încredere în instituțiile responsabile cu reglementarea.
Obiectivul proiectului EUDEB a fost aflarea opiniei consumatorilor despre OMG-uri, aspecte morale, riscuri și dimensiuni practice, urmată de formularea unor recomandări practice privind inițiativele care trebuie întreprinse.
Prin intermediul unor interviuri, grupuri de focalizare, chestionare, s-a concluzionat că europenii au o atitudine neutră în privința biotehnologiei agricole, dar opusă atât alimentelor MG, cât și clonării animalelor. Această atitudine a fost explicată prin faptul că prima generație de alimente MG nu a adus beneficii pentru consumatori (implicând numai îmbunătățire a caracteristicilor agronomice).
Dimpotrivă, și în ciuda opoziției față de alimentele MG, percepțiile la adresa biotehnologiilor medicale și de mediu sunt pozitive.
53% dintre europeni s-au opus alimentelor MG, 25% au fost toleranți față de riscuri, iar 22% au fost în favoarea alimentelor MG.
Dintre motivele opoziției, menționăm amenințările în privința ordinii naturale, riscurile inacceptabile și pericolele la adresa generațiilor viitoare. Tările cu o atitudine pozitivă în legătură cu alimentele MG au fost ( % oponenți) : Olanda ( 25%) și Finlanda ( 31%); atitudini negative s-au înregistrat în Grecia ( 81%), Austria ( 70%) și Norvegia, Franța și Danemarca (fiecare câte 65% oponenți).
În cadrul unui alt proiect, CADE-GENETECH, obiectivele au constat în înțelegerea modului de interacțiune a atitudinii consumatorilor cu alți factori pentru a determina consumatorii să cumpere un anumit produs, precum și a modului în care strategiile de informare a consumatorilor despre beneficii și riscuri influențează deciziile acestora.
Rezultatele s-au bazat pe 2 produse specifice ( bere și iaurt), studiul efectuându-se în Danemarca, Germania, Italia și Marea Britanie.
La fel ca și în proiectul anterior, acest proiect a arătat un scepticism considerabil privind producerea de alimente MG. Acest scepticism a fost, în mare parte, explicat prin faptul că nu au fost percepute beneficii pentru consumatori, ci numai consecințe care nu pot fi controlate și care nu sunt de dorit ( riscuri). Un alt rezultat interesant a fost și faptul că „ bombardarea consumatorilor cu informații despre modificări genetice este improbabil să mărească gradul de acceptare de către consumatori a alimentelor MG”.
Atitudinea consumatorilor în privința alimentelor MG a fost analizată în alte 3 proiecte. Unul dintre acestea, proiectul BABAS a tratat importanța drepturilor de proprietate intelectuală ca factor de acceptare etică; proiectul PABE a analizat atitudinea consumatorilor din Marea Britanie, Franța, Italia și Spania; proiectul LSES a avut drept obiectiv monitorizarea percepției de către public a științelor vieții (prin intermediul studiului Eurobarometer 1999).
1.3. Directive ale UE și probleme legale
Anterior creării unei noi culturi sau microorganism MG, trebuie solicitată permisiunea autorităților competente. Producătorul furnizează autorităților un dosar care conține informații privind modificarea genetică și siguranța OMG pentru mediu, oameni și animale.
Procedura UE în cazul acestor aplicații se împarte în diferite etape, cu implicarea statelor membre, Consiliului European de Miniștri și a Comitetului Permanent al UE.
Problemele legale de aprobare și etichetare a OMG se bazează, în primul rând, pe următoarele directive fundamentale:
Directiva 220/90. Răspândirea controlată în mediu a OMG-urilor
Directiva 219/90. Directivă privind cultivarea microorganismelor MG și a culturilor de celule în tancuri de fermentare.
Reglementarea 258/97. Directivă privind Alimentele noi.
Reglementarea 1139/98. Etichetarea OMG-urilor, de exemplu soia și porumb
Reglementarea 49/2000. Etichetarea OMG-urilor, în special peste pragul de 1%, sub acest prag etichetarea nefiind necesară.
Reglementarea 50/2000. Etichetare alimentelor și a ingredientelor care conțin aditivi și compuși aromatici produși de către OMG-uri.
Reglementarea 1852/2001. Informarea publicului.
Noile propuneri de directive, ce se aștepta a fi aprobate în primăvara anului 2003, erau:
Directiva 0173/2001 (COD). Directivă privind alimente și nutrețuri MG.
Directiva 0180/2001 (COD). Directivă privind trasabilitatea și etichetarea OMG-urilor și a alimentelor/nutrețurilor produse din OMG-uri.
Alimentele MG și ingredientele produse din OMG-uri sunt tratate drept categorii separate de către Directiva privind Alimentele Noi. A fost stabilită o ierarhie decizională care facilitează alegerea informațiilor de siguranță ce trebuie inclusă în dosare. În această directivă, există 2 proceduri posibile de autorizare: procedura scurtă și procedura completă. Aceasta din urmă poate fi aplicată în cazul alimentelor provenite din OMG-uri, dar care nu le mai conțin pe acestea și care sunt foarte asemănătoare componentelor corespunzătoare naturale (non-OMG-uri), de exemplu ulei de canola, amidon de porumb, sau riboflavină bacteriană.
Propunerile de directive menționate mai sus rezultă datorită atitudinii consumatorilor față de alimentele MG, având ca scop consolidarea cerințelor privind etichetarea, trasabilitatea și reglementarea generală.
Modul de etichetare propus va permite consumatorilor să poată alege liber între alimentele MG și cele non-MG, introducând un sistem de trasabilitate „de la fermă la furculiță”. Astfel orice alimente MG, indiferent dacă în produsul final ADN-ul sau proteina sunt MG, trebuie etichetate în consecință, de exemplu, ulei de soia, amidon de porumb sau sirop de glucoză. De asemenea, trebuie etichetate și furajele MG, dar se exclud alimentele provenite de la animale care au consumat furaje MG
Este important de remarcat că directiva propusă 0180/2001 va interzice utilizarea ulterioară a markerilor genetici pentru rezistență la antibiotice, folosite până acum în majoritatea organismelor r-ADN în vederea indicării unei expresii corespunzătoare agenelor.
1.4. Situația pe plan național și internațional cu privire la crearea și utilizarea industrială a organismelor modificate genetic
Cercetări privind posibilitatea introducerii unor gene străine în plante a fost descrisă pentru prima dată la tutun în 1984. În timp, astfel de cercetări s-au extins la peste 120 de specii, incluzând majoritatea speciilor de importanță economică, plante ornamentale și medicinale, pomi, fructe etc.
Prima cultură oficială a unei plante modificată genetic a fost realizată în 1992. În anul 1998, în 30 de țări, existau circa 9.000 de câmpuri de încercări cu plante transgenice, aparținând la peste 50 de specii de plante.
În aceste câmpuri de încercare, la nivelul anului 1998, se urmărea:
rezistența la boli și dăunători (în 45% din testări);
rezistența la erbicide (26%);
îmbunătățirea calităților nutriționale și de prelucrare (19%);
însușiri agronomice.
În anul 1999, în lume au fost cultivate plante de cultură modificate genetic peste 40 milioane hectare (aproximativ 3% din suprafața arabilă a globului pământesc), în special cu porumb, soia, bumbac, rapiță, cartofi. Din cele 40 de milioane hectare cultivate în anul 1999, circa 85% au fost în SUA, Canada, Australia, Franța, Spania, restul de 15% fiind în Argentina, China, Mexic și Africa de Sud. Scopul modificărilor genetice la aceste plante de cultură a fost, în primul rând, asigurarea unei toleranțe față de erbicide, posibilitatea de a fi mai acceptabile sub aspect agronomic, toxicologic și ecotoxicologic, precum și asigurarea unei rezistențe față de unii dăunători, a căror combatere prin tehnologiile actuale utilizează un număr mare de produse chimice foarte toxice, care prejudiciază mediul, sănătatea oamenilor și a animalelor. Se ridică problema schimbării unor modele de producție agricolă bazate în prezent, în mare măsură, pe utilizarea produselor chimice toxice și remanente cu modele de producție care să reducă sau să elimine utilizarea acestor produse, ținta urmărită fiind modelele de producție agricolă ecologică.
Rezultatele privind organismele modificate genetic în domeniul plantelor, începând din anul 1990, au fost mai spectaculoase decât oricare altele din istoria omenirii.
În acest context, după unii cercetători, cultivarea soiurilor de plante modificate genetic implică beneficii ecologice mult mai importante, comparativ cu beneficiile privind producția. Într-un raport al Departamentului Agriculturii Statelor Unite, rezultate medii pe doi ani la porumb, sporul de producție era de 10%, iar beneficiile ecologice însemnau reducerea cu 72% a folosirii insecticidelor. În același raport, la soia producția se modifica cu +5%, dar beneficiile ecologice însemnau reducerea cu 22% a folosirii erbicidelor și reducerea cu 90% a eroziunii stratului superior al solului.
Aceste aspecte, în literatura de specialitate, sunt completate cu implicațiile cultivării soiurilor modificate genetic asupra industriei, care folosește ca materii prime recolta obținută din acestea, pe o perioadă de 5 ani. Transformarea genetică poate ameliora și modifica mult calitatea produselor agricole prin modificări biochimice, fiziologice și structurale.
În țara noastră, în baza Ordonanței Guvernului nr.49/2000 privind regimul de obținere, testare, utilizare și comercializare a organismelor modificate genetic prin tehnicile biotehnologiei moderne, precum și a produselor rezultate din acestea, s-a dat acordul pentru importul și introducerea în cultură și pe piață a unor soiuri de cartof, soia modificate genetic și a unor hibrizi de porumb.
În prezent sunt înregistrate la ISTIS și au primit aprobare pentru introducerea deliberată în mediu a cartofului rezistent la gândacul din Colorado, a unor hibrizi de porumb rezistenți la atacul sfredelitorului porumbului și pentru toleranța la glufosinat de amoniu, și a unor hibrizi de porumb, sfeclă de zahăr, toleranți la glifosat, principiul activ al erbicidului Roundup Ready.
Directiva nr.2001/18 CE a Parlamentului și Consiliului European, din 12 martie 2001 se referă la diseminarea voluntară a organismelor modificate genetic în mediul înconjurător și abrogă Directiva nr.90/220 CEE a Consiliului.
Elaborarea noii directive a fost impusă de:
dezvoltările ulterioare adoptării Directivei 90/220/CE, atât pe plan intern cât și pe plan mondial;
introducerea principiului acțiunii preventive;
necesitatea folosirii unui cadru legislativ complet și transparent;
stabilirea unor reguli clare pentru importurile de OMG;
necesitatea clarificării și ameliorării unor aspecte specifice, printre acestea distincția dintre organismele obținute prin intermediul unor tehnici de modificare genetică care au fost utilizate în mod tradițional pentru diferite aplicații, pentru care securitatea a fost dovedită de-a lungul timpului și cele realizate prin metode noi, insuficient verificate;
necesitatea definirii unei metodologii comune de evaluare a riscului pentru mediul înconjurător, o atenție deosebită reclamând produsele cu conținut de gene rezistente la antibiotice.
România face eforturi pentru a pătrunde în Comunitatea Europeană unde problemele referitoare la mediu și laprotecția lui sunt luate în considerare în toate domeniile politicii comunitare.
Unii specialiști și nu numai, susțin că introducerea plantelor modificate genetic ar putea genera o serie de efecte nedorite asupra mediului. Posibilitatea producerii unor astfel de efecte depinde însă de:
planta care a fost modificată (modul de reproducere, modul de fecundare, toleranța la factorii de stres abiotic);
caracterul nou, introdus prin modificare genetică (rezistență la erbicide, patogeni, dăunători, modificarea conținuturilor de ulei, zaharuri, producerea unor vaccinuri);
modul în care este folosită planta modificată genetic (hrana omului și a animalelor, materie primă pentru industrie, bioremediere).
Dintre posibilele efecte nedorite enumerăm:
înmulțirea excesivă, care ar transforma planta modificată genetic într-un invadator al agroecosistemului și chiar al habitatului natural, în ansamblul său;
modificarea ciclurilor biochimice (ciclurile azotului și carbonului);
transferul inoportun al transgenelor la alte plante, cultivate sau din flora spontană;
influența negativă asupra interacțiunii dintre specii;
impactul direct și neanticipat asupra unor specii nevizate;
schimbări în dinamica populațiilor datorită transmiterii unui caracter al plantei modificate, neintenționat, la specii înrudite din flora spontană.
Unele dintre aceste efecte sunt greu de prevăzut sau pot deveni evidente numai în timp. Dar, riscul ca ele să se producă există, ori de câte ori un soi nou este introdus în cultură, indiferent de modul în care acesta a fost obținut.
Concret, solicitarea unui aviz referitor la introducerea unei plante modificată genetic în cultură trebuie însoțit de un studiu al impactului asupra mediului. Scopul acestui studiu constă în identificarea și evaluarea efectelor potențial negative asupra biodiversității, generate de introducerea într-un mediu a organismelor modificate genetic.
În ceea ce privește riscurile, trebuie să existe o metodologie de evaluare a acestora, cunoscându-se organismul parental, planta modificată genetic, caracterul nou introdus, impactul potențial asupra mediului.
Problema impactului asupra mediului asociat introducerii în cultura comercială a plantelor modificate genitiv este foarte complexă. Din această cauză trebuie cunoscute și aplicate reglementările internaționale, pentru evaluarea și evitarea riscurilor de la caz la caz, deoarece informațiile necesare pot fi diferite, în funcție de organismul modificat genetic analizat, de utilizarea propusă, de mediul potențial primitor.
Dacă în prima generație de organisme modificate genetic s-au inclus soiuri caracterizate printr-o nouă rezistență la erbicide sau față de insecte și virusuri, în a doua generație alături de plante, au fost incluse și produse vegetale cu însușiri nutritive ameliorate (modificări ale conținutului în amidon, proteine, zaharuri, uleiuri, modificarea însușirilor de panificație la grâu, creșterea duratei de păstrare a fructelor, sporirea conținutului în beta-caroten, pentru corectarea deficitului în vitamina A la consumator, ameliorarea digestibilității nutrețurilor și furajelor), în a treia generație de organisme modificate genetic s-au produs molecule terapeutice sau vaccinuri obținute din aceste organisme (plante vaccinuri).
Astfel, cele trei generații de plante modificate genetic apărute până acum se suprapun în mare măsură. Dar produsele transformării genetice se deosebesc, totuși, în funcție de complexitatea proceselor metabolice care trebuie modificate.
În aceste condiții, și în România, ca și în alte țări, organismele modificate genetic trebuie supuse unui regim special de reglementare, autorizare și administrare.
O serie de țări au adoptat legislația preexistentă pentru reglementarea obținerii, testării, utilizării și comercializării organismelor modificate genetic, precum și a produselor obținute din acestea. În Europa a fost concepută o legislație nouă, menită să anticipeze și să controleze riscurile asociate utilizării acestor organisme.
În perspectiva aderării la Uniunea Europeană, legislația României trebuie armonizată cu ultimele reglementări europene.
CAPITOLUL II
PLANTELE TRANSGENICE
2.1 Ce sunt organismele modificate genetic?
Având în vedere existența unor opinii împotriva introducerii în cultură și pe piață a unor plante, dar și la adresa alimentelor și furajelor modificate genetic, este necesară informarea asupra avantajelor și dezavantajelor obținerii și utilizării organismelor modificate genetic, așa cum prevăd dispozițiile legale în vigoare. Pentru aceasta se impune, în primul rând, prezentarea noțiunii de organism modificat genetic așa cum este cunoscută pe plan internațional și național.
În Germania, definiția dată organismelor modificate genetic este următoarea: OMG sunt organisme al căror material genetic a fost modificat într-un mod care nu există în natură, în condiții naturale sau de recombinare naturală. Organismul modificat genetic trebuie să fie o unitate capabilă de autoreplicare sau transmitere a materialului genetic.
În Statele Unite termenul de organism modificat genetic se referă la plante și la animale care conțin gene transferate de la alte specii, pentru a obține anumite caractere, precum rezistența la anumite pesticide și ierbicide.
În România (conform OG. nr. 49/2000) organismul modificat genetic este un organism care conține o combinație nouă de material genetic, obținut prin tehnicile biotehnologiilor moderne care-i conferă noi caracteristici.
2.2 Ce este și ce implică ingineria genetică
Ingineria genetică poate fi definită ca un ansamblu de tehnici care permit fie introducerea în patrimoniul genetic al unei celule a uneia sau mai multor gene noi, „de interes”, fie modificarea expresiei unei/unor gene prezente deja în celulă. Genele transferate sunt denumite „transgene”. Ingineria genetică mai este numită uneori și „modificare genetică”, „transformare genetică” sau „transgeneză”. Iar produsele obținute poartă numele de „organisme modificate genetic” (OMG) sau „organisme transgenice”.
Comparativ cu metodele clasice de ameliorare, transformarea prin inginerie genetică prezintă, cel puțin, două avantaje:
oferă posibilitatea introducerii unui singur caracter la o varietate consacrată, deja evaluată ca performantă;
gene transferată poate proveni din orice sursă, ceea ce extinde, practic, în mod nelimitat posibilitățile de ameliorare.
Pentru modificarea genetică a plantelor este nevoie de:
„gene de interes”;
metode care să permită pătrunderea și integrarea transgenelor în nucleul celulei care va fi la originea unei noi plante;
selecția plantelor în care transgena se exprimă la un nivel adecvat scopului urmărit (toleranță la un erbicid, rezistență la atacul unui dăunător etc.).
Transgeneza presupune deci parcurgerea a trei etape:
identificarea, izolarea și clonarea „genelor de interes”;
transferul „genelor de interes” la plantele de cultură;
selecția plantelor care exprimă la un nivel optim caracterul transferat și testarea acestora în câmp pentru evaluarea stabilității expresiei transgenei în timp, în condiții naturale.
2.3 Tehnici de modificare genetică
Prin tehnicile de inginerie genetică, materialul genetic de interes este transferat de la organismul donor la cel acceptor, în scopul obținerii de organisme cu caracteristici noi, utile.
Tehnicile de recombinare sunt următoarele:
1. Tehnici de recombinare a acizilor nucleici, care implică formarea de noi combinații ale materialului genetic, prin inserția moleculelor de acizi nucleici (obținute prin diferite tehnici în afara unui organism) într-un virus, plasmidă bacteriană sau alt sistem vector și încorporarea acestora într-un organism gazdă, în care nu există în mod normal, dar care este capabil să continue propagarea;
2. Tehnici care implică introducerea directă într-un organism, a materialului ereditar obținut în afara unui organism, incluzând macro-injecția și micro-incapsularea;
3. Fuziunea celulară (incluzând fuziunea de protoplaști) sau tehnici de hibridizare, în care celulele vii cu noi combinații de material genetic ereditar sunt formate prin fuziunea a două sau mai multe celule, prin metode care nu au loc în mod natural.
Pentru realizarea procesului, materialul genetic care urmează a fi transferat trebuie să conțină:
– gena care codifică proprietatea de interes (de exemplu, rezistența la secetă sau umiditate excesivă sau rezistența la noi agenți chimici, precum ierbicidele de sinteză);
– un promotor de inițiere a activității genei de interes, cei mai mulți promotori utilizați fiind derivați din Cauliflower Mosaic Virus (CaMv), așa-numitul promotor 35S;
– un semnal terminator pentru activitatea genei de interes străine, cel mai frecvent utilizat fiind semnalul terminator derivat de la Agrobacterium tumefaciens, aparținând genei de sinteză a nopalinei (NOS; nopaline syntase gene), așa-numitul terminator sau NOS 3;
– o genă marker, cel mai adesea gena pentru rezistența la antibiotice, în vederea selectării celulelor transformate.
Deoarece inserția genei de interes în ADN-ul gazdei se face randomizat, există riscul întreruperii funcționalității altor gene esențiale pentru viața organismului primitor. Selecția celulelor transformate se face cu antibioticele Kanamycin sau Gentamycin și Neomycin, care au acțiune toxică asupra celulelor netransformate.
2.4 Tehnologia modificării genetice
Tehnica Shoot-gun. Această tehnică este așa-numita „transformare biolistică”, dezvoltată de Sanford, în 1988. Cerealele nu sunt potrivite pentru a fi modificate prin transfecție cu Agrobacterium tumefaciens, iar regenerarea plantelor, ai căror pereți celulari au fost digerați enzimatic este foarte dificilă. A fost construit un dispozitiv pentru „a împușca” celulele cu particule mici de aur sau de tungsten. Aceste particule pot fi acoperite cu material ADN și sunt atât de mici încât ele pot penetra celulele fără pericolul de a le distruge. Dispozitivul a utilizat puterea puștii și, mai târziu, puterea heliului comprimat. Viteza acestor particule este de 4 ori mai mare decât cea a sunetului.
Această metodă este mai laborioasă decât cea cu A. tumefaciens. ADN-ul care se intenționează a fi introdus în celula gazdă nu este așa de complex ca cel de la Agrobacterium și, în acest fel pot fi introduse mai mult de zece gene diferite în același timp. Transformarea biolistică poate fi utilizată pentru toate clasele de plante, bacterii, mucegaiuri, alge și animale.
Transecție cu A.tumefaciens. Această bacterie infectează planta și își transferă ADN-ul în plantă. A.tumefaciens este o bacterie care se găsește în sol. Câteva tulpini atacă plantele, transferă o parte mică a materialului genetic la plantă și produc tumori. În țesutul tumoral, A.tumefaciens poate trăi și produce noi nutrienți (opine). Opinele sunt produși de condensare ai unui aminoacid și ai unui acid cetonic sau ai unui aminoacid și ai unui glucid. Exemple de opine sunt nopalina, (arginină + α-cetoglutaraldehidă) și octopină (arginină + piruvat).
Câteva tulpini A.tumefaciens prezintă și ADN plasmedial. Aceste plasmide sunt responsabile pentru activitatea tumorală și, de aceea sunt numite „plasmide inductoare de tumori”. Aceste plasmide conțin gene pentru metabolismul opinelor, recunoașterea celulelor lezate și transferul de T-ADN.
Transferul T-ADN are loc doar în celule vegetale lezate. Anumiți compuși precum acetosyringon, care sunt eliberați din celula lezată, acționează ca semnal de recunoaștere pentru A.tumefaciens în vederea legării la celulele lezate. Acești compuși se găsesc în principal în dicotiledonate și în monocotiledonate. Acest fapt explică de ce Agrobacterium poate fi utilizat doar în puține cazuri ale modificării genetice pentru monocotiledonate. Pentru adăugarea acetosyringon-ului, chiar și mucegaiurile și monocotiledonatele pot fi modificate cu A.tumefaciens.
Transformarea protoplaștilor. Protoplaștii sunt așa-numitele „celule fără pereți celulari”. Această metodă utilizează enzimele pectinaze și celulaze pentru a digera pereții celulari ai țesutului vegetal.
Vectorii utilizați sunt similari cu cei din metoda „Shoot-gun”. Transferul ADN la gazdă este făcut cu ajutorul polietilenglicolului și șocurilor electrice scurte. Aceasta este așa-numita electroporare. Selecția protoplaștilor transformați este foarte dificilă cu această metodă.
Pentru a evita posibila rezistență a bacteriilor la antibiotice s-a încercat înlocuirea genei de rezistență cu gena responsabilă pentru producerea izopentiltransferazei, care induce un nou loc de „împușcare” a plantei în vederea transformării.
Sisteme de selecție. Selecția celulelor transformate este realizată cu antibioticele Kanamycin sau Gentamycin și Neomycin. Aceste antibiotice acționează toxic asupra celulelor care nu au suferit transformarea.
2.5. Cum se obțin plantele transgenice
În prima etapă, „genele de interes”, identificate în bănci de gene sau în alte surse, prin metode care aparțin tot biologiei moleculare, sunt folosite pentru realizarea unor „construcții genetice”. Concret, secvenței care codifică i se atașează secvențe de reglare adecvate speciei sau țesutului în care va funcționa. Tot acum, o porțiune din secvența care codifică poate fi sintetizată artificial sau poate fi supusă unor mutații punctiforme. Pentru că ADN pătrunde cu dificultate prin pereții celulelor și se inegrează cu o frecvență scăzută în nucleu, este necesar ca „gena de interes” să fie disponibilă în cantitate mare. Singurul mod de a răspunde acestei cerințe este clonarea (multiplicarea) construcției genetice într-o bacterie. În biologia moleculară, se folosește ăn mod curent în acest scop inofensivul colibacil intestinal Escherichia coli. Cum se procedează? Construcțiile sunt introduse în plasmidele acestei bacterii (mici moleculede ADN de formă circulară, care se pot replice independent; cele utilizate în ingineria genetică posedă gene care le conferă rezistență la antibiotice).în continuare, bacteriile – și, implicit, plasmidele – se multiplică în cantitate mare pe mediul de antibiotic.
În a doua etapă, ADN plasmidial, care conține construcția genetică, se extrage din bacterii și este introdus în celula vegetală fie direct, prin metoda biolistică, fie indirect, cu ajutorul altei bacterii (Agrobacterium tumefaciens). Metoda biolistică constă în bombardarea celulelor cu microproiectile metalice pe care a fost precipitat ADN plasmidial care conține „gena de interes”. Un exemplu de folosire a acestei metode oferă liniile de soia Roundup Ready tolerante la glifosfatul de amoniu (substanța activă a erbicidului Roundup). În acest caz, au fost bombardați embrioni imaturi cu microproiectile învelite în ADN plasmidial ce conținea gena mutantă al cărei produs este o enzimă insensibilă la respectivul principiu activ erbicid.
Cele mai multe plante transgenice au fost obținute însă prin intermediul sistemului Agrobacterium. Bacteriile din genul Agrobacterium oferă, de altfel, și singurul exemplu de inginerie genetică naturală cunoscut până în prezent. Este vorba, de fapt, de o „colonizare genetică”, deoarece aceste bacterii transferă în nucleul celulei vegetale o mică porțiune din acidul dezoxiribonucleic al unei plasmide. O porțiune care conține gene ce determină transformarea celulei infectate în celulă tumorală. Or, prin eliminarea acestor oncogene și asocierea plasmidei astfel „dezarmate” cu o plasmidă ce conține construcția genetică (inclusiv gena de interes) clonată în bacteria Escherichia coli, se obține un vector de transformare foarte eficient pentru speciile dicotiledonate (în condiții naturale, bacteria nu atacă și speciile monocotiledonate).
Indiferent de metoda de transfer utilizată, frecvența de integrare a genelor în genomul celulei vegetale este însă redusă. Din această cauză, „genei de interes” îi este asociată o „genă marker”, care permite selecția celulelor vegetale transformate. Cele mai folosite gene marker selectabile conferă rezistență la un antibiotic sau la un erbicid. Produsul unei asemenea gene este de obicei o enzimă, care inactivează o substanță toxică, care va permite celulelor transformate să supraviețuiască pe un mediu de cultură care conține antibioticul sau erbicidul in cauză și să regenereze (lăstari sau embrioni).
Iată de ce primele plante transgenice comercializate posedă gene care determină rezistență la unele antibiotice, gene devenite faimoase pentru că pe seama lor au fost imaginate cele mai catastrofale scenarii. De exemplu, conform unuia dintre aceste scenarii, s-ar putea produce un transfer al acestor gene de la plantele transgenice folosite in alimentație la bacteriile din intestinul uman sau animal, fapt ce ar face ineficientă o eventuală terapie cu antibiotice. Dar, deși au fost efectuate numeroase teste, nu a putut fi constatat un asemenea transfer. Pe de altă parte, bacterii rezistente la respectivele antibiotice există și în alimentele tradiționale, precum și pe suprafața legumelor și fructelor proaspete. Or, probabilitatea producerii unui transfer de gene este mult mai mare într-o relație bacterie-bacterie decât în relația plantă-bacterie.
Deși este admisă inocuitatea produselor genelor de rezistență, fiind vorba de tipuri de enzime pe care, oricum, le posedă și plantele in mod natural, dezbaterile complexe și pasionale cu privire la riscul producerii unui transfer orizontal al respectivelor gene marker au puține șanse să ducă la un consens științific. Incertitudinile existente au determinat aplicarea „principiului precauției”, conform căruia „absența certitudinilor științifice absolute – la un nivel actual al cunoștințelor științifice și tehnice – nu trebuie să întârzie adoptarea unor măsuri de prevenire a riscului producerii unor daune serioase mediului sau sănătății”. În consecință, sunt în curs de elaborare sisteme alternative de selecție a celulelor sau plantelor transformate. De altfel, chiar reglementările recent aprobate în România prevăd – la articolul 40, alineatul 6 – următoarele: „Comisia Națională pentru Securitate biologică va dispune măsurile necesare pentru ca producătorii autohtoni de organisme modificate genetic să elimine din acestea, până în anul 2002, toate genele marker care conferă rezistență la antibiotice”.
O alternativă la genele marker selectabile constă în utilizarea genelor ai căror produși pot fi identificați vizual: gena bacteriană care codifică b-glucuronidaza – enzimă care, dacă acționează asupra unui substrat specific, generează un pigment albastru (testul GUS) si gena luciferazei de la licurici care este evidentiată prin emisie de lumină.
În sfârșit, în cea de-a III-a etapă se realizează selecția plantelor supuse transformării la care transgena s-a integrat în genom și se exprimă la un nivel adecvat scopului urmărit. Varităților elită care sunt recalcitrante la transformarea genetică li se poate transfera o „genă de interes” prin hibridare sexuată cu un material biologic mai puțin valoros, dar apt pentru acest gen de modificări. Evident, in asemenea cazuri, hibridarea este urmată de mulți ani de selecție.
2.5.1. Prima generație de plante transgenice
În 1986, a fost realizat primul test experimental, în condiții de deplină izolare, al unei plante transgenice. De atunci, au mai fost transformate și testate plante din peste 60 de specii diferite. Dintre țările membre ale OECD (Organizația pentru Cooperare Economică și Dezvoltare), SUA a efectuat cele mai multe teste de câmp ale unor plante transgenice (70,5%). Urmează Canada (11,9%), Franța (4,7%), Belgia (2,0%), Regatul Unit al Marii Britanii și Irlandei de Nord (1,8%), Italia (1,7%), Olanda (1,5%), Spania (1,2%), Japonia (1,2%) și celelalte țări membre (care însumează 3,5% din totalul testelor efectuate) (fig. 1).
Fig.1
Situația testelor de câmp cu plante transgenice în țările membre OECD
Prima cultură comercială a unei plante transgenice a fost realizată în 1992. În continuare, suprafața ocupată d plante transgenice a crescut constant ajungând, în 1999, la 40 de milioane de hectare (fig. 2). În cele două Americi – de Nord si de Sud – pe 30 milioane de hectare au fost cultivate plante tolerante la erbicide și rezistente față de insecte. În schimb în Europa, numai câteva plante transgenice au primit aprobarea pentru introducere în cultură comercială, iar suprafețele pe care acestea sunt cultivate sunt foarte mici.
Fig.2
Suprafața totală cultivată cu plante transgenice (cu excepția Chinei)
În tabelul 2.1, sunt prezentate speciile la care au fost aplicate modificări genetice, caracterele noi, precum și suprafețele ocupate de plante transgenice în culturi comerciale.
Prima generație de plante transgenice include soiuri caracterizate printr-o nouă rezistență la erbicide sau față de insecte și virusuri. Aceste caractere – numite „caractere input” – generează valoare, asigurând creșterea producției prin protejarea culturilor în condițiile renunțării la alte input-uri, mai scumpe și, direct sau indirect, mai nocive.
Tabelul 2.1
Plantele modificate genetic în culturile comerciale
Faptul că buruienile dijmuiesc resursele pedoclimatice, iar omul împarte producția agricolă cu numeroși dăunători și cu patogeni de diferite naturi (virusuri, bacterii, ciuperci) nu mai este de foarte mult timp o noutate. În cazul marilor culturi, între 1/2 și 5/6 din producția mondială realizabilă s-ar pierde în absența oricăror măsuri de protecție. De altfel, în intervalul 1991 – 1993, 42% din producția agricolă potențială a fost pierdută din cauza bolilor, dăunătorilor și buruienilor, chiar în condițiile aplicării metodelor de protecție a culturilor devenite tradiționale (tabel 2.2).
Tabelul 2.2
Originea pierderilor și eficacitatea medie a tratamentelor chimice, la scară mondială, în perioada 1991-1993 la principalele producții agricole
Se apreciază că în următorii 30 – 50 de ani, cea mai mare provocare pentru agricultura mondială va rămâne crșterea recoltelor în condițiile reducerii inputurilor. În prezent, producția agricolă se obține cu o serie de inputuri – îngrășăminte, pesticide, energie, apă – la niveluri nedurabile.
Plantele cu caractere input modificate genetic aflate în cultura comercială
Cele mai importante și binecunoscute plante transgenice aflate deja în cultură comercială sunt soia Roundup Ready, tolerantă la erbicidul glifosfat, și porumbul Bt, rezistent la atacul sfredelitorului (Ostrinia nubilalis); prima ocupă 52% din suprafața globală alocată culturilor de plante transgenice, iar cea de-a doua – 24% (fig. 3).
Fig.3
Suprafața și speciile de plante transgenice cultivate (cu excepția Chinei)
Prima generație de plante transgenice cuprinde linii ce posedă unul sau, cel mult, două caractere noi. Este vorba fie de toleranța la unul sau mai multe erbicide, fie de toleranța la un erbicid asociată cu rezistența la o insectă (de obicei, cea care produce cele mai mari pagube speciei în cauză), fie, în sfîrșit, de androsterilitate, asociată cu rezistența la un erbicid.
Plantele transgenice tolerante la erbicide
Erbicidele sunt molecule chimice care ar trebui să acționeze selectiv, afectând doar buruienile, nu și cultura în care sunt aplicate. În consecință, cele mai multe dintre ele sunt adaptate anumitor culturi. Există însă și „erbicide totale”, care distrug toate speciile vegetale. Erbicide a căror selectivitate este asigurată în prezent doar prin modul de aplicare. Or, unele dintre aceste produse prezintă o serie de avantaje importante:
absența toxicității;
efecte reduse sau nule asupra mediului;
costuri de producție reduse etc.
În consecință, prin inginerie genetică se încearcă extinderea
gamei culturilor în care pot fi folosite erbicide totale și flexibilitatea aplicării tratamentelor, în condițiile eliminării restricțiilor impuse de sensibilitatea speciilor cultivate.
Concret, sunt utilizate două strategii:
modificarea țintei erbicidului, din punct de vedere cantitativ și calitativ;
introducerea în plantele cultivate a unui sistem de degradare a erbicidului.
Erbicidele șikimice, cum este glifosfatul, sunt sistemice totale și au ca țintă o enzimă din calea metabolică ce conduce la sinteza aminoacizilor aromatici. Această cale este prezentă la plante și microorganisme, nu însă și la animale și om. În consecință, o genă mutantă, care să determine sinteza unei enzime insensibile la acțiunea erbicidului, poate fi izolată fie de la bacterii, fie chiar de la plante.
Soia Roundup Ready, tolerantă la glifosfat, posedă o genă transferată de la o bacterie din sol (Agrobacterium sp.). Proteina codificată de această genă este insensibilă la glifosfat și, ca urmare, plantele de soia transformate sintetizează aminoacizi aromatici și în prezența erbicidului. În anul 1999, soia Roundup Ready a fost cultivată pe 21,6 milioane de hectare.
Porumbul Roundup Ready, și el tolerant la glifosfat, posedă o genă izolată de la… porumb, modificată prin mutageneză in vitro și apoi transferată în genomul unei linii utilizate pentru producerea hibrizilor comerciali. Hibrizii Roundup Ready oferă fermierilor o nouă posibilitate de combatere eficientă a buruienilor, cu impact pozitiv asupratehnologiei de cultură a porumbului. În 1999, porumbul tolerant la erbicide a fost cultivat pe 1,7 milioane de hectare.
În culturile de plante transgenice, erbicidul Roundup – care, așa cum probabil ați dedus, are ce substanță activă glifosfatul – poate fi aplicat postemergent, în funcție de necesități. Posibilitatea extinderii utilizării acestui produs are o foarte mare importanță, datorită avantalelor incontestabile pe care le prezintă: combate, practic, toate buruienile, se leagă rapid de sol, este biodegradabil, are o toxicitate extrem de mică pentru mamifere, păsări, pești… În România, Roundup este aprobat pentru utilizare de peste 20 de ani.
A doua strategie a fost aplicată pentru obținerea plantelor transgenice tolerante la fosfinotricin – ingredientul activ al erbicidului glufosinat de amoniu. Fosfinotricinul inhibă o enzimă cheie implicată în procesul de asimilare a azotului, fapt ce determină acumularea unor concentrații letale de amoniac în plantele sensibile, la numai câteva ore după aplicarea erbicidului.
Gene cu care, de exemplu, compania AgrEvo a obținut linii de rapiță (Brassica napus) tolerante la glufosinatul de amoniu cidifică o enzimă care detoxifică fosfinotricinul, transformându-l într-un compus inactiv. Această genă a fost izolată de la o actimomicetă – Streptomyces viridochromogenes – din sol – mediu în care enzima este prezentă, desigur, în stare naturală. De altfel, enzimele de acest tip – numite acetiltransferaze, pentru că transferă grupări acetil – sunt omniprezente în natură. Respectiva genă, pusă sub controlul unui promotor constitutiv, a fost transferată cu ajutorul vectorului Agrobacterium. În 1999, rapița tolerantă la erbicide a fost cultivată pe 3,4 milioane de hectare.
Plante transgenice rezistente la atacul insectelor
Dacă nu s-ar aplica nici o măsură de protecție a culturilor, valoarea pierderilor determinate de insecte s-ar ridica, anual, la 400 de miliarde de dolari. Prin aplicarea tratamentelor cu insecticide și a metodelor alternative de protecție a plantelor, valoarea pierderilor anuale produse de insecte este redusă la „numai” 100 de miliarde de dolari. La care se adaugă însă costurile foarte mari ale măsurilor de protecție…
Primele soiuri transgenice rezistente la atacul unor insecte au fost obținute în 1987. în 1998 – deci după 11 ani – porumbul rezistent la atacul sfredelitorului era cultivat pe 6,7 milioane de hectare, iar bumbacul rezistent la insecte și tolerant la erbicide ocupa 2,5 milioane de hectare.
Rezistența genetică la insecte contribuie la:
reducerea poluării chimice a solului;
protejarea entomofaunei;
eliminarea reziduurilor de insecticide din apă și alimente.
Concret, strategia utilizată pentru obținerea rezistenței culturilor la atacul insectelor presupune transferul la plante de interes economic al unor gene care determină sinteza unor proteine insecticide. Genele pot fi de origine vegetală, animală sau pot proveni de la microorganisme.
În prezent, cel mai frecvent se recurge la genele prezente într-o plasmidă aparținând unei bacterii din sol: Bacillus thuringiensis. În condiții de stres, această bacterie formează un endospor – practic, o unitate de propagare capabilă să reziste în mediul ostil. Pentru construcția peretelui endosporului, „celula mamă” bacteriană sintetizează din abundență o serie de proteine specifice. Surplusul este depozitat sub forma unui corp proteic paracristalin. Odată endosporul constituit, celula mamă se degradează. În acest fel, se eleberează atât sporul, cât și cristalul proteic. În continuare, insectele care se hrănesc pe plantele populate de Bacillus thuringiensis – și, implicit, de formele de rezistență ale acestei bacterii – ingeră și cristalele proteice. Or, în cursul trecerii prin intestinul insectelor sensibile, proteina bacteriană este tăiată în două fragmente, dintre care unul formează un complex cu receptori specifici din membrana epiteliului intestinal. Această interacțiune dintre proteina cristal – numită delta-endotoxină – și molecula receptor duce, în final, la moartea insectei.
Proprietățile insecticide ale proteinelor- cristal produse de Bacillus thuringiensis sunt exploatate de mai multe zeci de ani, cu atât mai mult cu cât efectele letale sunt limitate la insectele sensibile. De altfel, chiar această selectivitate face ca toxina respectivă să fie mai sigură decât insecticidele chimice, care, de multe ori, distrug fără… discriminare, un mare număr de organisme, dintre care multe nu sunt dăunătoare. Totuși, insecticidele biologice pe bază de Bacillus thuringiensis prezintă și două dezavantaje ce nu pot fi neglijate: sunt scumpe și sunt rapid descompuse în condiții de câmp. În consecință, s-a decis introducerea genelor care codifică toxina bacteriană în plantele ce trebuie protejate de atacurile insectelor.
Într-o primă etapă, au fost studiate 40 000 de tulpini de Bacillus thuringiensis, fiins identificate peste 1 000 de toxine diferite. Fiecare toxină identificată are un spectru specific de insecte sensibile, altfel spus, de insecte care posedă, la nivelul intestinului, receptorul corespunzător. Menționăm că vertebratele – printre care, desigur, și omul – nu posedă receptori pentru proteinele Bacillus thuringiensis.
Genele Bacillus thuringiensis active împotriva unor Lepidoptere (cry 1, cry 2, cry b și cry Q, unde cry = crystal) și unor Coleoptere (cry 3) au fost transferate la peste 26 de specii de mono- și dicotiledonate cultivate. Optimizarea secvențelor transgenelor și alegerea unor promotori adecvați a permis obținerea unor efecte insecticide absolut spectaculoase.
Compania Monsanto a creat linia de porumb YieldgardMD rezistentă la atacul larvelor fluturelui Ostrinia nubilalis (sfredelitorul porumbului) – o linie ce sintetizează endotoxina Cry I A (b), activă asupra câtorva lepidoptere. Pentru aceasta, a fost construită o genă sintetică în proporție de 65%, capabilă să se exprime la un nivel maxim în plantele de porumb. Această genă, care codifică o proteină asemănătoare proteinei cristaline sintetizate de o tulpină a bacteriei Bacillus thuringiensis var. kurstaki, a fost atașată unui promotor constitutiv puternic și a fost introdusă în celula vegetală prin metoda biolistcă (bombardament cu microproiectile).
Principalii dăunători ai bumbacului sunt tot niște Lepidoptere, ale căror larve vătămează capsulele, determinând pierderi mari de recoltă. Aceste larve sunt toate sensibile la o proteină insecticid specifică – Cry 1 A (c) – produsă de o altă tulpină de Bacillus thuringiensis. În consecință, specialiștii firmei Monsanto au transferat gena care codifică respectiva proteină la o linie de bumbac, denumită BollgardR. Rezultatul: larvele care se grănesc pe plante aparținând acestei linii mor într-un interval de timp foarte scurt. Evident, cultivarea liniei BollgardR a permis renunțarea la anumite tratamente, menite să distrugă viermii capsulelor, și, implicit, reducerea cantității totale de insecticide aplicate în câmpurile de bumbac. Comercializat pentru prima dată în 1996, bumbacul BollgardR a fost cultivat în 1999 pe 3,7 milioane de hectare.
Compania Novartis a obținut hibridul de porumb Furio CB, rezistent la sfredelitor și tolerant față de glufosinatul de amoniu, prin tansformarea genetică a uneia din liniile parentale. Sursele de transgene: Bacillus thuringiensis și Streptomyces hygroscopicus – două bacterii absolut nepatogene pentru om, animale și plante, care, conform Directivelor Comunității Europene în domeniu, aparțin clasei cu cel mai înalt grad de securitate. Procedeul de transfer: metoda biolistică.
Rezistența la atacul lepidopterului Ostrinia nubilalis este conferită de prezența în genomul porumbului a două copii sintetice ale genei Cry I A (b), cu promotori care le conferă o expresie țesut specifică. Gena sintetică codifică primii 648 de aminoacizi ai proteinei cristal produse de Bacillus thuringiensis. Deși trunchiată, această formă are aceeași acțiune insecticidă ca șo produsul natural. Gena a fost modificată pentru a i se amplifica expresia în porumb (prin înlocuirea codonilor sinonimi din secvența de ADN bacterian cu codonii utilizați mai frecvent la monocotiledonate).
Promotorii atașați celor două copii asigură expresia specifică a genei în frunze și în polen; expresia în frunze face ca porumbul să fie rezistent la atacul primei generații de larve, iar expresia în polen asigură protecția împotriva celei de a doua generații de larve.
Toleranța la glufosinatul de amoniu a fost folosită, desigur, și pentru selecția celulelor transformate, din care au regenerat plante transgenice.
2.5.2. A doua generație de plante transgenice
Prin modificare genetică, pot fi obținute nu numai plante care cresc mai bine (caractere input), ci și produse vegetale cu însușiri nutritive ameliorate (caractere output). De altfel, se anticipează că cea mai mare valoare potențială adăugată plantelor de cultură transgenice rezidă în modificările produselor finite. Iată câteva exemple de asemenea modificări, încheiate sau aflate încă în curs de realizare: modificări ale conținutului de amidon, proteine, uleiuri și zaharuri; modificarea însușirilor de panificație (la grâu); creșterea duratei de păstrare a fructelor; sporirea conținutului de β-caroten, pentru corectarea deficitului de vitamină A la consumator; ameliorarea digestibilității nutrețurilor și furajelor. Câțiva dintre componenții acestei generații au ajuns deja pe piață.
Tomatele la care a fost modificat procesul de coacere a fructelor
Tomatele comercializate în stare proaspătă sub numele FLAVR SAVRR sunt primul produs alimentar recoltat de pe plante transgenice care a fost aprobat pentru consum.
În general, tomatele sunt culese când sunt încă necoapte și tari – stadiu pe care cultivatorii îl numesc „matur-verde”. Coacerea este indusă după ajungerea la destinație, printr-un tratament cu etilenă (hormon natural implicat în coacerea fructelor). Din păcate, din cauza recoltării timpurii, aceste tomate nu au aromele și gustul celor maturate pe plantă. Evident, o recoltare ceva mai târzie ar ameliora considerabil calitatea tomatelor proaspete. În consecință, s-a procedat la modificarea genetică, în sensul păstrării consistenței după cules, fapt ce face posibilă nu numai recoltarea într-un stadiu de dezvoltare mai avansat, când s-au acumulat și aromele specifice, ci și reducerea pierderilor determinate de zdrobirea în timpul transportului.
Pentru modificarea procesului de coacere al tomatelor, au fost aplicate două strategii. Prima a fost concepută pornind de la faptul că înmuierea fructelor, în general, se produce atunci când pereții celulelor sunt degradați de enzime specifice; două dintre aceste enzime au fost identificate și la tomate. Prin strategia ARN antisens, cercetători de la Calgene, din Davis (California), au blocat sinteza uneia dintre ele – poligalacturonaza (PG) – și, ca urmare, procesul de degradare a pereților celulari a fost întârziat, iar fructele și-au fermitatea mai mult timp.
A doua strategie se bazează pe faptul că, într-o anumită fază a dezvoltării lor, fructele produc etilenă – hormonul menționat mai sus, care declanșează și accelerează procesul de coacere. Evident, dacă se suprimă sinteza acestui hormon – sinteză în care sunt implicate tot două enzime (fig. 4) – întregul proces de coacere este întârziat. Or, și sinteza etilenei poate fi blocată prin aplicarea tehnologiei ARN antisens. Mai precis, se folosesc genele care codifică una sau alta dintre cele două enzime implicate în sinteza acestui hormon, dar orientate în sens invers. Transferate la tomate, aceste transgene antisens determină reducerea cu 95% a cantității de etilenă sintetizate și prelungirea duratei coacerii de la una la patru săptămâni.
Același rezultat a fost obținut de cercetătorii Companiei Monsanto, dar printr-un alt procedeu. Ei au transferat la tomate o genă bacteriană care codifică o enzimă ce degradează ACC pe măsură ce acesta se formează. În acest fel, sinteza etilenei este blocată și coacerea fructelor este întârziată. Or, fructele care se coc mai încet pot fi lăsate pe plantă mai mult timp. Ele pot fi recoltate când încep să se înroșească, urmând să fie transportate și să ajungă în magazine cu o săptămână înainte de a deveni complet moi sau roșii.
Figura 4
Enzimele implicate în sinteza etilenei
Metionină acid ciclopropancarboxilic etilenă
ACC sintază ACC oxidază
Foarte multe proiecte de transformare genetică vizează obiective urmărite și prin programele de ameliorare prin metode clasice: recoltarea și prelucrarea produselor agricole cu mai multă ușurință și cu costuri mai reduse. Pe de altă parte, mulți consumatori sunt dispuși să plătească prețuri mai mari pentru un aspect comercial deosebit sau pentru facilități în prepararea hranei decât pentru valoarea nutritivă și întrucât întotdeauna culturile trebuie orientate spre obținerea de profituri, se acționează … în consecință.
Tomatele constituie, de asemenea, materia primă pentru o industrie de multe miliarde de dolari, care produce Ketchup, supe, paste, sosuri, conserve etc. toate acestea se obțin din varietăți special create pentru industrializare. Totuși, 95% din fruct este apă, care trebuie parțial eliminată în procesul prelucrării. Ca urmare a acestui fapt, o parte din prețul produselor de bază de tomate este reprezentată de costul eliminării apei. Creșterea ponderii substanțelor solide solubile (în principal, zaharuri, acizi organici și compuși aromatici) în fruct cu numai un procent – 5% la 6% – ar permite economisirea în industria tomatelor din SUA a nu mai puțin de 75 de milioane de dolari anual. Evident, și acest obiectiv a fost atins tot prin modificare genetică, adoptându-se diferite strategii.
Sinteza de noi amidonuri
Deși amidonul este prezent în întreaga lume vegetală, sunt exploatate industrial doar câteva surse: porumbul, cartoful, grâul, maniocul și orezul. Producția europeană se ridică la 10 milioane tone, iar cea mondială la 35 milioane tone. 60% din amidonul produs provine din porumb, 25% – din grâu și 15% – din cartof. O treime din produse sunt naturale, iar două treimi sunt derivate, dintre care 20% – amidonuri modificate și 55% – zaharuri. Există deja numeroase brevete referitoare la aplicații ale amidonului modificat prin transgeneză.
În SUA, cartofii se consumă sub formă de „chips” sau cartofi franțuzești prăjiți. Pentru a putea fi folosiți în acest scop ei trebuie să conțină amidon în proporție de 25%. Un conținut mai mic – de exemplu, 21-22% – impune evaporarea unei cantități mari de apă, fapt ce duce la absorbția grăsimilor în timpul preparării. Recurgând la o genă bacteriană, cercetătorii de la Monsanto au reușit să sporească conținutul de amidon al tuberculilor de cartof de la 22% la 25%.
Amidonul, glucid puternic polimerizat are doi constituenți esențiali: amiloza și amilopectina. Diferențele de structură moleculară le conferă acestora și proprietăți reologice foarte diferite, care sunt exploatate în industria agroalimentară: amiloza formează ușor geluri, în timp ce amilopectina, raportul amiloză/amilopectină variind între 20/80 și 30/70. Având în vedere faptul că amiloza prezintă avantajul de a nu flocula la solubilizare, în prezent se încearcă „răsturnarea” acestui raport prin inginerie genetică.
Sinteza unor glucide noi, de interes industrial
Metabolismul plantelor poate fi deturnat în sensul sintetizării unor molecule de interes pentru industrie prin introducerea unor noi echipamente enzimatice. O strategie de acest tip a fost aplicată pentru sinteza unor oligozaharide – ciclodextrinele. Acestea au o structură care le conferă capacități de absorbție utilizate în farmacie, în agrochimie sau în industria agroalimentară, pentru stabilizarea parfumurilor și aromelor, pentru complexarea produșilor cu eliberare treptată, ca și pentru extragerea unor substanțe speciale (cafeină, colesterol) din amestecuri. De exemplu, o genă izolată de la o bacterie a fost introdusă în genomul cartofului și a determinat sinteza enzimei ce condiționează formarea ciclodextrinelor în tuberculi. Evident, această tentativă reușită atestă viabilitatea conceptului și deschide calea spre alte încercări de a produce, cu ajutorul plantelor, molecule cu mare valoare adăugată, derivate din amidon.
În tabelul 2.3 sunt prezentate o serie de „caractere output” la care se lucrează, precum și stadiile în care se află proiectele: laborator, seră sau teste de câmp. Modificările urmărite sunt utile, în primul rând, țărilor în curs de dezvoltare.
Una dintre cele mai spectaculoase realizări aparține Institutului Federal de Tehnologie din Zürich. Este vorba de un soi de orez cu bobul galben care, ca urmare a modificării genetice, conține, în semințe, vitamina A și fier. Desigur, această realizare este extrem de interesantă mai ales pentru populația săracă malnutrită. Foarte semnificativ, de altfel, este faptul că această extraordinară realizare nu a avut nici un ecou în mediile de informare. În schimb, atunci când s-a anunțat că larvele unui fluture sunt afectate, în condiții strict experimentale, de o plantă modificată genetic, nereprezentativă pentru condițiile naturale, „povestea” a fost considerată „o dovadă certă a faptului că ingineria genetică provoacă daune incurabile biodiversității” …
Cercetări de inginerie genetică utile pentru țările în curs de dezvoltare
Tabelul 2.3
Deoarece trăim într-o lume cu sisteme sociale eterogene, cu o multitudine de judecăți de valoare și, mai ales, dominată de numeroase interese, sunt de așteptat evaluări diferite. Pe de o parte, utilizarea biotehnologiei duce la obținerea unor beneficii clare, semnificative, ce se traduc printr-o productivitate mai mare a culturilor, prin anumite însușiri, deosebit de interesante, ale produselor și, nu în ultimul rând, printr-o durabilitate a mediului semnificativ sporită. Pe de altă parte, prin aplicațiile sale, ingineria genetică implică și o serie de riscuri economice, sociale și ecologice. Dar, trebuie reținut faptul că aceste riscuri nu sunt o consecință a tehnologiei per se.
Dar să revenim la orezul creat de elvețieni. Se știe că β-carotenul este un pigment necesar pentru fotosinteză, sintetizat în țesuturile verzi ale tuturor plantelor, deci și ale orezului, dar nu și în țesuturile nefotosintetizatoare, cum sunt cele ale semințelor. Pe de altă parte, se estimează că, în întreaga lume, peste 124 milioane de copii sunt deficienți în vitamina A. Ce s-ar realiza printr-un aport de vitamina A în dietă? S-ar preveni, anual, moartea a 1,3-2,5 milioane de copii mici și de vârstă preșcolară. Or, orezul galben auriu sintetizează β-caroten și în semințe, deoarece în genomul său sunt incluse trei gene care codifică enzimele cheie ale biosintezei acestui pigment.
O altă problemă acută de nutriție este deficitul de fier în organism, care afectează 30% din populația globului. Soluția: în același orez, a fost introdusă și o genă, izolată de la soia, care codifică feritină – o proteină ce stochează fierul. Funcționarea acestei gene, pusă sub controlul unui promotor cu „expresie sămânță specifică”, a făcut să crească de trei ori nivelul fierului în bobul de orez. În cadrul unui alt proiect a fost obținută sfecla de zahăr transgenică ce produce fructan, un „îndulcitor necaloric”. De asemenea, la o serie de plante producătoare de fructe și legume au fost introduse gene care codifică proteine dulci – monelina, mabilina și taumatina – pentru ameliorarea palatabilității produselor.
Alte proiecte interesante pentru industrie:
plante transgenice de plop, eucalipt ș.a. producătoare de biomasă pentru obținerea etanolului;
plante transgenice cu lignina modificată pentru fabricarea hârtiei;
plante de rapiță modificate pentru a produce un …material plastic biodegradabil (polimerul respectiv a fost „exprimat” și în lumenul fibrelor de bumbac).
Dintre plantele care nu se cultivă pentru hrană, bumbacul rămâne cazul cel mai interesant în privința aplicațiilor ingineriei genetice. În afara soiurilor rezistente la insecte și erbicide (obiectiv impus de faptul că aproximativ 40% din cantitatea totală de pesticide consumate se aplică la această specie), cultivate deja pe suprafețe mari în SUA, sunt în curs de obținere:
linii care sintetizează melanină, pentru culoarea neagră, în lumenul fibrei, prin expresia unor transgene sub controlul unor promotori de fibră specifici;
linii care sintetizează, tot în lumenul fibrei, un miez de material plastic.
Scopurile finale ale acestor transformări sunt evidente: renunțarea la operțiunea de colorare a fibrelor, costisitoare și poluantă, și ameliorarea propietăților termice.
Tot pentru ameliorarea calității hainelor, în plantele furajere se introduc gene care codifică proteine cu sulf, menite să amelioreze calitatea lânii oilor.
Plantele ornamentale modificate genetic sunt pe piață încă din 1996: o garoafă mov – MoondustTM – obținută prin introducerea genelor ce codifică pigmenții corespunzători într-un soi cu flori albe, precum și o garoafă ce poate fi păstrată tăiată, în vază, timp relativ îndelungat. De altfel, în curând, piața va fi inundată de plante ornamentale cu culoarea florilor modificată.
Un interes aparte prezintă plantele modificate genetic pentru a fi folosite ca „instrumente de bioremediere”, adică de decontaminare a terenurilor poluate natural sau contaminate ca urmare a unor activități ale omului. Iată numai câteva exemple de asemenea plante: plopul galben care posedă două gene bacteriene ce-i permit să convertească mercurul ionic și metilmercurul în mercur volatil; muștarul cu toleranță sporită la cadmiu; tutunul care posedă enzime ce degradează hidrocarburile poluante; arborii care supraexprimă nitratreductaza, eliminând oxizii de azot ce se acumulează în marile aglomerări urbane.
2.5.3 A treia generație de plante transgenice
Plantele – biofabrici care produc molecule specifice
Producerea de molecule terapeutice sau vaccinuri de către plantele transgenice prezintă o serie de avantaje:
producția de materie vegetală este relativ ușoară și ieftină;
vaccinurile obținute pot fi păstrate la temperatura mediului ambiant, în „ambalajul lor natural” (fructe, rizomi, tuberculi);
riscurile contaminărilor virale sau bacteriene asociate utilizării vaccinurilor produse pornind de la țesuturi umane sau animale sunt eliminate.
În prezent, sunt în studiu o serie de „plante vaccinuri” destinate animalelor domestice sau de crescătorie. De exemplu, Societatea britanică Axis Genetics a pus la punct tehnologia EpicoatR , care utilizează un virus ca vector pentru introducerea unei antigene în plantă. Prima aplicație de acest gen – virusul himeră purtător al antigenei parvovirusului, produsă de plante transgenice – a protejat deja nurci infectate cu parvovirusul de tip sălbatic.
O altă societatea specializată în domeniul ingineriei genetice – ProdiGene – speră să comercializeze în următorii doi ani porumb transgenic care exprimă o antigenă a virusului gastroenteritei porcine, pentru a evita epidemiile care decimează, an de an, efectivele de porci.
Primul vaccin comestibil pentru om a apărut în 1995. Este vorba de cartoful crud, care conține o enterotoxină termolabilă codificată de o genă transferată de la bacteria Escherichia coli. În prezent, acest cartof, ca și salata care „vaccinează” contra hepatitei B, obținută ulterior, se află în teste clinice. De asemenea, a fost testat, cu succes pe șoareci, cartoful transgenic care imunizează împotriva holerei.
Compușii farmaceutici activi produși în plante transgenice
Tabelul 2.4
O altă aplicație de mare interes a ingineriei genetice constă în producerea unor enzime farmaceutice active (tabelul 2.4). Cel mai scump medicament din lume este o enzimă umană lizozomală – glucocerebrozida – practic, singurul medicament ce poate fi administrat persoanelor ce suferă de boala lui Gaucher. Perspectiva producerii în plante a acestei enzime – în prezent, extrasă din placenta umană și purificată cu mare dificultate – apare deosebit de atractivă.
Printre primele produse comerciale sintetizate de plante transgenice se numără β-glucoronidaza, codificată de o genă transferată de la Escherichia coli, și avidina – un compus existent în albușul de ou. Aceste două proteine au o pondere notabilă în semințele unei linii de porumb transgenice: 5,7% și respectiv 0,7%. Purificate, ele sunt comercializate de Sigma Chemicals Co. din St.Louis, Missouri (SUA) pentru a fi utilizate în teste de diagnostic.
Produsele transgenice din noua generație vor fi, cu certitudine, de două tipuri:
funcționale, cărora le-a fost îmbogățit conținutul de substanțe specifice utile pentru sănătatea consumatorului (vitamine ș.a.) sau pentru anumite utilizări cu caracter industrial (fibre etc.);
eliberate de compuși toxici sau alergeni.
Posibilitatea utilizării transgenezei pentru diminuarea caracterului alergen al unui aliment a fost demonstrată practic de cercetătorii japonezi. Aceștia „au fabricat” un orez transgenic care sintetizează mai puțină globulină – substanță considerată alergen major.
În decursul îndelungatului proces de ameliorare a plantelor, a existat și o permanentă preocupare pentru modificarea palatabilității. Acest proces poate fi accelerat prin eliminarea compușilor care se știe că au efecte deletorii. Printre cei mai cunoscuți produși din această categorie se numără cofeina. De altfel, pentru produsele fără cofeină există deja o piață uriașă. Pentru a se obține o cafea…transgenică mai săracă în cafeină, s-a recurs, desigur, la tehnologia antisens.
Cele trei generații de plante modificate genetic apărute până acum se suprapun în mare măsură (fig.5). Produsele transformării genetice se deosebesc, totuși, în funcție de complexitatea proceselor metabolice care trebuie modificate. Când se urmărește ameliorarea performanțelor agronomice, este nevoie nu numai de metode eficiente de transfer al genelor, ci și de o bună cunoaștere a căilor metabolice, precum și, desigur, de genele implicate.
Prima generație A doua generație A treia generație
Figura 5
Pentru a rezolva problema genelor, s-a recurs la favorita geneticienilor – Arabidopsis thaliana. Genomul acesteia, constituit din 130 de milioane de perechi de baze, este egal, ca dimensiune, cu un singur cromozom uman și este în curs de secvențializare. Cu acest genom mic, de numai 20 de ori mai mare decât cel al bacteriei E.coli, modesta cruciferă realizează ceea ce fac plantele cu genomuri mult mai mari, adică dezvoltă rădăcină, tulpină, frunze, flori, face fotosinteză, se reproduce etc. Dimensiunile mici ale genomului fac posibilă o izolare mult mai ușoară a genelor decât la alte specii importante din punct de vedere economic. Evident, când funcțiile genelor de A.thaliana sunt cunoscute, lucrurile sunt simple: dacă este vorba de caractere interesante se procedează la realizarea construcțiilor genetice adecvate și la transferul acestora într-o specie de cultură. Dar dacă sunt izolate gene de A.thaliana ale căror roluri sunt necunoscute? Atunci se caută în băncile genetice gene cu structuri omoloage ale căror funcții sunt cunoscute. De exemplu, a fost evidențiată existența unei gene, asemănătoare cu o alta, deja caracterizată, de la drojdia de bere, care codifică o proteină cu funcție de „pompă” de ioni de sodiu. Au fost obținute plante transgenice de A.thaliana care supraexprimau gena și care manifestau o toleranță mai mare la sare decât tipul sălbatic.
Celulele vegetale sunt dotate cu o vacuolă în care se poate acumula excesul de sodiu prin intermediul unor sisteme de pompe membranare specifice. De aici până la obținerea plantelor cultivate capabile să crească pe medii cu exces de sare nu mai este decât un pas. Evident, o parte din materialul experimental aflat acum în fază de laborator sau în seră nu va ajunge niciodată pe piață.
CAPITOLUL III
PLANTELE MODIFICATE GENETIC ȘI MEDIUL
Există voci care susțin că introducerea plantelor modificate genetic în mediu ar putea genera și o serie de efecte nedorite. Ceea ce este cât se poate de corect. Posibilitatea producerii unor astfel de efecte depinde însă de:
planta care a fost modificată (modul de reproducere, modul de fecundare, toleranța la factorii de stres abiotic etc.);
caracterul nou, introdus prin modificare genetică (rezistența la erbicide, patogeni, dăunători, modificarea coținuturilor de ulei, zaharuri, producerea unor vaccinuri etc.);
modul în care este folosită planta modificată genetic (hrana omului și animalelor, materie primă pentru industrie, bioremediere etc.).
Iată și câteva dintre posibilele efecte nedorite:
înmulțirea excesivă, care ar transforma planta modificată genetic într-un invadator al agroecosistemului și chiar al habitatului natural, în ansamblul său;
modificarea ciclurilor biochimice (ciclurile azotului și carbonului);
transferul inoportun al transgenelor la alte plante, cultivate sau din flora spontană, ca urmare a producerii unui „flux genic” prin intermediul polenului transportat de vânt sau de insecte;
influența negativă asupra interacțiunii dintre specii (relațiile pradă-prădător, parazitismul etc.);
impactul direct și neanticipat asupra unor specii neavizate (de exemplu, reducerea resurselor de hrană sau a habitatului de care depinde supraviețuirea altor organisme);
schimbări în dinamica populațiilor datorate transmiterii unui caracter al plantei transgenice modificat neintenționat la specii înrudite din flora spontană (de exemplu, modificarea palatabilității ar putea crea un avantaj selectiv pentru plantele care nu ar mai fi consumate de erbivore).
Unele dintre aceste efecte sunt greu de prevăzut cu acuratețe sau pot deveni evidente numai în timp. Dar, riscul ca ele să se producă există ori de câte ori o nouă varietate este introdusă în cultură, indiferent de modul în care aceasta a fost obținută. Oricum, având în vedere faptul că prin inginerie genetică poate fi realizat un transfer de gene între organisme neînrudite, care nu s-ar putea încrucișa în condiții naturale, în foarte multe țări au fost elaborate o serie de reglementări, în conformitate cu principiul precauției. Concret, solicitarea unui aviz referitor la introducerea deliberată a unei plante transgenice în cultură trebuie însoțit și de un studiu al impactului asupra mediului. Conform anexei 12 la Ordonanța Guvernului României nr.49/2000, scopul acestui studiu constă în identificarea și evaluarea efectelor potențial negative generate de introducerea într-un mediu a organismelor vii modificate genetic asupra biodiversității. Aceeași anexă cuprinde principiile generale și metodologia de evaluare a riscurilor, precum și informațiile pe care solicitantul avizului trebuie să le includă în dosarul tehnic al plantelor transgenice în cauză. Informații referitoare la:
Hjghjdshkfahkfhdkhfkjd
Evaluarea riscului include:
• identificarea efectelor potențial dăunătoare pentru sănătatea omului și pentru mediu, asociate introducerii PMG în agroecosistem;
• estimarea probabilității producerii acestor efecte luând în considerare interacțiunile posibile ale PMG cu celelalte componente ale mediului;
• estimarea consecințelor producerii fiecărui efect dăunător;
• stabilirea nivelului general al riscului;
• adoptarea măsurilor de securitate, verificarea eficienței acestora.
Criteriile de evaluare a riscurilor au o bază științifică și concordă cu efectele potențiale ale introducerii deliberate în mediu a plantelor transformate genetic, enumerate mai sus. Aceste criterii sunt:
posibilitatea ca planta transgenică să se comporte ca o buruiană în agrosistem sau să invadeze habitatele naturale;
posibilitatea producerii unui flux genic (dispersarea transgenelor prin intermediul polenului și al semințelor) care ar putea avea drept consecință transferul transgenelor la speciile sălbatice înrudite, care, devenite foarte competitive ar putea invada agrosistemele și chiar habitatele naturale;
impactul plantei modificate genetic sau al produșilor transgenelor sale asupra organismelor nevizate;
impactul plantei modificate genetic asupra biodiversității.
Plantele au capacități diferite de a domina sau a invada anumite medii și de a dispersa gene în cadrul diverselor populații și specii. În consecință, și impactul lor asupra mediului, după transformarea genetică, va fi diferit. În funcție de mediul primitor (țară, regiune), plantele pot avea un impact mare, mediu sau minim.
Impact mare au plantele rezistente, perene, competitive, cu polenizare liberă, prolifice, cu numeroase „rude” cu care se hibridează și cu o mare capacitate de a coloniza habitate naturale și seminaturale dintre cele mai variate. Exemple: Lolium perene, Populus sp.Logic, acest impact mare se produce însă, numai dacă modificările genetice afectează competitivitatea și comportamentul.
Impact mediu au plantele cu polenizare liberă, prolifice, care hibridează numai cu unele dintre rudele sălbatice și colonizează o gamă limitată de habitate. Exemple: rapița, sfecla de zahăr, ovăzul, orezul.
Impact minim au plantele anuale sau bienale, predominant autogame, care au puține rude cu care se pot hibrida și sunt adaptate la regiunea în care sunt cultivate. Exemple (pentru România): porumbul, soia.
Evident, gradul de impact asupra mediului al unei specii depinde de regiunea în care aceasta este introdusă în cultură. De exemplu, porumbul și cartoful pot fi considerate plante cu impact minim în România. În schimb, în America de Sud și în America Centrală, unde se găsesc centrele lor de diversitate genetică, populate de mai multe rude sălbatice, impactul acestor specii ar putea fi foarte mare.
Impactul transgenelor, care operează prin expresia lor în plantă, este, și el, dependent de mediul primitor și poate fi mare sau mic.
Impact mare asupra mediului au transgenele care ameliorează reproducerea, competitivitatea, invazivitatea și/sau persistența, productivitatea, toleranța la stres biotic (boli, dăunători) și/sau abiotic (secetă etc.). Multe gene de rezistență la boli și dăunători ar putea să inducă efecte asupra speciilor nevizate. Efecte directe, prin intermediul produșilor lor sau efecte indirecte, prin modificarea relațiilor dintre organismele dăunătoare vizate și paraziții/prădătorii acestora. Este deci absolut necesar ca aceste efecte să fie temeinic cunoscute și înțelese înainte de aprobarea introducerii plantelor transgenice în culturi comerciale.
Impact ecologic minim au transgenele care nu antrenează modificări ale competitivității, persistenței etc., nici la planta modificată și nici la alte organisme la care ar putea ajunge prin flux genic. Exemple: transgenele care conferă toleranță la erbicide, și cele care modifică compoziția semințelor (conținut mare de acid lauric, la rapiță, și de amidon, la cartof). Chiar și în cazul acestor transgene cu impact minim, trebuie verificat însă dacă nu cumva determină o creștere a rezistenței la temperaturi scăzute – și, implicit, a capacității de a supraviețui în timpul iernii – sau a perioadei de latență a semințelor în sol.
După cum se poate ușor constata, problema impactului asupra mediului asociat introducerii în cultura comercială a plantelor modificate genetic este foarte complexă. Acceptarea necondiționată a produselor ingineriei genetice este periculoasă. La fel de periculoasă însă este și respingerea de plano a acestor produse, pentru că poate fi sinonimă cu renunțarea, în modul cel mai stupid cu putință, la beneficii considerabile pentru mediu și societate. În consecință, cuvintele de ordine trebuie să fie în această privință luciditate și discernământ.
Anexa 12 la Ordonanța Guvernului României 49/2000, care „…reglementează regimul de obținere, testare, utilizare și comercializare a organismelor modificate genetic prin tehnicile biotehnologiei moderne, precum și a produselor rezultate din acestea”, menționează următoarele principii generale:
evaluarea riscurilor trebuie realizată într-o manieră corectă, științifică și transparentă și poate lua în considerare informațiile științifice și liniile directoare elaborate de organizațiile internaționale relevante;
lipsa cunoștințelor științifice saua consensului științific nu trebuie interpretată neapărat ca indicând un nivel particular de risc, o absență a riscurilor sau un risc acceptabil;
riscurile asociate introducerii organismelor modificate genetic în mediu (…) vor fi analizate comparativ cu riscurile legate de prezența organismelor receptoare nemodificate genetic sau a organismelor parentale în mediul potențial primitor;
evaluarea riscurilor trebuie să fie realizată de la caz la caz; informațiile necesare pot varia în privința conținutului și nivelului de detaliere de la caz la caz, în funcție de organismul modificat genetic analizat, de utilizarea propusă și de mediul potențial primitor.
Plantele de cultură modificate genetic tolerante la erbicide. Studii de caz
Principalul obiectiv al agricultorilor constă în obținerea unor producții mari și de calitate, prin valorificarea deplină a potențialului plantelor cultivate și a resurselor pedoclimatice. Aceasta presupune, nu în ultimul rând și eliminarea concurenței buruienilor. În consecință, erbicidarea a devenit o practică curentă în agricultura convențională, iar toleranța speciilor cultivate la erbicide nu este un caracter nou. De altfel, marea majoritate a erbicidelor sunt selective distrugând numai anumite plante. De exemplu, există erbicide care se folosesc în culturile de cereale, pentru că omoară numai buruieni dicotiledonate. La fel cum altele sunt aplicate doar în cultura speciilor cu frunza lată pentru că distrug doar monocotiledonatele. Cazuri de toleranță a unor specii, cultivate sau sălbatice, la erbicide au apărut uneori în mod spontan, sub presiunea selectivă a tratamentelor. De asemenea, amelioratorii obțin soiuri de plante tolerante la anumite principii active erbicide prin metode care nu implică manipularea genetică (mutageneză, selecție în culturi de țesuturi). Logic, nu este nici un motiv să se creadă că toleranța unor plante la erbicide ar avea un impact mai mic asupra mediului dacă este apărută în mod spontan sau dacă este obținută prin metode de ameliorare mai mult sau mai puțin „clasice” decât atunci când este rezultatul unor manipulări genetice. Și, totuși, numai plantele transgenice sunt supuse unui control riguros, reglementat legislativ.
Plantele de interes economic tolerante la erbicide aflate deja în culturi comerciale pe milioane de hectare, în diverse țări și înregistrate în România, la Institutul de Stat pentru Testare și Înregistrarea Soiurilor (ISTIS) sunt soia Roundup ReadyTM , produsă de Compania Monsanto și hibrizii de porumb Liberty LinkTM, produși de compania Pioneer (tabelul 3.1).
Tabelul 3.1
Aplicațiile pentru testele de câmp la intervalul de trei ani, 1987-1999, în funcție de categoria materialului transgenic
Toate aceste plante sunt tolerante la erbicide – glufosinatul de amoniu și glifosatul – dar construcțiile genetice folosite pentru transformare și, implicit, mecanismul toleranței sunt diferite. Transgena care conferă toleranță la glifosat codifică o enzimă insensibilă la acest principiu activ erbicid. În schimb, toleranța la glufosinatul de amoniu este obținută prin intermediul unei construcții ce codifică o enzimă care modifică erbicidul, inactivându-l.
Soia Roundup ReadyTM și impactul pe care l-ar avea asupra mediului introducerea ei în cultură, în România
Introducerea în cultură a acestui soi ridică probleme: ar putea deveni această plantă o buruiană? Ar putea să invadeze habitatele naturale? Nu, pentru că plantele nemodificate aparținând acestei specii nu sunt buruieni și nici nu au invadat habitatele naturale din România. Iar transgena – conform informațiilor furnizate de compania producătoare și rezultatelor culese prin monitorizarea culturilor în diverse țări – nu a schimbat comportamentul liniei care a făcut obiectul transformării. De altfel, o singură genă, care codifică o enzimă omniprezentă în lumea vie, nu poate transforma o plantă de cultură într-o buruiană. Nu a fost semnalat nici un caz în care o singură mutație să fi transformat o varietate cultivată în buruiană.
S-ar putea transfera transgena, prin polenizare, la plante de soia nemodificate genetic, din culturi învecinate, sau la rude sălbatice? Mai întâi, transferul transgenei la plante de soia nemodificate genetic cultivate pe sole învecinate este puțin probabil, deoarece rata hibridării la această specie autogamă este mai mică de 1%. Pe de altă parte, un transfer al transgenei prin intermediul samulastrei (plante provenite din semințe căzute pe sol înainte sau după recoltare) este improbabil, pentru că semițele de soia nu supraviețuiesc în sol în timpul iernii. Și dacă, totuși, aceste semințe ar supraviețui, plantele rezultate ar fi eliminate prin practicile agronomice specifice. Iar despre un transfer la rude sălbatice nu poate fi vorba pentru că, pur și simplu, în România nu există specii înrudite cu soia.
Ar putea avea cultura liniei Roundup ReadyTM un impact negativ asupra organismelor cu care soia interacționează în mod normal? Nu, pentru că produsul transgenei este o proteină care nu este nici toxică, nici alergenă. În plus, ea este prezentă în toate microorganismele, în toate ciupercile și la toate plantele. Și, ca orice proteină, este termolabilă și rapid degradată enzimatic în stomacul mamiferelor.
Poate avea introducerea în mediu a soiei Roundup ReadyTM repercursiuni asupra biodiversității? Da. Dar favorabile, pentru că glifosatul este un erbicid biodegradabil, deci foarte puțin persistent și, în consecință, nepoluant. Mai mult, pentru că în culturile acestei linii de soia erbicidarea poate fi aplicată postemergent, se poate renunța la unele lucrări ale solului, fapt ce are efecte benefice asupra microflorei și microfaunei. Ca, de altfel, și asupra costurilor de producție.
Ce s-ar întâmpla, însă, dacă ar fi introdus în mediu un hibrid de porumb – plantă alogamă cu polenizare eoliană – la a cărui obținere a fost utilizată o linie parentală în care a fost transferată o genă ce conferă toleranță la un erbicid total (glifosatul sau glufosinatul de amoniu)? Răspunsurile s-ar baza pe informațiile furnizate de notificator – care, în acest caz, s-ar numi Novartis, Monsanto sau Pioneer – și pe datele publicate în literatura științifică.
În primul rând, s-ar putea considera că riscul transformării în buruiană sau al invadării habitatelor naturale nu este mai mare în cazul acestui hibrid decât în cazul actualilor hibrizi comerciali, pentru că transgena nu afectează biologia plantei (modul de reproducere, modul de diseminare etc.). Apoi, este binecunoscut faptul că în România nu există nici o specie înrudită cu porumbul. În consecință, este imposibilă producerea unui flux de gene de la hibrizii toleranți la specii din flora spontană. Desigur, există posibilitatea unui transfer al transgenei la porumbul nemodificat genetic. Transfer care ar putea avea consecințe tehnologice (atunci când producția este destinată consumului) sau agronomice (în cazul producerii de sămânță). În primul caz, fluxul genic nu echivalează cu dispersarea transgenelor, pentru că recolta este destinată consumului. Iar produșii transgenelor sunt total inofensivi pentru organismele care au habitat lanul de porumb sau pentru cele care se hrănesc cu produse derivate. În al doilea caz, faptul că loturile destinate producerii de sămânță sunt izolate (prin amplasarea la cel puțin 200 de metri distanță de orice altă cultură de porumb) exclude transferul transgenei.
Plantele modificate genetic rezistente la atacurile unor insecte. Studii de caz
Varietăți transgenice de porumb, cartof și bumbac rezistente la atacurile unor dăunători ocupă deja suprafețe foarte mari de teren, în culturi comerciale. Rezistența la atacurile insectelor fitofage este obținută prin intermediul unor gene provenite de la Bacillus Thuingiensis (Bt). Construcțiile genetice folosite sunt mărci înregistrate sub diferite denumiri. Exemple: compania Monsanto comercializează porumb Bt sub denumirea YieldGardR , cartof Bt sub denumirea NewLeafR și bumbac Bt sub denumirea BollGardR, compania Pioneer comercializează porumb Bt sub denumirea MaisGardR; compania Novartis comercializează linii de porumb Bt sub denumirea KnockOutR și YieldGardR; compania Dekalb comercializează porumb Bt sub denumirea Bt-XtraTM; compania AgrEvo comercializează porumb Bt sub denumirea StarLinkTM ș.a. Companiile urmăresc o valorificare cât mai largă a construcțiilor genetice pe care le posedă, prin realizarea de varietăți transgenice la cât mai multe specii, în cadrul firmelor producătoare de semințe pe care le controlează sau prin concesionarea licențelor de utilizare unor terțe firme, din cât mai multe țări. Practic, se procedează cam la fel ca în cazul substanțelor active care intră în compoziția produselor fitosanitare. Iar această strategie se manifestă prin înregistrarea construcțiilor genetice sub diferite mărci, ce apar pe toate varietățile transgenice la a căror obținere au fost folosite, așa cum marca „Intel” apare astăzi pe foarte multe calculatoare.
Principalul avantaj al cultivării plantelor rezistente la atacul unor dăunători constă în reducerea consumului de insecticide, benefică atât pentru calitatea producției agricole cât și pentru și pentru conservarea biodiversității. Absolut specifice, endotoxinele Bt nu ar trebui să aibă nici un efect asupra polenizatorilor (bondari, albine) sau altor insecte nevizate (prădători și paraziți ai dăunătorilor) care ajung în culturile plantelor transgenice. Evident, conform principiilor generale care stau la baza studiilor de evaluare a riscurilor generate de introducerea plantelor transgenice în cultură, și acest aspect trebuie verificat de la caz la caz.
Tabelul 3.2
Plantele cultivate rezistente la atacul unor dăunători aprobate pentru introducere deliberată în mediu în România
În România sunt înregistrate la ISTIS și au primit aprobarea pentru introducerea deliberată în mediu cartoful NewLeaf, rezistent la atacul gândacului din Colorado, și liniile și hibrizii de porumb MaisGard și YieldGard, rezistente la Ostrinia nubilalis (sfredelitorul porumbului) (tabelul 2.6). Care ar putea fi riscurile pentru mediu asociate introducerii acestor plante în cultură?
În primul rând, așa cum am menționat deja, transferul unei singure gene nu este suficient pentru a face o plantă de cultură atât de competitivă încât să se transforme într-o buruiană sau într-un invadator al habitatelor naturale.
Desigur, un transfer al transgenelor la specii vegetale înrudite din flora spontană ar putea perturba ecosistemul. Mai precis, populațiile rudelor sălbatice ale cartofului și porumbului, ieșite de sub controlul insectelor fitofage, ar crește exploziv. Dar porumbul nu are rude în România. Iar cartoful nu hibridează decât cu speciile de Solanum care tuberizează. Or, nici una dintre celelalte specii de Solanum existente în România nu formează tuberculi.
Principala grijă la evaluarea riscurilor introducerii în cultură a unor plante rezistente la insecte se referă la eventualul impact al proteinei insecticid asupra organismelor nevizate. Ce se întâmplă cu insectele parazite care-și consumă gazdele ce au ingerat proteina insecticid? Sau cu insecte prădătoare care se hrănesc cu larve ale gândacului din Colorado sau ale sfredelitorului porumbului de pe plante transgenice?
Dar cu păsările insectivore? Sau, în sfârșit, cu omul sau cu animalele care mănâncă porumb sau cartof Bt? Nu se întâmplă nimic pentru că nu au receptori specifici pentru proteina insecticid. De altfel, de 40 de ani, fermierii care practică agricultura biologică, aplică, prin stropire, bacteria Bacillus thuringiensis pe plante, ca o alternativă la tratamentele cu insecticide convenționale, fără a fi detectate efecte secundare negative. În schimb, pentru o informare corectă, absolut obiectivă, precizăm că, de exemplu, insecticidele organofosforice, carbamații și piretroidele, care se folosesc în mod obișnuit pentru combaterea gândacului din Colorado, nu sunt specifice, omorând în același timp, fără discriminare, și ceea ce este dăunător, și ceea ce este util, din entomofauna asociată culturilor tratate. Mai mult, organofosforicele și carbamații sunt toxice și pentru pești, păsări și mamifere. Inclusiv pentru om.
Evaluarea toxicității proteinei insecticid asupra organismelor nevizate se face în laborator și în teste de câmp. În laborator se hrănesc insecte utile cu proteina insecticid purificată sau cu preparate proteice extrase din plante transgenice. În testele de câmp se studiază populațiile de insecte din culturile de plante transgenice, comparativ, atât din punct de vedere cantitativ cât și ca distribuție taxonomică, cu entomofauna din culturile unor plante netransformate, în care se aplică tratamente cu insecticide convenționale (chimice). Pentru eliminarea oricăror suspiciuni, aceste studii sunt efectuate atât de specialiștii companiei producătoare a plantei transgenice cât și de specialiștii din instituții independente.
Conform legislației în domeniu, în cazurile în care există unele incertitudini, trebuie procedat la implementarea unei strategii corespunzătoare de management al riscurilor și/sau la monitorizarea organismului modificat în mediul primitor. Monitorizarea poate consta într-o simplă observare sau într-un amplu program de cercetare realizat de utilizator, de autoritatea competentă sau de o instituție independentă. De exemplu, dacă este vorba de introducerea în cultură a plantelor transgenice care sintetizează proteine insecticid, monitorizarea vizează eventuala apariție a unor populații de dăunători rezistenți.
În România, compania Monsanto a inițiat un amplu program de studii al impactului tehnic, economic, ecologic și toxicologic al introducerii în cultură a soiei tolerante la glifosat precum și a cartofului rezistent la atacul gândacului din Colorado.
CAPITOLUL IV
PLANTELE MODIFICATE GENETIC ȘI AGRICULTURA
Toate varietățile de plante cultivate pot fi considerate „nenaturale” deoarece existența lor este condiționată de om. Câte dintre ele mai seamănă cu strămoșii lor? De altfel, ar fi putut acești strămoși să hrănească o omenire într-o continuă creștere? Încă de la începuturile agriculturii, omul a intervenit – mai întâi empiric, apoi științific – în evoluția speciilor. Porumbul, grâul, floarea-soarelui, conopida, căpșunul, mărul sunt numai câteva dintre numeroasele specii de interes economic care nu mai pot supraviețui în condiții naturale fără a fi protejate de om. La fel de numeroase sunt și speciile de plante ornamentale, create de om pentru plăcerea lui.
Ținând cont de această realitate, producerea plantelor transgenice poate fi considerată o extensie a capacității noastre de a manipula speciile de plante cultivate, de care depinde însăși existența noastră sau care ne înfrumusețează viața. În prezent, din totalul testelor de câmp aplicate unor plante modificate genetic, 38% au ca obiect linii de porumb, 13% – linii de Brassica sp., 12% – soiuri de cartof, 10% – soiuri de tomate, 9% – soiuri de soia, 7% – soiuri de bumbac, 5% – soiuri de tutun, 4% – soiuri de sfeclă și 4% – soiuri aparținând altor specii.
Avizele referitoare la comercializarea plantelor transgenice și a produselor derivate din acestea se bazează pe evaluarea impactului respectivelor plante și produse asupra mediului, ca și asupra sănătății oamenilor și animalelor. Aceste avize se obțin conform unor reglementări elaborate prin eforturile depuse timp de peste 20 de ani de experți guvernamentali, de organizații internaționale guvernamentale și neguvernamentale, de specialiști din academii și de asociații industriale. În consecință, deși agențiile și comisiile de avizare constituite în diferite țări recurg la instrumente legale diferite, scopurile reglementării utilizării organismelor modificate genetic și a produselor acestora, ca și procedeele aplicate și informațiile solicitate pentru evaluarea riscurilor legate de această utilizare sunt extrem de asemănătoare.
Tabelul 4.1
Speciile de plante transgenice cu caractere noi aprobate pentru
cultura comercială de către cel puțin o agenție de reglementare (în țările membre ale OECD)
Plantele transgenice care au primit aviz favorabil pentru a fi cultivate, precum și produsele unor asemenea plante a căror utilizare pentru hrana omului sau animalelor a fost aprobată de cel puțin o agenție de reglementare sunt prezentate în tabelul 7. Majoritatea țărilor cultivatoare de organisme modificate genetic se află în cele două Americi – de Nord și de Sud. În țările în curs de dezvoltare aceste plante ocupă doar 15% din suprafața agricolă totală; cele mai mari suprafețe pe care sunt practicate culturi de plante transgenice se găsesc în Argentina, China, Mexic și Africa de Sud.
Aproape toate produsele plantelor care au fost transformate prin inginerie genetică se găsesc în prezent pe piețele țarilor industrializate. Cauza: investițiile substanțiale făcute în cercetare și dezvoltare în domeniul biotehnologiei pot fi recuperate aici și nu în țările sărace.
Aplicarea biotehnologiilor în agricultură este dominată, în țările dezvoltate, de noile companii de „Știință a vieții”, mai ales de cele șase mari „multinaționale”: Astra-Zeneca, Aventis, Doe Agrosciences, Monsanto, Novartis și Pioneer.
Crearea și introducerea în cultură a plantelor modificate genetic necesită investiții foarte mari, inclusiv de timp. Deosebit de elocvent este în acest sens exemplul oferit de compania Monsanto:
inițierea lucrărilor de cercetare și dezvoltare – 1980;
obținerea primelor plante modificate genetic – 1983;
debutul programului de transfer la unitățile comerciale – 1985;
realizarea primelor teste de câmp – 1987;
demonstrarea performanțelor comerciale -1 993;
înaintarea primelor solicitări de aprobare a introducerii în cultura comercială – 1993;
obținerea primelor aprobări de comercializare -1995;
introducerea pe piață a primului produs – 1996.
Tabelul 4.2
Aplicațiile pentru testele de câmp la intervalul de trei ani, 1987-1999, în funcție de categoria materialului transgenic
În 1998, compania era prezentă pe piață cu 10 produse modificate genetic. Numai în intervalul 1987-1999 au fost efectuate, în 45 de țări, peste 25.000 teste de câmp având ca obiect 60 de plante modificate genetic, produse de Monsanto din diferite specii (tabelul 4.2). Iată și frecvența diferitelor însușiri dobândite de diverse plante prin transformare genetică:
toleranța la erbicide – 29,0%;
rezistența la atacurile insectelor – 24,1%;
calitatea producției – 21,3%;
rezistența la virusuri – 10,1%;
rezistența la ciuperci parazite – 4,1%;
proprietăți agronomice – 4,1%;
altele – 7,3%.
În 1998, plante transgenice de soia, porumb, bumbac, rapiță și cartof produse de compania Monsanto erau cultivate în 7 țări, pe circa 20.250.000 de hectare.
Avantajele transformării genetice pentru ameliorare
O mare precizie și economie de timp
Pentru creatorii de soiuri, transformarea genetică nu este decât o nouă metodă de lucru, care vine în continuarea practicilor de ameliorare clasică. Această metodă permite însă să se meargă mult mai departe față de ceea ce s-a reușit până în prezent în lărgirea „surselor de biodiversitate” ce pot fi explorate în căutarea unor caractere interesante. În fond, tehnicile ingineriei genetice fac posibil transferul unei gene ce conferă o însușire importantă de la orice formă de viață existentă pe Terra, nu numai de la plantele cu care specia cultivată care face obiectul ameliorării se poate hibrida sexuat. De asemenea, tot prin aceste tehnici, într-o varietate performantă, dar care are un anumit – să-l numim- defect, se poate introduce numai gena corectoare, fără nimic altceva (fig.16). Or, această precizie atrage după sine și un câștig considerabil de timp.
Ameliorarea calității
Transformarea genetică poate ameliora mult calitatea produselor agricole prin modificări biochimice, fiziologice și structurale. De exemplu, inactivarea enzimelor care degradează pereții celulelor asigură o mai bună conservare a fructelor. Plopul și eucaliptul transformate pentru biosinteza ligninelor furnizează o materie primă superioară pentru fabricarea hârtiei. Modificate genetic, o serie de plante oleaginoase produc uleiuri destinate industriei (lubrifianți, detergenți), iar unele plante cultivate pentru fibre produc…mase plastice. În prezent, se lucrează la porumb pentru reducerea conținutului de lignină – substanță care nu este digerată de animale – în vederea ameliorării „silozului”. Și lista exemplelor ar putea, desigur, continua.
Avantajele transformării genetice cu caracter tehnico-economic
Eficientizarea producției agricole
Obținerea plantelor rezistente la erbicide, patogeni și dăunători permite renunțarea la tratamentele chimice aplicate în mod obișnuit pentru protecția culturilor. Evident, această renunțare diminuează atât cheltuielile de producție cât și poluarea.
Pentru a fi corect evaluat, aportul ingineriei genetice în acest domeniu ar trebui comparat cu aportul metodelor utilizate în prezent pentru protecția culturilor. Deocamdată există însă puține studii independente pe tema beneficiilor pentru agricultură datorate cultivării plantelor transgenice, din prima generație, probabil din cauză că acestea au fost introduse în cultura comercială abia din anul 1995, într-un număr limitat de țări. Unul dintre aceste studii a fost realizat la bumbac – specie notorie pentru cantitățile mari de pesticide necesare pentru protecția sa. Iată, pe scurt, concluziile: în 1998, înlocuind pe un milion de hectare soiurile de bumbac consacrate cu bumbac Bt, fermierii americani au obținut, în condițiile reducerii consumului de pesticide cu 450.000 kg, un spor de producție de 39.000.000 de kg și un câștig suplimentar de 92 milioane de dolari. Cu alte cuvinte, cultivarea bumbacului transgenic a făcut posibilă obținerea unor venituri mai mari cu cheltuieli mai mici și a avut efecte benefice asupra mediului.
Să ne imaginăm ce se întâmplă cu cartoful tratat cu insecticide chimice pentru combaterea gândacului din Colorado, principalul său dăunător. Tratat până se albește solul, respectivul gândac este un inamic redutabil dar care totuși trebuie ucis cu orice preț. Iar prețul îl plătim, într-un fel sau altul, cu toții, producători și consumatori deopotrivă. Rezultatele unor analize comparative referitoare la reziduurile de pesticide din tuberculii unor cartofi Bt (transgenici)- evident, netratați – și din tuberculi proveniți de la plante netransformate, înclină balanța în favoarea celor transgenici. În plus, fiind atât de specifică, proteina insecticidă Bt nu perturbă deloc înmulțirea populațiilor de insecte utile, printre care albinele, dar și a speciilor care distrug afidele ce transmit viroze – boli grave, cu consecințe economice majore și mai ales imposibil de combătut.
Interesul pentru reducerea pierderilor de producție este major mai ales în țările în curs de dezvoltare, care dispun de suprafețe agricole reduse/cap de locuitor și unde malnutriția, dacă nu chiar foamea se află la ordinea zilei. Aici problemele se pun cu totul altfel decât în țările dezvoltate, unde mâncarea abundă iar statul impune limitarea producțiilor și îi premiază pe agricultorii care scot din circuitul agricol suprafețe considerabile de teren. În țările mai mult sau mai puțin sărace, cultivarea unor plante transgenice ar face posibilă creșterea recoltelor fără aplicarea tratamentelor cu pesticide, costisitoare și poluante. Și – fapt cel puțin la fel de important – fără a extinde suprafețele agricole în detrimentul pădurilor – o acțiune ce duce, peste tot, la erodarea solului, iar pe pante și la alunecări de teren cu consecințe dramatice din toate punctele de vedere.
Ameliorarea capacității de producție a speciilor de interes economic chiar și în condiții dificile
Posibilitatea de a introduce în plantele de cultură gene care conferă rezistență la secetă, la excesul de umiditate sau la metale grele permite valorificarea, prin producții agricole, inclusiv a terenurilor ocupate în prezent de o vegetație săracă, compusă din câteva specii spontane lipsite de orice interes economic. De exemplu, cercetătorii mexicani au transferat la porumb și orez gene care conferă toleranță la concentrații mari de aluminiu (element prezent în cantități mari în multe soluri tropicale), iar în India au fost introduse în plante de orez două gene care le fac tolerante la submersie prelungită.
Ameliorarea capacității de producție este percepută de unii consumatori din țările dezvoltate, confruntați cu o supraproducție agricolă, ca inutilă sau chiar dăunătoare.
Dar ea ar putea fi deosebit de utilă chiar și în aceste țări pentru că ar face posibilă obținerea unor recolte mari cu consumuri mai mici de produse chimice, de resurse naturale (teren, apă), altfel spus, în condițiile diminuării costurilor de producție și adoptării unei conduite moderate în relația cu mediul înconjurător.
Posibilități, practic nelimitate, de diversificare a producției agricole
Ingineria genetică ar putea oferi agriculturii șansa de a crea noi produse, prin intermediul plantelor transgenice. De exemplu, molecule farmaceutice. Sau produse cu compoziție modificată, adecvate anumitor utilizări industriale ori energetice. De asemenea, tot grație ingineriei genetice, ar putea deveni posibilă obținerea pe căi noi a unor substanțe cum sunt vanilia, piretrinele, alcaloizii, îndulcitorii foarte puternici etc. Practic, agricultorii ar putea obține avantaje considerabile orientându-se spre realizarea unor produse sau servicii cu valoare adăugată mare.
CAPITOLUL V
ALIMENTE MODIFICATE GENETIC
5.1 Plantele modificate genetic și alimentația
Temerile față de plantele modificate genetic își au originea, în parte, în climatul de neîncredere pe care îl întrețin mediile de informare, fie pentru a demonstra, o dată în plus, incapacitatea guvernelor și a consilierilor lor de a garanta sănătatea publică, fie pentru a servi interese politice și/sau economice. Dar, dacă în alte cazuri campaniile susținute de mass-media și de diferite grupuri de presiune au pornit de la niște realități, problemele generate de plantele modificate genetic rămân de domeniul ipoteticului. Altfel spus, nu a fost constatat nici un deces sau episod morbid care să poată fi atribuit cu oarecare certitudine consumului de alimente ce conțin plante modificate genetic sau produse ale acestora. Zgomotul – amplificat și de publicarea unor informații incorecte sau, în cel mai bun caz, insuficient fundamentate (vezi cazul „fluturelui monarch”) – este atât de mare încât orice discuție coerentă este practic imposibilă. Pentru unii, orice semn de întrebare referitor la securitatea alimentelor ce conțin plante modificate genetic este considerat manipulare neștiințifică a faptelor, ținând de o fervoare ce urmărește interzicerea oricărei manipulări genetice. Pentru alții, cine prezintă posibilitățile pe care le oferă biotehnologiile se află în solda companiei Monsanto sau altei firme, ori a unei companii guvernamentale.
Riscurile alimentare generate de consumul produselor obținute din plante modificate genetic ar fi reprezentate în primul rând de toxicitatea/alergenitatea produsului transgenic și în al doilea rând de apariția efectelor secundare sau neprevăzute, ca urmare a faptului că transgeneza nu este, cel puțin deocamdată, un procedeu absolut precis sinonim cu actul chirurgical. Noua proteină și/sau metaboliții săi pot de exemplu să interfereze cu alți produși celulari. Mai mult, transgena însăși și promotorul său se inserează la întâmplare în genomul organismului gazdă, fapt ce ar putea întrerupe sau modifica exprimarea genelor învecinate, activând sau, din contră, inactivând căi metabolice nebănuite.
În 1991, FAO și OMS publicau rezultatele unei consultări a experților în privința modului de evaluare a securității alimentelor obținute din OMG. Cu această ocazie, a fost avansat pentru prima dată conceptul „echivalenței substanțiale”, care va fi definit cu mai mare precizie în 1993, de OECD (Organizația pentru Cooperare și Dezvoltare Economică). Conform acestui concept, noul aliment poate fi considerat sigur dacă rezultatele analizelor la care este supus nu evidențiază nici o diferență față de omologul său devenit clasic în decursul timpului. În SUA, sistemul de reglementare a securității alimentelor utilizează în mod curent acest concept.
Pentru a evalua echivalența în substanțe, trebuie determinate caracteristicile organismului modificat genetic. Aceasta presupune o bună cunoaștere sub toate aspectele a organismului gazdă: natura sa, istoricul utilizării sale ca aliment, eventuala sa producție de toxine, alergenitatea, compoziția, valoarea nutrițională, eventualul conținut de factori antinutriționali. Mai este absolut necesară o caracterizare precisă a construcției genetice introduse în acest organism, natura modificărilor genetice și structura ADN inserat; mecanismele de reglare, situs-ul și stabilitatea expresiei genei sau genelor introduse; funcționalitatea transgenelor. Apoi trebuie determinate caracteristicile alimentare ale produsului/produselor care rezultă din organismul modificat. În cazul unei plante se urmăresc în special substanțele nutritive caracteristice dar și compușii toxici sau antinutriționali care pot fi prezenți în mod natural. De exemplu, solanina din cartof, factorii antitripsinici din soia, lectinele din fasole.
Evaluarea echivalenței în substanțe poate conduce la trei situații:
echivalența este demonstrată;
există o echivalență în substanțe, cu excepția produselor rezultate din exprimarea genelor în produs (genele de interes direct sau genele marker);
nu există echivalență din cauză că transgena permite producerea în plantă a unei substanțe a cărei inocuitate alimentară este recunoscută, dar care nu a fost sintetizată niciodată de specia gazdă; într-o asemenea situație, nu mai este posibilă nici o comparație, dar nu devine în mod automat obligatorie o evaluare toxicologică completă.
Când există echivalență în substanțe, alimentul nou este considerat la fel de sigur ca și cel tradițional și nu mai este necesară nici o demonstrație a inocuității sale. Această situație survine atunci când modificarea genetică nu vizează producerea unei substanțe noi, ci are ca obiectiv blocarea expresiei unei gene care codifică o proteină. Exemplu: tomatele obținute de Calgene, la care a fost suprimată sinteza enzimei care, degradând pereții celulari, determină înmuierea fructelor.
Când nu există echivalență în substanțe cu un aliment tradițional deoarece transgena codifică un compus a cărui inocuitate este recunoscută, dar care nu a fost sintetizat anterior de planta gazdă, securitatea alimentară trebuie evaluată de la caz la caz
5.2 Aspecte speciale ale organismelor și alimentelor modificate genetic – alergenitatea
O alergie alimentară este o reacție adversă la un aliment sau ingredient netoxic, care implică sistemul imun al organismului în producerea de anticorpi IgE1 antigen-specifici față de substanțe specifice din alimente. Reacțiile alergice pot apărea, virtual, la orice aliment, deși cele mai multe reacții sunt provocate de un număr limitat de alimente.
Reacțiile alergene la alimente se datorează IgE antigen-specific, care apare, în mod obișnuit, în câteva minute, până la câteva ore, după ingerarea alimentelor dăunătoare. Persoanele foarte sensibile pot prezenta o reacție alergică, ca urmare a ingerării unui aliment care conține alergeni, chiar în cantități foarte mici. Reacțiile letale pot apărea la indivizi în urma unor expuneri masive la alimentele alergene.
Aproape toți alergenii alimentari sunt proteine, deși există posibilitatea ca și alți componenți ai alimentului să funcționeze ca haptene. În timp ce culturile agricole, prin care se obțin alimentele de larg consum, conțin zeci de mii de proteine diferite, relativ puține dintre acestea sunt alergene. Distribuția acestor proteine variază în diferite părți ale plantei și poate fi influențată de factori de mediu, precum climatul și stresul la îmbolnăviri.
Dificultățile în prevederea alergenității potențiale a alimentelor obținute din plante, animale și microorganisme modificate genetic, necesită examinarea unui număr de parametri, care sunt comuni mai multor alergeni alimentari. Aceste caracteristici facilitează identificarea produșilor genici în potențiali alergeni, deși este suficient un singur criteriu pentru a confirma prezența sau absența alergenității. Criteriile relevante sunt reprezentate de:
sursa de material genetic transferat: trebuie să existe o precauție particulară dacă sursa acestui material conține alergeni cunoscuți;
greutatea moleculară: cei mai cunoscuți alergeni au greutate moleculară între 10.000 și 40.000;
omologia secvenței: secvența de aminoacizi a mai multor alergeni este deja cunoscută;
stabilitatea la procesare și tratament termic: efectele alergenilor labili în alimente, care sunt gătite prin încălzire sau trec prin procesare înaintea consumului sunt mai puțin îngrijorătoare;
efectul pH-ului și/sau sucurilor gastrice: cei mai mulți alergeni sunt rezistenți la aciditatea gastrică și la proteazele digestive;
prevalența în alimente: pentru noile proteine exprimate, de exemplu, în părțile necomestibile ale plantelor nu există probleme în termeni de alergie alimentară.
În evaluarea produșilor genici, secvența de aminoacizi va fi comparată cu baza de date pentru alergenii cunoscuți, în vederea screening-ului pentru similaritățile secvențelor cu semnificație imunologică. Produșii genici din surse fără istoric alergenic și care nu prezintă identitate cu secvența, având semnificație imunologică alergenă vor fi supuși evaluării fizico-chimice. Dacă un produs genic este găsit a avea caracteristicile genice ale unui alergen, trebuie avut în vedere principiul precauției, iar comisiile de control pot lua în considerare unele acțiuni corespunzătoare.
Reactivii chimici și produșii de testat trebuie să fie disponibili pentru evaluarea potențialului unui produs genic, obținut dintr-un aliment alergen, pentru o sensibilitate individuală la alimentul care a fost sursa acestui produs genic. Astfel, noile proteine produse de gene derivate din alimente alergene ar fi trebuit să fie evaluate primele în cercetările in vitro care utilizează serul de la indivizi considerați sensibili la alimentul care este sursa genei, în scopul identificării transferului de alergeni. Rezultatele echivoce sau negative ale testărilor in vitro trebuie să fie urmărite prin utilizarea testelor intradermice in vivo la subiecții sensibili. Alimentele care nu dau rezultate pozitive la testele in vitro sau in vivo trebuie să fie tratate ca oricare aliment în privința alergenității. Alimentele care au prezentat un alergen transferat de la un organism care a furnizat ADN, nu vor fi aprobate pentru vânzare, în afara cazului în care ele pot clar identificate pe piață, iar această identitate nu trebuie să se piardă în timpul distribuției sau procesării. Etichetarea nu poate fi aplicată în toate situațiile și trebuie să fie luată în considerare problema specifică a consumatorilor care nu pot citi eticheta sau produsele care nu pot fi etichetate.
5.3 Autentificarea produselor alimentare modificate genetic (AMG) și metode de identificare
Din punct de vedere al originii materiilor prime există trei mari grupe de alimente pe care le consumăm și anume:
alimente conveționale, provenite prin procesarea materiilor prime obținute din agricultura convențională (folosește îngrășăminte chimice, pesticide);
alimente organice, provenite din procesarea materiilor prime din agricultura ecologică (organică, biologică);
alimente modificate genetic provenite din procesarea materiilor prime din agricultură care utilizează organisme modificate genetic.
Alimentele modificate genetic, denumite și „genetically-modified-foods” (GMF), incluse în categoria „novell foods” alături de „future foods”, „functional foods” sunt alimente obținute din organisme transgenice, deci din plante, animale sau mircroorganisme care au în celule gene (ADN) introduse pe altă cale decât cea naturală. Tot AMG sunt considerate și alimentele care conțin aditivi și/sau ingrediente de uz alimentar realizate prin biotehnologii de inginerie genetică, precum și cele procesate cu ajutorul unor microorganisme sau enzime transgenice cum sunt: drojdia de panificație, drojdia de bere sau chimozina (primul agent obținut genetic și comercializat cu utilizări în industria alimentară).
Deși s-au înregistrat progrese remarcabile, încă nu s-a reușit să se elaboreze o metodologie standard de identificare și certificare a AMG, Comitetul European de Standardizare pregătind identificarea doar a unui prestandard (ENV).
Dificultățile întâmpinate la identificarea AMG sunt generate de trei cauze principale:
marea diversitate a alimentelor;
gama largă de procedee de procesare și conservare;
necesitatea de a cunoaște a priori secvența nucleotidelor și tehnica de modificare genetică a probelor supuse analizei.
O etapă importantă, care își pune amprenta asupra incorectitudinii rezultatelor este metodologia de prelevare a probelor, deoarece erorile de prelevare sunt adesea mai mari decât cele analitice și cresc în măsură ce scade concentrația componentului ce urmează a fi dozat.
Acțiunea de recoltare a probelor din produsele modificate genetic trebuie să țină seama de cele trei situații în care acestea se pot afla:
materii prime sub formă de boabe sau semințe;
ingrediente total sau parțial provenite din OMG;
produse finite.
Cu toate că în timpul procesării se realizează un anumit grad de omogenizare, nu este asigurată întotdeauna o distribuție uniformă a diverselor componente participante la produsul finit. De aceea, pentru ca proba să fie cât mai reprezentativă, în prealabil trebuie conceput un plan de prelevare adecvat bazat pe calcule statistice și pe monitorizarea omogenității lotului de produse din care se va recolta proba.
Pentru identificarea alimentelor și ingredientelor modificate genetic se utilizează două procedee: determinarea ADN modificat genetic, desemnat ca marker pentru identificarea organismelor și produselor transgenice, și dozarea proteinelor modificate sau a celor noi introduse:
Separarea și analiza acizilor nucleici constituie un mijloc eficient și sigur de apreciere a calității și autenticității alimentelor, utilizat frecvent la identificare speciilor.
Metodele calitative și cantitative de determinare a ADN-ului sunt extrem de sensibile fiind capabile să evidențieze chiar și urme de ADN recombinat, atât în OMG precum și în alimentele puternic procesate. Metoda frecvent folosită pentru analiza ADN se bazează pe reacția în lanț cu polimerază capabilă să localizeze și să amplifice secvența de ADN modificată. Aceasta este extrasă și separată cel mai adesea prin electroforeză în gel de agar și supusă investigației prin diverse tehnici. Se determină secvența resturilor nucleotidice și se compară cu cele din baza de date, sau produsul este „digerat” cu enzime adecvate (endonuclearde), care acționează numai asupra unor secvențe specifice de nucleotide. Se supune electroforezei în gel de agar și prin examinare în lumină ultravioletă se evidențiază benzile fluorescente specifice.
Deși folosită multă vreme, în prezent, reacția în lanț cu polimerază (PCR) în formă inițială, este considerată depășită și ineficientă întrucât necesită un volum mare de muncă, deoarece pentru identificarea fiecărui segment modificat genetic este necesar o analiză PCR.
Dozarea proteinelor modificate sau a celor noi reprezintă un alt procedeu de identificare a AMG.
Se cunoaște că cele mai utilizate procedee de a doza conținutul de proteine dintr-un produs sunt metodele electroforetice și cele imunologice. Dintre ele, atât pentru dozări calitative cât și pentru cele cantitative, pentru identificarea și cuantificarea conținutului de material genetic dintr-un produs alimentar, se folosesc cu succes cele imunologice, testul ELISA fiind cel mai răspândit.
Metoda calitativă, caracterizată prin simplitate, costuri reduse și care nu necesită pregătirea specială a probei, este folosită fie sub formă de „truse” de uz curent, capabile să dea rezultate calitative (pozitiv/negativ) într-un timp foarte scurt, fie este încorporată în instrumente complet automatizate ce efectuează sute de analize într-o oră.
Metoda „comparativă” presupune compararea rezultatului testării probei investigate cu o probă de referință, ce conține material genetic într-o concentrație cunoscută, cel mai adesea 1%, de la care un produs este etichetat AMG, deși recent s-a propus ca acest prag să coboare la 0,1%.
Metoda cantitativă, de mare precizie și sensibilitate, necesită extracția proteinei sau a segmentului proteic modificat, dozarea pe cale imunologică și aflarea conținutului de material genetic din produs cu ajutorul unei diagrame standard (construită cu proteine specifice, purificate).
O atenție deosebită trebuie acordată procesului de extracție, pentru ca această operație, cu mari implicații asupra exactității rezultatului, să realizeze apariția „efectului matrice” datorită prezenței unor „interferențe” (componenți coextrași sau remanenți din etapa de pregătire a probei).
Tehnicile folosite în prezent, în afară că sunt tributare unor costuri ridicate, necesită cunoașterea secvențelor de material genetic modificat, producătorii nefiind întotdeauna cooperanți în această privință, și necesită existența unor produse de referință. Cerințele viitoare sunt legate de găsirea unor strategii analitice care să fie capabile să identifice AMG fără să fie nevoie a se cunoaște secvența modificărilor genetice și crearea unei baze de date care să conțină toate AMG și informațiile necesare pentru identificarea lor.
Problematica produselor modificate genetic (alimente, ingrediente, furaje) este de mare actualitate, complexă și controversată, având implicații majore, prezente și viitoare, pentru viața și sănătatea oamenilor.
5.4. Aspecte legate de testarea, siguranța, și trasabilitatea OMG-urilor
Obiectivul unui nou proiect UE, GMOCHIPS, constă în dezvoltarea unei noi tehnologii a biochip-urilor, pentru detectarea cantitativă și determinarea OMG-urilor după amplificarea PCR a secvenței din ADN care prezintă interes. Un alt proiect, DNA-TRACK studiază trasabilitatea traseului ADN-ului în cadrul lanțului alimentar, prin utilizarea PCR, PCR cu timp real, chip-urilor ADN-ului și a noii tehnologii PNA. Proiectul QPCRGMOFOOD are ca obiectiv dezvoltarea în continuare a testelor cantitative și calitative pentru alimentele GM, incluzând dezvoltarea unor teste specifice de transformare pentru cel puțin 12 OMG-uri, precum și teste multiple pentru determinarea diversității modificărilor genetice.
Problemele de siguranță ale recoltelor MG au deseori legătură cu o serie de probleme complexe care trebuie analizate cu atenție, și anume:
Toxicitate și siguranță alimentară a recoltelor MG, de exemplu, toxicitatea proteinelor exprimate prin noul r-ADN sau noile produse metabolice.
Flux genetic vertical al recoltelor MG, adică riscul transferului noii gene către mediu;
Efectele recoltelor MG asupra organismelor care nu sunt vizate, de exemplu afectarea populației naturale de insecte ca o consecință a introducerii genei Bt cu scopul protecției împotriva insectelor dăunătoare;
Cauzarea de alergii de către alimentele provenite din recoltele MG. Orice nouă proteină trebuie testată cu rigurozitate, utilizând analize imunologice, in vivo, și fizico-chimice;
Siguranța biologică și marker-ii de rezistență contra contra antibioticelor în planta transformată, precum și diseminarea genelor prin fluxul orizontal al genei. Conform noii propuneri de Directivă, marker-ii genetici pentru rezistența contra antibioticelor trebuie interzise, dar noile gene-marker trebuie să fie sigure în privința transferului genetic la bacteriile din colonul uman, același lucru este valabil pentru toate secvențele r-ADN.
Directoratul UE de cercetare a finanțat și 12 mari proiecte privind siguranța alimentară a OMG-urilor. Acestea sunt incluse și comentate într-o nouă publicație a Comisiei, cuprinzând toate proiectele finanțate de UE privind siguranța biologică a OMG-urilor.
Unul dintre proiectele europene de pionierat asupra evaluării siguranței a fost proiectul TRANSAFE, care a utilizat roșiile transgenice (roșiile Bt rezistente la insecte) și conopida în vederea elaborării unei proceduri de analiză sigură, care a reprezentat un model util pentru comitetele științifice și organismele de consiliere ce au pregătit liniile directoare de evaluare a riscurilor.
Obiectivul prioritar al proiectului SAFEOTEST este dezvoltarea și validarea metodologiei științifice necesară pentru aprecierea alimentelor provenind din plante MG, în concordanță cu reglementările UE privind noile alimente și noile ingrediente alimentare. Este necesară dezvoltarea unei metodologii pe baza a 3 specii de orez MG, caracterizând noile gene, prin analiza in vivo, analiza stabilității, analiza nutrițională și a toxicității la șobolani și în sistemele in vitro.
Obiectivul unui alt proiect, GMOCARE, este elaborarea unor noi metodologii care să fie suficient de sensibile pentru evaluarea riscurilor privind unele efecte accidentale, în special datorate perturbațiilor metabolice neașteptate (de exemplu, metaboliți primari și secundari ai plantei).
Evaluarea siguranței transferului genetic orizontal reprezintă tema de cercetare a proiectului GMOBILITY. Se pune accentul pe transferul genetic către microflora din lanțul alimentar și din intestinul uman. Cercetătorii adună informații privind transferurile genetice accidentale către aceste microorganisme, din utilizarea unor modele alimentare, rumen, de rozătoare, precum și modele ale tractului gastro-intestinal controlate cu ajutorul computerului.
ENTRANSFOOD, o rețea tematică de activități de cercetare în grup a proiectelor anterioare și aflate în derulare și care sunt finanțate de UE, va face o analiză critică a riscurilor și va publica rezultatele. Pentru a asigura siguranța consumului OMG-urilor de-a lungul întregii vieți, această rețea va investiga și posibilitatea unei supravegheri ulterioare comercializării alimentelor MG, suplimentar evaluării anterioare comercializării.
CAPITOLUL VI
REGIMUL DE OBȚINERE, TESTARE, UTILIZARE ȘI COMERCIALIZARE A ORGANISMELOR MODIFICATE GENETIC PRIN TEHNICILE BIOTEHNOLOGIEI MODERNE
Activitățile care privesc obținerea, testarea, utilizarea și comercializarea OMG precum și a produselor care sunt, conțin sau provin din OMG, prin tehnicile biotehnologiei moderne sunt supuse unui regim special de reglementare, autorizare și administrare, în conformitate cu prevederile legale și ale actelor juridice internaționale la care România este parte, cu privire la:
Activitățile privind utilizarea microorganismelor modificate genetic în condiții de izolare;
Condițiile de introducere deliberata în mediu și de plasare pe piață a OMG și a produselor rezultate din acestea, astfel încât aceste activități sa se desfășoare în deplină siguranță pentru sănătatea umană și pentru protecția mediului;
Condițiile de import / export al OMG și produsele rezultate din acestea.
Regimul special de reglementare autorizare, și administrare nu include următoarele situații:
Organismele obținute prin următoarele tehnici de modificare genetică:
fertilizare, in vitro;
procese naturale cum sunt: conjugarea, transducția, transformarea;
inducerea poliploidiei;
mutageneză;
fuziunea celulară (incluzând fuziunea protoplaștilor) a speciilor procariote care schimbă material genetic prin procese fuziologice cunoscute;
fuziunea celulară a celulelor oricăror specii eucariote inclusiv obținerea hibridoanelor și fuzionarea celulelor plantelor;
autoclonarea constând în înlocuirea secvențelor de acid nucleic dintr-o celulă a unui organism care poate sau nu poate să fie urmată de reinserția în întregime sau a unei părți a acelui acid nucleic (sau a unui echivalent sintetic), cu sau fără intervenții prealabile, enzimatice sau mecanice, în celulele acelorași specii, sau în celulele speciilor strâns înrudite filogenetic, care pot schimba material genetic sau prin procese fiziologice naturale, atunci când este puțin probabil ca microorganismul rezultat să poată cauza boli la oameni, animale sau plante. Autoclonarea poate include utilizarea vectorilor de recombinare cu istoric îndelungat de utilizare în condiții de securitate în anumite microorganisme.
Produsele procesate;
Activitățile de transport, indiferent de căi și de mijloace;
Operațiunile de comerț și de import/export care fac obiectul unor alte acte normative;
Cadrul instituțional este asigurat de:
Ministerul Apelor și Protecției Mediului, ca autoritate responsabilă cu emiterea autorizațiilor / acordurilor și controlul activităților reglementate prin prevederile legale.
Comisia pentru Securitate Biologică, ca autoritate științifică cu rol consultativ în procesul de luare a deciziilor de către Ministerul Apelor și Protecției Mediului;
Autoritățile publice centrale din domeniile: agricultură, alimentație, sănătate și Autoritatea Națională pentru Protecția Consumatorilor, cu responsabilități în avizarea și controlul activităților reglementate prin prevederile legale.
Comisia pentru Securitate Biologica se consideră din 12 membri, specialiști care au dobândit titluri academice și/sau universitare și sunt personalități științifice consacrate.
Membrii Comisiei pentru Securitate Biologică vor proveni din următoarele instituții:
– 3 membri din Academia Română și/sau din instituțiile aflate în coordonarea acesteia;
– 3 membri din Academia de Științe Agricole și Silvice „Gheorghe Ionescu Sisești” și/sau din institutele științifice aflate în coordonarea acesteia;
-3 membri din Academia de Științe Medicale și/sau din instituțiile aflate în coordonarea acesteia;
– 3 membri din universități sau din alte institute de cercetare cu profil biologic, agricol sau medical.
Componență Comisiei pentru Securitate Biologică se stabilește pe baza propunerilor scrise făcute de conducătorii instituțiilor menționate, se aprobă prin ordin al ministrului apelor și protecției mediului, odată cu regulamentul de organizare și funcționare a acestuia, și se publică în Monitorul Oficial al României, Partea I. În exercitarea atribuțiilor sale Comisia pentru Securitate Biologică are funcție consultativă, deciziile fiind luate prin consens.
Utilizarea în condiții de izolare a microorganismelor modificate genetic
Înainte de a autoriza începerea utilizării în condiții de izolare a unui microorganism modificat genetic, Ministerul Apelor și Protecției Mediului va verifica, pe baza documentației furnizate de utilizator dacă au fost luate măsurile corespunzătoare pentru a se evita efectele negative asupra sănătății oamenilor și asupra mediului. În acest scop utilizatorul trebuie să facă o evaluare a utilizărilor în condiții de izolare sub aspectul riscurilor asupra sănătății oamenilor și asupra mediului care pot fi generate de aceste utilizări, folosindu-se un minimum de elemente de evaluare și procedura stabilită.
Principii ce vor fi luate în considerare pentru efectuarea evaluării.
A. Elementele evaluării:
Următoarele aspecte vor fi considerate ca efecte cu potențial dăunător:
– boli la oameni, incluzând efectele alergice sau toxice;
– boli la animale sau plante;
– efecte dăunătoare datorate imposibilității tratării unei boli sau imposibilității asigurării unei profilaxii eficiente.
– efecte dăunătoare datorate stabilirii sau diseminării în mediul înconjurător;
– efecte dăunătoare datorate transferului pe cale naturală a materialului genetic inserat la alte organisme.
Evaluarea trebuie să se bazeze pe următoarele:
– identificarea oricăror elemente potențial dăunătoare;
– caracteristicile activității;
– gravitatea efectelor dăunătoare potențiale;
– probabilitatea ca efectele potențiale dăunătoare să se producă.
B. Procedura.
Prima etapă în procesul de evaluare trebuie să fie identificarea proprietăților dăunătoare ale microorganismului receptor și, după caz, ale celui donor, a oricăror proprietăți dăunătoare asociate vectorului sau materialului inserat, incluzând orice modificare a proprietăților existente în receptor.
În general, doar microorganismele modificate genetic care prezintă următoarele caracteristici ar trebui să fie considerate corespunzătoare pentru includerea în clasa I:
microorganismul receptor sau parental este improbabil să cauzeze boli la oameni, animale sau plante. Această caracteristică va fi luată în considerare numai în cazul animalelor și plantelor existente în mediul probabil de a fi expus la aceste microorganisme.
natura vectorului și a insertului este în așa fel încât nu înzestrează microorganismul modificat genetic cu un fenotip probabil să cauzeze boli la oameni, animale sau plante sau probabil să cauzeze efecte dăunătoare asupra mediului. Această caracteristică va fi luată în considerare numai față de animalele și plantele existente în mediul probabil a fi expus microorganismului / organismului modificat.
microorganismele modificate genetic este improbabil să cauzeze boli la oameni, animale sau plante și este improbabil să aibă efecte dăunătoare asupra mediului. Această caracteristică va fi luată în considerare numai față de animalele și plantele existente în mediul probabil a fi expus microorganismului / organismului modificat.
În scopul obținerii informațiilor necesare în vederea implementării acestui proces utilizatorul va lua în considerare în primul rând prevederile legale naționale precum și prevederile din legislația comunitară care actualizează procedurile în funcție de procesele tehnice și științifice.
Vor fi luate în considerare și prevederile Directivei Consiliului Comunității Europene nr. 90/679/CEE care clasifică microorganismele ca agenți biologici în patru clase de risc, pe baza efectelor potențiale asupra sănătății omului adult. Aceste clase de risc pot fi utilizate ca orientare pentru clasificarea activităților de utilizare în condiții izolate în cele 4 clase de risc. Utilizatorul poate să ia în considerare schemele de clasificare care se referă la patogenii plantelor și animalelor.
Procesul de identificare a riscurilor trebuie să conducă la identificarea nivelului de risc asociat microorganismului modificat genetic.
Selecția măsurilor de izolare și a celorlalte măsuri de protecție va fi apoi făcută pe baza nivelului de risc asociat microorganismului modificat genetic și a considerațiilor privind:
caracteristicile mediului posibil să fie expus;
caracteristicile activității;
orice operațiuni nestandardizate.
Analizele făcute în acest mod vor conduce în final la o încadrare a utilizării în condiții de izolare în una din următoarele clase:
clasa 1: activități cu risc neglijabil sau fără risc;
clasa 2: activități cu risc scăzut;
clasa 3: activități cu risc moderat;
clasa 4: activități cu risc ridicat.
Când există o incertitudine în privința clasei de încadrare a utilizării propuse se vor aplica măsurile de protecție mai severe, cu excepția cazului în care există dovezi suficiente care justifică aplicarea măsurilor mai puțin severe, de comun acord cu autoritatea competentă.
Evaluarea menționată trebuie să ia în considerare mai ales aspectele care privesc eliminarea reziduurilor, luându-se, după caz, măsurile de securitate necesare pentru protecția sănătății oamenilor și a mediului.
Utilizatorii sunt obligați să țină evidența evaluărilor și să le pună la dispoziție Ministerului Apelor și Protecției Mediului. Utilizatorii de microorganisme modificate genetic din clasa 1 de utilizări în condiții de izolare trebuie să țină o evidență a fiecărei evaluări privitoare la eliminarea de reziduuri, care va fi pusă la dispoziție Ministerului Apelor și Protecției Mediului, la solicitarea acestuia.
Solicitantul poate să ceară o autorizație din partea Ministerului Apelor și Protecției Mediului, care va lua o decizie în termen de 45 de zile de la notificare. În situațiile în care instalațiile nu au fost supuse unei notificări anterioare pentru utilizări în condiții de izolare, clasificate în clasa 2 sau într-o clasă superioară, utilizarea în condiții de izolare, clasificată în clasa 2, poate începe după expirarea duratei de 45 de zile de la transmiterea notificării, dacă nu există o interdicție expresă din partea Ministerului și Protecției Mediului, sau înăuntrul acestui termen, dacă s-au obținut acordul.
O utilizare în condiții de izolare clasificată în clasa 3 sau într-o clasă superioară, nu poate avea loc fără acordul prealabil al Ministerului Apelor și Protecției Mediului, care își va comunica decizia în scris:
– în termen de 45 de zile de la primirea noii notificări, în situația instalațiilor care au fost supuse unei notificări anterioare pentru utilizări în condiții de izolare clasificate în clasa 3 sau într-o clasă superioară, și în situațiile în care au fost îndeplinite cerințele asociate, convenite pentru aceeași clasă sau pentru o clasă superioară utilizării în condiții de izolare cu care se intenționează să se lucreze;
– în termen de 90 de zile de la primirea notificării, în celelalte situații.
Ministerului Apelor și Protecției Mediului va analiza conformitatea modificărilor cu prevederile legale, corectitudinea evaluării, precum și clasa de utilizare în condiții de izolare, măsurile de protecție și de răspuns în caz de urgență, precum și managementul deșeurilor.
Dacă este necesar Ministerului Apelor și Protecției Mediului poate:
să ceară utilizatorului să furnizeze informații suplimentare, să modifice condițiile utilizării propuse, sau să corecteze clasa de izolare repartizată pentru utilizări, în acest caz, Ministerului Apelor și Protecției Mediului poate dispune ca respectiva utilizare să nu înceapă sau, dacă a început, să fie suspendată ori încheiată până când Ministerului Apelor și Protecției Mediului își dă aprobarea pe baza informațiilor suplimentare obținute sau pe baza condițiilor modificate ale utilizării.
să limiteze perioada pentru care s-a permis utilizarea în condiții de izolare sau să impună anumite condiții specifice pentru acea utilizare.
În calculul perioadelor prevăzute pentru comunicarea deciziilor se vor lua în considerare intervalele de timp în care Ministerului Apelor și Protecției Mediului:
așteaptă informațiile suplimentare cerute notificatorului;
efectuează o anchetă sau o consultație publică.
Ministerul Apelor și Protecției Mediului, înaintea începerii unei utilizări în condiții de izolare, va verifica dacă:
este elaborat în plan de urgență pentru utilizare în condiții de izolare, acolo unde ineficiența măsurilor de izolare ar putea conduce la pericole serioase cu efecte imediate sau întârziate asupra sănătății oamenilor și/sau asupra mediului din afara amplasamentului instalației;
planul de urgență prevăzut nu se mai elaborează dacă notificatorul pune la dispoziție Ministerului Apelor și Protecției Mediului un plan de urgență similar, elaborat de și având valabilitatea pentru Uniunea Europeană.
informația privind asemenea planuri de urgență, incluzând măsuri de securitate adecvate ce urmează să fie aplicate, este prezentată în termeni expliciți. Informația trebuie actualizată la intervale corespunzătoare și trebuie să fie făcută publică.
În cadrul producerii unui accident utilizatorul trebuie sa informeze imediat Ministerul Apelor și Protecției Mediului și să îi furnizeze următoarele situații:
circumstanțele accidentului;
identitatea și cantitățile microorganismelor / organismelor modificat genetic;
orice alte date necesare pentru a evalua efectele accidentului asupra sănătății populației și asupra mediului;
măsurile luate.
În aceste situații Ministerul Apelor și Protecției Mediului este obligat:
– să se informeze pentru a face o evaluare cât mai completă asupra accidentului și după caz, să facă recomandări pentru evitarea în viitor a unor accidente similare și pentru eliminarea efectelor ce ar rezulta din acestea;
– să se asigure că au fost luate toate măsurile necesare și, după caz, să informeze imediat autoritățile naționale competente din statele care ar putea să fie afectate de astfel de accidente.
Introducerea deliberată în mediu și pe piață a OMG prin tehnicile biotehnologiei moderne și a produselor rezultate din acestea.
A. Introducerea deliberată în mediu a organismelor modificate genetic.
Orice persoană juridică, înainte de a introduce în mediu un organism modificat genetic sau o combinație de asemenea organisme, trebuie să prezinte o notificare Ministerului Apelor și Protecției Mediului.
Modificarea trebuie să conțină:
– un dosar tehnic cu informațiile necesare realizării evaluării riscului asupra mediului;
– studiul de evaluare a riscurilor asupra mediului împreună cu orice referințe bibliografice și indicații privind metodele utilizate;
– informații privind rezultatele introducerilor acelorași OMG sau ale aceleiași combinații de OMG pe teritoriul României și/sau în afara acesteia.
Notificatorul poate face referiri la datele sau rezultatele din notificările transmise anterior de alți notificatori, cu condiția ca informațiile, datele și rezultatele să fie neconfidențiale sau ca notificatorul să aibă acordul acesteia.
Ministerul Apelor și Protecției Mediului poate accepta ca introducerea în mediu, într-un anumit loc, a unei combinații de OMG sau a aceluiași OMG în locuri diferite, într-un singur scop și pe o perioadă limitată de timp, să fie notificată printr-o singură notificare. În cazul unei introduceri ulterioare a aceluiași OMG sau a aceleiași combinații de OMG, notificate anterior ca parte a aceluiași program de cercetare-testare, notificatorul trebuie să prezinte o nouă notificare în care va prezenta datele din notificările anterioare și/sau datele privind rezultatele înregistrate la introducerea anterioară.
În cazul unei modificări a introducerii deliberate, care ar putea avea consecințe asupra sănătății oamenilor și/sau asupra mediului sau în cazul în care au apărut noi informații privind riscurile, notificatorul este obligat:
– să revadă măsurile specificate în notificare;
– să informeze Ministerul Apelor și Protecției Mediului despre acestea;
– să ia măsurile necesare pentru protecția sănătății oamenilor și a mediului.
Pentru facilitarea luării deciziei cu privire la aprobarea introducerii deliberate în mediu a unor organisme modificate genetic, a căror introducere a fost deja notificată și/sau aprobată pentru țările Uniunii Europene și Organizației pentru Cooperare și Dezvoltare Economică, notificatorul, din proprie inițiativă sau la solicitarea Ministerului Apelor și Protecției Mediului va prezenta:
fie un exemplar al rezumatului notificării, transmis Uniunii Europene și Organizației pentru Cooperare și Dezvoltare Economică de către autoritățile naționale competente din statele membre;
fie un exemplar al documentului Uniunii Europene și al Organizației pentru Cooperare și Dezvoltare Economică, prin care se aprobă introducerea organismului modificat genetic pe teritoriul statelor membre.
Notificatorul poate solicita, prin notificare adresată Ministerului Apelor și Protecției Mediului, aplicarea regulilor procedurii simplificate pentru aprobarea introducerii în mediu a organismului modificat genetic.
După primirea notificării Ministerul Apelor și Protecției Mediului, pe baza informațiilor cuprinse în notificare și în documente:
informează și consultă publicul cu privire la notificarea primită;
consultă Comisia pentru Securitate Biologică;
solicită avizele autoritățile publice centrale cu responsabilități în domeniile: agricultură, alimentație, sănătate umană și protecția consumatorilor.
După ce și-a stabilit procedura ce trebuie urmată Ministerul Apelor și Protecției Mediului va răspunde notificatorului în termen de maximum 90 de zile de la primirea notificării, arătând ca:
notificarea primită este în acord cu prevederile legale și se eliberează autorizația;
pentru luarea deciziei trebuie îndeplinite mai întâi măsurile de informare și consultare a publicului cu privire la notificarea primită și solicitarea avizelor autorităților publice centrale;
notificatorul trebuie să prezinte și alte informații;
activitatea propusă nu îndeplinește condițiile prevăzute în prezenta ordonanță și notificarea este respinsă;
activitatea propusă nu intră sub incidența dispozițiilor prezentei ordonanțe;
în calculul perioadei de 90 de zile nu se vor include perioadele în care Ministerul Apelor și Protecției Mediului:
așteaptă alte informații pe care le poate cere notificatorului;
așteaptă avizul Comisiei pentru Securitate Biologică;
face o anchetă publică, consultă alte organizații și/sau publicul.
Notificatorul poate începe activitatea propusă numai după obținerea autorizației emise de Ministerul Apelor și Protecției Mediului și cu respectarea condițiilor stabilite în aceasta.
Dacă Ministerul Apelor și Protecției Mediului consideră ca s-a dobândit o experiență suficientă prin introducerea în mediu a anumitor organisme modificate genetic având în vedere criteriile stabilite potrivit anexei nr. 10 poate decide aplicarea procedurilor simplificate pentru introducerea în mediu a unor astfel de organisme.
Autorizația pentru introducerea deliberată în mediu a unei plante modificate genetic, emisă de Ministerul Apelor și Protecției Mediului, este obligatorie la înscrierea soiurilor pentru examinare la Institutul de Stat pentru Testarea și Înregistrarea Soiurilor.
Dacă o informație care ar putea avea consecințe semnificative în privința riscurilor potențiale ale introducerii în mediu a unui organism modificat genetic este cunoscută după emiterea autorizației de către Ministerul Apelor și Protecției Mediului, aceasta va cere utilizatorului să modifice condițiile introducerii în mediu, iar în caz de neconformare, poate să suspende sau să anuleze desfășurarea activităților.
După introducerea în mediu a unui organism modificat genetic notificatorul va trimite periodic Ministerului Apelor și Protecției Mediului rapoarte privind rezultatele introducerii, menționându-se orice risc pentru sănătatea oamenilor și pentru mediul identificat, în special la acele introduceri pe care notificatorul intenționează să le facă pe o scară largă.
Intervalele la care se vor transmite rapoartele vor fi precizate în autorizația eliberată.
B. Introducerea pe piață a OMG și a produselor rezultate din acestea
Înaintea introducerii pentru prima dată pe piață a unui organism modificat genetic sau a unei combinații de organisme modificate genetic ca un produs sau într-un produs, trebuie transmisă Ministerului Apelor și Protecției Mediului o notificare ce va cuprinde:
informații necesare în notificările privind introducerea deliberată în mediul înconjurător și pe piață a OMG, altele decât plantele superioare;
studiul de evaluare a riscurilor asupra mediului;
condițiile pentru introducerea pe piață a produsului, inclusiv condițiile specifice de folosire și manipulare, precum și o propunere pentru etichetare și ambalare. Eticheta trebuie să precizeze clar dacă organismul modificat genetic este prezent. Eticheta cu inscripția ”Acest produs conține organisme modificate genetic” este obligatorie. În termen de 10 ani vor fi stabilite procedurile care să permită și aplicarea etichetelor care să precizeze că „Acest produs nu conține organisme modificate genetic”.
Notificatorul va include în notificare informații asupra datelor sau rezultatelor din introducerile în mediu ale acelorași organisme modificate genetic sau ale combinațiilor de organisme modificate genetic, notificate anterior și efectuate de notificator fie pe teritoriul României, fie în afara acestuia.
Notificatorul se poate referi și la datele sau rezultatele din notificările supuse anterior de alți notificatori, dacă ultimii și-au dat consimțământul în scris.
Fiecare nou produs care, deși conținând sau fiind alcătuit din aceleași organisme modificate sau din combinații ale acestora, este destinat unei întrebuințări diferite va fi notificat separat.
Introducerea pe piață se va face numai după obținerea autorizației emise de Ministerul Apelor și Protecției Mediului și cu respectarea condițiilor stabilite în aceasta.
Înscrierea în Registrul de stat și în Lista oficială a soiurilor provenite din plante modificate genetic se face numai după obținerea autorizației de introducere în mediu pentru experimentări, emisă de Ministerul Apelor și Protecției Mediului.
În cazul în care se dorește reînoirea autorizației, cu cel puțin 9 luni înainte de expirarea acesteia notificatorul trebuie să se adreseze Ministerului Apelor și Protecției Mediului cu o nouă notificare. Aceasta va cuprinde:
un exemplar al autorizației primite;
un raport al rezultatelor activității de monitoring efectuate;
orice noi informații care au devenit accesibile după obținerea autorizației;
dacă este cazul, o propunere de amendare a condițiilor specificate în autorizație.
Condițiile pentru organizarea și desfășurarea operațiunilor de import/export cu organisme modificate genetic și/sau cu produse rezultate din acestea.
Importatorii sunt obligați să notifice în scris Ministerului Apelor și Protecției Mediului înaintea efectuării oricărui import de organisme vii modificate genetic sau pe produse rezultate din acestea.
Ministerul Apelor și Protecției Mediului va stabili procedurile de notificare și le va pune la dispoziție părților interesate.
Notificatorii sun responsabili pentru veridicitatea informațiilor furnizate Ministerului Apelor și Protecției Mediului pe calea notificării și pe orice altă cale, la solicitarea acestuia.
Ministerul Apelor și Protecției Mediului confirmă notificatorului în scris primirea notificării, în termen de 90 de zile de la data primirii acesteia.
Confirmarea conține următoarele:
data primirii notificării;
dacă notificarea conține toate informațiile necesare luării unei decizii;
alte precizări, după caz.
Neîndeplinirea procedurii de confirmare a primirii notificării de către Ministerul Apelor și Protecției Mediului nu înseamnă și nu va fi interpretată ca un acord tacit al acestuia pentru efectuarea importului.
Decizia Ministerului Apelor și Protecției Mediului cu privire la aprobarea unui import destinat activităților reglementate prin prezenta ordonanță se va baza pe datele referitoare la evaluarea riscurilor, în conformitate cu prevederile legale, evaluare pe bazată pe o abordare științifică și precaută, luând în considerare efectele negative asupra conservării și utilizării durabile a diversității biologice, riscurile asupra sănătății umane, precum și, după caz, criteriile sociale și economice.
Ministerul Apelor și Protecției Mediului va informa notificatorul în termen de 90 de zile dacă:
importul poate avea loc fără un acord scris și în ce condiții;
importul poate avea loc numai după ce Ministerul Apelor și Protecției Mediului își va da acordul în scris.
Ministerul Apelor și Protecției Mediului va comunica în scris notificatorului decizia luată cu privire la efectuarea importului, în termenul legal de la confirmarea primirii notificării, arătând:
acordul pentru efectuarea importului, cu sau fără condiții și precizări cum se aplică acest acord pentru importurile ulterioare ale aceluiași organism modificat genetic sau ale aceluiași produs format/rezultat din organisme modificate genetic;
interzicerea importului;
necesitatea unor informații relevante suplimentare;
necesitatea prelungirii perioadei necesare unei evaluări a informațiilor suplimentare primite de la notificator sau din alte surse, pentru a lua o decizie documentată.
Comunicările Ministerului Apelor și Protecției Mediului vor include motivele care au determinat decizia luată, cu excepția cazului în care acordul pentru import se dă necondiționat.
Evaluarea riscurilor se va realiza după o procedură științifică și transparentă și va avea ca scop identificarea și evaluarea efectelor potențial negative ale organismului modificat genetic și/sau ale produsului rezultat din acesta asupra diversității biologice, asupra sănătății oamenilor, luând în atenție și considerentele socioeconomice.
Informarea și consultarea publicului
Procedura de autorizarea a activităților de introducere deliberată în mediu și pe piață a organismelor modificate genetic este publică. Mediatizarea activităților pentru care se solicită autorizație se asigură de către Ministerul Apelor și Protecției Mediului.
În termen de 10 zile de la data primirii unei notificări Ministerul Apelor și Protecției Mediului trebuie să informeze publicul în legătura cu aceasta, specificând modalitățile prin care se pot obține informațiile.
Observațiile publicului se primesc în termen de 30 de zile de la data informării acestuia și vor fi luate în considerare de către Ministerul Apelor și Protecției Mediului în luarea deciziei de autorizare a activității propuse. În funcție de observațiile primite se pot organiza dezbateri publice asupra oricăror aspecte privind domeniul reglementat de prezenta ordonanță.
În notificările care se trimit Ministerului Apelor și Protecției Mediului notificatorul poate indica informațiile ce trebuie sa fie tratate ca fiind confidențiale, prezentând și justificările necesare.
Ministerul Apelor și Protecției Mediului va decide, după consultări cu notificatorul, care sunt informațiile confidențiale și va informa notificatorul cu privire la decizia luată
Următoarele informații nu pot fi considerate confidențiale:
caracteristicile generale ale microorganismelor/organismelor modificate genetic, numele și adresa notificatorului, scopul și locul în care se desfășoară activitatea;
clasa în care este încadrată utilizarea în condiții de izolare și măsurile de izolare;
concluziile studiilor de evaluare a riscurilor asupra mediului și asupra sănătății umane;
metodele și planurile de monitoring, precum și cele de răspuns în caz de accident;
Ministerul Apelor și Protecției Mediului nu va divulga unor terțe părți nici o informație stabilită ca fiind confidențială și va proteja drepturile de proprietate intelectuală legate de informațiile primite.
Dacă, indiferent de motive, notificatorul își retrage notificarea, Ministerul Apelor și Protecției Mediului trebuie să respecte confidențialitatea informației primite.
CONCLUZII
Securitatea alimentară sau starea de nutriție este în mare măsură condiționată de resursele și starea mediului ambiant: biodiversitatea, gradul de poluare și resursele de apă, sol.
O problemă actuală cu privire la impactul securității și siguranței alimentare în contextul biodiversității este reprezentat de crearea și utilizarea industrială a organismelor modificate genetic prin tehnicile ingineriei genetice.
Ingineria genetică poate fi definită ca un ansamblu de metode și tehnici care permit fie introducerea în patrimoniul genetic al unei celule, a uneia sau mai multor gene noi „de interes”, fie modificarea expresiei unei/unor gene prezente deja în celulă. Genele transferate sunt denumite „transgene”, iar produsele obținute poartă denumirea de „organisme modificate genetic” (OMG) sau „organisme transgenice”.
În prima generație de OMG s-au obținut plante rezistente la erbicide, insecte și virusuri.
În a doua generație s-au obținut plante și produse vegetale cu însușiri nutritive ameliorate: modificări ale conținutului în amidon, proteine, zaharuri, uleiuri; modificarea însușirilor de panificație la grâu; creșterea duratei de păstrare a fructelor; sporirea conținutului în β-caroten; ameliorarea digestibilității nutrețurilor și furajelor.
În a treia generație s-au produs molecule terapeutice și vaccinuri.
Funcțional, din punctul de vedere care interesează agricultura, crearea OMG are repercursiuni pozitive: restabilirea echilibrelor ecologice provocate de tehnologiile anterioare; evitarea poluării mediului cu pesticide; realizarea unor produse agricole cu calități superioare
Posibilitatea producerii unor efecte nedorite asupra mediului prin introducerea în cultura a plantelor modificate genetic depinde de: planta care a fost modificată (modul de reproducere, modul de fecundare, toleranța la factorii de stres abiotic etc.); caracterul nou, introdus prin modificare genetică (rezistența la erbicide, patogeni, dăunători, modificarea conținuturilor de ulei, zaharuri, producerea unor vaccinuri etc.); modul în care este folosită planta modificată genetic (hrana omului și a animalelor, materie primă pentru industrie, bioremediere etc.). Eventualele efecte nedorite se referă la: înmulțirea excesivă, care ar transforma planta modificată genetic într-un invadator al agroecosistemului și chiar al habitatului natural, în ansamblul său; modificarea ciclurilor biochimice (ciclurile azotului și carbonului); transferul inoportun al transgenelor la alte plante, cultivate sau din flora spontană, ca urmare a producerii unui „flux genic” prin intermediul polenului transportat de vânt sau de insecte; influența negativa asupra interacțiunii dintre specii (relațiile pradă-prădător); impactul direct și neanticipat asupra unor specii neavizate; schimbarea dinamică a populațiilor datorate transmiterii unui caracter al plantei transgenice modificat neintenționat la specii înrudite din flora spontană.
Alimentele modificate genetic, denumite și „genetically-modified foods” (GMF), sunt incluse în categoria „novell foods” alături de „future foods”, „functional foods” sunt alimente obținute din organisme transgenice, animale sau microorganisme care au în celule gene (ADN) introduse pe altă cale decât cea naturală.
„Novell foods” (NF) și „novell foods ingredients” (NFI) cuprinde: alimente și ingrediente alimentare care conțin și sunt alcătuite din OMG (Directiva 90/220/EEC); alimente și ingrediente alimentare produse din OMG, dar nu le conțin; alimente și ingrediente alimentare cu o structură moleculară nouă și intenționat modificată; alimente și ingrediente alimentare alcătuite din sau/și izolate de microorganisme, fungi sau alge; alimente și ingrediente alcătuite din sau/și izolate din plante, precum și ingrediente alimentare izolate de la animale, cu excepția alimentelor și ingredientelor alimentare obținute din propagarea tradițională a fracției de creștere cu antecedente sigure în utilizare; alimente și ingrediente alimentare la care s-a aplicat un proces de obținere care nu este folosit în mod curent și care dă naștere unor modificări semnificative în compoziția și structura alimentelor afectând valoarea lor nutrițională, metabolismul sau conținutul în substanțe nedorite.
Riscurile alimentare generate de consumul produselor obținute din plante modificate genetic sunt reprezentate în primul rând de eventuala lor toxicitate sau alergenitate și în al doilea rând de posibilele efecte „secundare” sau „neprevăzute” ce pot apare ca urmare a faptului că transgeneza nu este cel puțin deocamdată un procedeu absolut precis.
Deși s-au înregistrat progrese remarcabile, încă nu s-a reușit să se elaboreze o metodologie standard de identificare și certificare a AMG, Comitetul European de Standardizare pregătind promovarea doar a unui prestandard.
Dificultățile întâmpinate la identificarea AMG sunt generate de 3 cauze: marea diversitate a alimentelor; gama largă de procedee de procesare și conservare; necesitatea de a cunoaște aprioric secvența nucleotidelor și tehnica de modificare genetică a probelor supuse analizei.
Pentru identificarea alimentelor și ingredientelor modificate genetic se utilizează 2 procedee: determinarea ADN modificat genetic, desemnat ca marker pentru identificarea organismelor și produselor transgenice; dozarea proteinelor modificate sau a celor noi introduse.
Problematica produselor modificate genetic (alimente, ingrediente, furaje etc.) este de mare actualitate complexă și controversată având implicații majore, prezente și viitoare, pentru viața și sănătatea oamenilor.
BIBLIOGRAFIE
1. BADEA MARCELA ELENA- Plantele transgenice în cultură. 2002
2. BAMMINENI V.R., JAHAR P.P., PETERSON T.S. – Transgenic durum wheat bz microprojectile bombardment of isolated scutella. J. Heredity. 1997
3. BARCELO P., HAGEL C., BEKER D., MARTIN A, LORZ H .- Transgenic cereal (tritordeum) plants obtained at high eficiency by microprojectile bombardment of inflorescence tissue. Plant J. 1994
4. BREGITZER P., HALBERT S.E., LEMAUX P.C.- Somactonal variațion in the progeny of transgenic barley. Theor Appl Genet. 1998
5. CIOCÂRLAN V. – Flora ilustrată a României. Editura Ceres București. 1990
6. CHRISTOU P.- Strategies for variety- independent genetic transformation of important cereals, legumes and woody species utilizing particle bombardment. Euphytica. 1995.
7. CHENG M., FRY J.E., PANG S., ZHOU H., HIRONACA C.M., DUNCAN D.R., CONNER T.W., WAN Y.- Genetic transformation of wheat mediated by Agrobacterium tumefaciens. Plant Physiology. 1997
8. DANIELS R.E. and SHEAIL J.- Genetic pollution: Concepts concerns and transgenic crops. BCPC Sympozium Proceed, no. 72: Gene flow and agriculture: Relevance for transgenic crops. 1999
9. GABRIELA NEDIȚĂ, VALERIA GAGIU, NASTASIA BELC, ENUȚA IORGA, STANCIOV A.- Studiu informativ privind organismele modificate genetic. Programul Național de Cercetare Dezvoltare BIOTECH. Editura Printech. 2003
10. GOULD J., DEVERY M., HASEGAWA Q., ULIAN E.C., PETERSON G., SMITH R.H.- Transformation of Yea mays L. using Agrobacterium tumefaciens and the shoot apex. Plant physiology. 1991
11. ISHIDA Y., SAITO H., OHTA S., HIEI Y., KOMARI T., KUMASHIRO T.- High efficiency transformation of maize (Zea mays L.) mediated by Agrobacterium tumefaciens. NatureBiotehnology. 1996
12. LI L., QU R., KOCBKO A., FAUQUET C., BEACBY R.N.- An improved rice transformation system using the biolistic method. Plant Cell Rep. 1993
13. PENG J., KOMONOWICZ H., HODGES T.K.- Transgenic indica rice plants. Theor. Appl. Genet. 1992
14. POPESCU A., SANDA. V., – Conspectul florei cormofitelor spontane din România. Acta Bot. Horti București. 1998
15. STEWART C.N., -Insecticidel transgenes into nature :gene flow, ecological effects, relevancy and monitoring, BCPC Symposium Proceed, no 27: Gene flow and agriculture: Relevance for transgenic crops. 1999
16. SRIVASTAVA V., VASIL V., VASIL J.K.- Molecular characterization of the fate of transgenes in transformed wheat ( Triticum aestivum L. ) Theor Appl Genet. 1996
17. XXX- OUG 49/2000 – Privind regimul de obținere, testare, utilizare și comercializare a organismelor modificate genetic prin tehnicile biotehnologiei moderne, precum și a produselor rezultate din acestea.
ANEXĂ
MODEL DE PROPUNERE PENTRU INTRODUCEREA ÎN CULTURĂ A UNEI VARIETĂȚI MODIFICATE GENETIC, UN HIBRID DE PORUMB ROUNDUP READY
identificarea
hjhkjhkjh
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Studii Privind Organisme Si Alimente Modificate Genetic (ID: 130621)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.