Золотой рис - Golden rice

Золотой рис
Золотой рис.jpg
Золотой рис (справа) по сравнению с белым рисом (слева)
Разновидность Oryza sativa
Сорт Золотой рис
Источник Фонд Рокфеллера

Золотой рис - это разновидность риса ( Oryza sativa ), полученная с помощью генной инженерии для биосинтеза бета-каротина , предшественника витамина А , в съедобных частях риса. Он предназначен для получения обогащенных продуктов питания должны быть выращен и потребляется в районах с дефицитом в рацион витамин А . Дефицит витамина А вызывает ксерофтальмию, ряд заболеваний глаз от куриной слепоты до более серьезных клинических исходов, таких как кератомаляция и рубцы роговицы, а также постоянную слепоту. Это также увеличивает риск смертности от кори и диареи у детей. В 2013 г. распространенность дефицита была самой высокой в ​​странах Африки к югу от Сахары (48%; 25–75) и Южной Азии (44%; 13–79).

Хотя золотой рис встретил значительную оппозицию со стороны активистов- экологов и антиглобалистов , более 100 лауреатов Нобелевской премии в 2016 году призвали использовать генетически модифицированный золотой рис, который может производить в 23 раза больше бета-каротина, чем оригинальный золотой рис.

История

Упрощенный обзор пути биосинтеза каротиноидов в золотом рисе. Эти ферменты , выраженные в эндосперме золотого риса, показанные в красном, катализируют biosyntheis бета-каротина из геранилгеранильной дифосфат . Предполагается, что бета-каротин превращается в сетчатку, а затем в ретинол (витамин А) в кишечнике животных.

Исследования по разработке золотого риса начались по инициативе Фонда Рокфеллера в 1982 году.

В 1990-х годах Питер Брэмли обнаружил, что один ген фитоен-десатуразы (бактериальный CrtI ) можно использовать для производства ликопина из фитоена в ГМ-томате , вместо того, чтобы вводить несколько каротин- десатураз, которые обычно используются высшими растениями. Ликопин затем циклизуется до бета-каротина эндогенной циклазой золотого риса. Научные подробности риса были впервые опубликованы в 2000 году в результате восьмилетнего проекта Инго Потрикуса из Швейцарского федерального технологического института и Питера Бейера из Университета Фрайбурга .

Первые полевые испытания сортов золотистого риса были проведены Сельскохозяйственным центром Университета штата Луизиана в 2004 году. Дополнительные испытания были проведены на Филиппинах и на Тайване , а также в Бангладеш (2015). Полевые испытания позволили точно измерить пищевую ценность и провести тесты на кормление. Предварительные результаты полевых испытаний показали, что выращенный в полевых условиях золотой рис производит в 4-5 раз больше бета-каротина, чем золотой рис, выращенный в тепличных условиях.

Скрещивание

По состоянию на 2018 год селекционеры из Филиппинского научно-исследовательского института риса, Бангладешского научно-исследовательского института и Индонезийского центра исследований риса разрабатывали золотые рисовые версии существующих сортов риса, используемых их местными фермерами, с сохранением той же урожайности, устойчивости к вредителям и зерна. качества. Семена золотистого риса могут стоить фермерам столько же, сколько и другие сорта риса.

Утверждения

В 2018 году Канада и США одобрили выращивание золотого риса, а Министерство здравоохранения Канады и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) заявили, что он безопасен для употребления. Это последовало за решением 2016 года, когда FDA постановило, что содержание бета-каротина в золотом рисе не обеспечивает достаточного количества витамина А для рынков США. Министерство здравоохранения Канады заявил , что золотой рис не будет влиять на аллергию , и что содержание питательных веществ были такими же , как и в обычных сортов риса, за исключением предполагаемого высокого уровня провитамина А .

В 2019 году золотой рис был одобрен для использования в пищу и корм для животных или для переработки на Филиппинах . 21 июля 2021 года Филиппины стали первой страной, которая официально выдала разрешение на биобезопасность для коммерческого размножения золотого риса, насыщенного витамином А. Это одобрение явилось первым разрешением на коммерческое размножение генно-инженерного риса в Южной и Юго-Восточной Азии. В результате получения разрешения золотой рис можно выращивать в промышленных масштабах в соответствии с условиями, установленными правительством Филиппин.

Генетика

Золотой рис был создан путем преобразования риса двумя генами биосинтеза бета-каротина:

  1. psy ( фитоенсинтаза ) из нарцисса ( Narcissus pseudonarcissus )
  2. crtI ( фитоен-десатураза ) из почвенной бактерии Erwinia uredovora

(Вставка в СЕМ ( ликопенциклазы гена) считалась, что это необходимо, но дальнейшие исследования показали , что уже производятся в рисовом эндосперме дикого типа.)

В пси и crtI гены были переданы в рисовом ядерный геном и помещены под контролем эндосперма конкретного промотора , так что они только выражали в эндосперме. К экзогенному гену lcy прикреплена транзитная пептидная последовательность, поэтому он нацелен на пластиду , где образуется геранилгеранилдифосфат . Бактериальный ген crtI был важным включением для завершения пути, поскольку он может катализировать несколько этапов синтеза каротиноидов вплоть до ликопина, в то время как для этих этапов у растений требуется более одного фермента . Конечным продуктом спроектированного пути является ликопин , но если бы растение накапливало ликопин, рис был бы красным. Недавний анализ показал, что эндогенные ферменты растения перерабатывают ликопин в бета-каротин в эндосперме, придавая рису характерный желтый цвет, в честь которого он назван. Первоначальный золотой рис был назван SGR1, и в тепличных условиях он производил 1,6 мкг / г каротиноидов.

Золотой рис 2

В 2005 году группа исследователей Syngenta произвела Golden Rice 2. Они объединили ген фитоэнсинтазы кукурузы с crt1 из оригинального золотого риса. Золотой рис 2 производит в 23 раза больше каротиноидов, чем золотой рис (до 37 мкг / г), и преимущественно накапливает бета-каротин (до 31 мкг / г из 37 мкг / г каротиноидов).

Дефицит витамина А

Распространенность дефицита витамина А. Красный цвет является наиболее тяжелым (клиническим), зеленый - наименее тяжелым. Страны, не представившие данные, обозначены синим цветом. Данные собраны для отчета за 1995 год.

Исследование, которое привело к созданию «Золотого риса», было проведено с целью помочь детям, страдающим дефицитом витамина А (VAD). По оценкам, около 1,02 миллиарда человек во всем мире серьезно страдают от дефицита питательных микроэлементов, причем витамин А является наиболее дефицитным питательным веществом в организме. В 2012 году Всемирная организация здравоохранения сообщила, что около 250 миллионов детей дошкольного возраста страдают от VAD и что обеспечение этих детей витамином А может предотвратить около трети всех смертей в возрасте до пяти лет, что составляет до 2,7 миллиона детей, которых можно спасти. от смерти без надобности. Всемирная организация здравоохранения классифицировала дефицит витамина А как проблему общественного здравоохранения, от которой страдает около одной трети детей в возрасте от 6 до 59 месяцев в 2013 году, с самыми высокими показателями в странах Африки к югу от Сахары (48 процентов) и Южной Азии (44 процента). .

Программы ВАШ были начаты в 1990-х годах в ответ на доказательства, демонстрирующие связь между ВАД и повышенной детской смертностью. В период с 1990 по 2013 год было проведено более 40 исследований эффективности ВАШ у детей в возрасте 6–59 месяцев, и два систематических обзора и метаанализа пришли к выводу, что добавки ВА могут значительно снизить смертность и заболеваемость в детстве. По состоянию на 2017 год более 80 стран во всем мире реализуют программы универсальных добавок VA (VAS), нацеленные на детей в возрасте 6–59 месяцев, в рамках проводимых каждые полгода национальных кампаний. Периодический прием высоких доз витамина А - это проверенное и недорогое мероприятие, которое, как было показано, снижает смертность от всех причин на 12–24%, и поэтому является важной программой в поддержку усилий по снижению детской смертности. Тем не менее, ЮНИСЕФ и ряд НПО, участвующих в разработке добавок, отмечают, что более частый прием низких доз является предпочтительным.

Поскольку многие дети в странах, затронутых VAD, полагаются на рис в качестве основного продукта питания , генетическая модификация, чтобы заставить рис производить прекурсор витамина A бета-каротин, рассматривалась как простая и менее дорогая альтернатива текущим витаминным добавкам или увеличению потребления зелени. овощи или продукты животного происхождения. Первоначальный анализ потенциальных питательных свойств золотого риса показал, что потребление золотого риса не устранит проблемы дефицита витамина А, но может дополнить другие добавки. Золотой рис 2 содержит достаточно провитамина А, чтобы обеспечить все диетические потребности при ежедневном потреблении около 75 г в день.

Дефицит витамина А обычно сопровождается несбалансированным питанием. Поскольку каротины гидрофобны , в рационе должно присутствовать достаточное количество жира для золотого риса (или большинства других добавок витамина А), чтобы облегчить дефицит витамина А. Более того, это утверждение относилось к раннему сорту золотого риса; одна миска последней версии обеспечивает 60% дневной нормы для здоровых детей. Уровни RDA, рекомендуемые в развитых странах, намного превышают суммы, необходимые для предотвращения слепоты.

Исследовать

Клинические испытания / исследования в области безопасности пищевых продуктов и питания

В 2009 году результаты клинического испытания золотого риса с участием взрослых добровольцев из США были опубликованы в Американском журнале клинического питания . Исследование пришло к выводу, что «бета-каротин, полученный из золотого риса, эффективно превращается в витамин А у людей». Резюме для Американского общества питания предполагает, что «золотой рис, вероятно, может обеспечить 50% рекомендуемой диетической нормы (RDA) витамина А из очень скромного количества - возможно, чашки - риса, если потреблять его ежедневно. Это количество хорошо в привычках потребления большинства маленьких детей и их матерей ".

Хорошо известно, что бета-каротин содержится во многих питательных продуктах, потребляемых во всем мире, включая фрукты и овощи. Бета-каротин в пище является безопасным источником витамина А. В августе 2012 года Университет Тафтса и другие опубликовали исследование золотого риса в Американском журнале клинического питания, показывающее, что бета-каротин, производимый золотым рисом, столь же эффективен, как и бета-каротин. в масле при обеспечении детей витамином А. В исследовании говорится, что «процессы и протокол приема на работу были одобрены». В 2015 году журнал отозвал исследование, заявив, что исследователи поступили неэтично, давая китайским детям золотой рис без согласия их родителей.

Смоделированное аналитическое исследование De Moura et al. (2016) предполагает, что рис с бета-каротином (например, золотой рис) может улучшить потребление витамина А и снизить распространенность дефицита витамина А среди женщин и детей. Молекулярно-генетическая характеристика риса GR2E, включая оценку потенциальной токсической или аллергической реакции на вновь экспрессированные белки ZmPSY1 и CRTI, при рассмотрении вместе со сравнительной оценкой состава10, подтверждает вывод о том, что пищевые продукты, полученные из сортов риса, содержащих событие GR2E, являются такими же безопасен как пища, полученная из традиционных сортов риса.

Полемика

Критики генетически модифицированных культур высказывают различные опасения. Первоначально проблема заключалась в том, что в золотом рисе изначально не было достаточного содержания провитамина А. Эта проблема была решена наступлением события GR2E. Скорость, с которой бета-каротин разлагается после сбора урожая риса, и сколько его остается после варки, оспариваются. Однако исследование 2009 года пришло к выводу, что бета-каротин из золотого риса эффективно превращается в витамин А у людей. добавки с витамином А и лучше, чем натуральный бета-каротин в шпинате .

Гринпис выступает против использования любых запатентованных генетически модифицированных организмов в сельском хозяйстве и выступает против выращивания золотого риса, утверждая, что это откроет дверь для более широкого использования ГМО. Международный научно - исследовательский институт риса (IRRI) подчеркнул некоммерческий характер своего проекта, заявив , что «ни одна из компаний , перечисленных ... участвуют в проведении научно - исследовательских и опытно -конструкторских работ по МНИИР или его партнеров в Golden Rice, и ни один из них не будет получать гонорары или выплаты от маркетинга или продажи сортов золотистого риса, разработанных IRRI ».

Вандана Шива , индийский активист, выступающий против ГМО, утверждала, что проблема заключается не в самом растении, а в потенциальных проблемах с бедностью и утратой биоразнообразия . Шива утверждал, что эти проблемы могут усугубиться корпоративным контролем над сельским хозяйством. Сосредоточившись на узкой проблеме (дефицит витамина А), утверждал Шива, сторонники золотого риса скрывают ограниченную доступность разнообразной и питательной пищи. Другие группы утверждали, что разнообразная диета, содержащая продукты, богатые бета-каротином, такие как сладкий картофель , листовые овощи и фрукты , обеспечит детей достаточным количеством витамина А. Кейт Уэст из школы общественного здравоохранения Bloomberg Джонса Хопкинса заявил, что продукты, содержащие витамин А, часто недоступны, доступны только в определенное время года или слишком дороги для бедных семей в слаборазвитых странах.

В 2008 году эксперт ВОЗ по недостаточному питанию Франческо Бранка сослался на отсутствие реальных исследований и неопределенность в отношении того, сколько людей будут использовать золотой рис, заключив, что «раздача добавок, обогащение существующих продуктов витамином А и обучение людей выращиванию моркови или некоторых листовых овощей. являются на данный момент более многообещающими способами борьбы с этой проблемой ". В 2013 году автор Майкл Поллан , критиковавший продукт в 2001 году, не впечатленный его преимуществами, выразил поддержку продолжению исследования.

В 2012 году разногласия возникли по поводу исследования, опубликованного в Американском журнале клинического питания . Позже выяснилось, что исследование, в котором участвовало кормление ГМ-рисом детей в возрасте от 6 до 8 лет в Китае, нарушило правила исследований на людях как Университета Тафтса, так и федерального правительства. Последующие обзоры не обнаружили доказательств проблем с безопасностью исследования, но обнаружили проблемы с недостаточными формами согласия, несанкционированными изменениями в протоколе исследования и отсутствием одобрения со стороны китайского совета по этике . Кроме того, использованный ГМ-рис был незаконно ввезен в Китай.

Служба поддержки

Фонд Билла и Мелинды Гейтс поддерживает использование генетически модифицированных организмов в сельскохозяйственном развитии и поддерживает Международный научно-исследовательский институт риса в разработке золотого риса. В июне 2016 года 107 нобелевских лауреатов подписали письмо, в котором призвали Гринпис и его сторонников отказаться от кампании против ГМО, в частности против золотого риса.

В мае 2018 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило использование золотого риса для потребления человеком, заявив: «На основании информации, представленной IRRI в FDA, в настоящее время у нас нет дополнительных вопросов относительно продуктов питания для людей или животных, полученных из риса GR2E. . " Это четвертая национальная организация здравоохранения, одобрившая использование золотого риса в 2018 году, наряду с Австралией, Канадой и Новой Зеландией, которые опубликовали свои оценки ранее в этом году.

Протесты

8 августа 2013 года протестующие выкорчевали экспериментальный участок золотого риса, разрабатываемый IRRI и DA-PhilRice в провинции Камаринес-Сур на Филиппинах. Британский писатель Марк Линас сообщил в Slate, что вандализм был совершен группой активистов во главе с крайне левым Килусангом Магбубукидом нг Пилипинас (KMP) (неофициальный перевод: Движение фермеров Филиппин ), к ужасу других протестующих. . В искоренении не участвовали местные фермеры; только небольшое количество активистов повредили урожай золотого риса.

Распределение

Была рекомендована бесплатная раздача «золотого риса» фермерам, ведущим натуральное хозяйство . Бесплатные лицензии для развивающихся стран были предоставлены быстро благодаря положительной рекламе, которую получил золотой рис, особенно в журнале Time в июле 2000 года. Компания Monsanto была одной из компаний, предоставивших бесплатные лицензии на соответствующие патенты, принадлежащие компании. Граница между гуманитарным и коммерческим использованием была установлена ​​на уровне 10 000 долларов США . Следовательно, до тех пор, пока фермер или последующий пользователь генетики золотого риса не будет зарабатывать более 10 000 долларов в год, никаких гонораров выплачивать не потребуется. Кроме того, фермерам будет разрешено хранить и пересаживать семена.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки