Обнаружение генетически модифицированных организмов

Обнаружение генетически модифицированных организмов в продуктах питания или кормах возможно биохимическими методами. Он может быть либо качественным, показывающим, какой генетически модифицированный организм (ГМО) присутствует, либо количественным, измеряющим, в каком количестве присутствует определенный ГМО. Возможность обнаружения ГМО является важной частью маркировки ГМО, поскольку без методов обнаружения отслеживание ГМО будет зависеть исключительно от документации.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это метод биохимии и молекулярной биологии, позволяющий выделить и экспоненциально амплифицировать фрагмент ДНК посредством ферментативной репликации без использования живого организма. Он позволяет обнаруживать определенные цепи ДНК, создавая миллионы копий целевой генетической последовательности. Целевая последовательность по существу фотокопируется с экспоненциальной скоростью, а простые методы визуализации позволяют легко увидеть миллионы копий.

Метод работает путем объединения целевой генетической последовательности с специально разработанными комплементарными участками ДНК, называемыми праймерами . При наличии целевой последовательности праймеры совпадают с ней и запускают цепную реакцию. Ферменты репликации ДНК используют праймеры в качестве точек стыковки и начинают удваивать целевые последовательности. Процесс повторяется снова и снова путем последовательного нагревания и охлаждения до тех пор, пока удвоение и удвоение не умножат целевую последовательность в несколько миллионов раз. Миллионы идентичных фрагментов затем очищаются в пластинке геля, окрашиваются и их можно увидеть в ультрафиолетовом свете. Он не склонен к загрязнению. Независимо от разнообразия методов, используемых для анализа ДНК, только ПЦР в различных форматах широко применяется для обнаружения/анализа ГМО и обычно принимается для целей соблюдения нормативных требований. Методы обнаружения, основанные на ДНК, основаны на комплементарности двух цепей двойной спирали ДНК, которые гибридизуются специфичным для последовательности образом. ДНК ГМО состоит из нескольких элементов, которые управляют его функционированием. Элементами являются последовательность промотора, структурный ген и стоп-последовательность гена. ^[1]

Количественное обнаружение

Количественная ПЦР (Q-ПЦР) используется для измерения количества продукта ПЦР (предпочтительно в реальном времени, QRT-ПЦР). ^[2] Это метод выбора для количественного измерения количества трансгенной ДНК в образце пищи или корма. Q-PCR обычно используется для определения наличия последовательности ДНК в образце и количества ее копий в образце. Методом, имеющим на данный момент самый высокий уровень точности, является количественная ПЦР в реальном времени. В методах QRT-PCR используются флуоресцентные красители, такие как Sybr Green, или содержащие флуорофор зонды ДНК, такие как TaqMan , для измерения количества амплифицированного продукта в реальном времени. Если целевая генетическая последовательность уникальна для определенного ГМО, положительный тест ПЦР доказывает, что ГМО присутствует в образце.

Качественное обнаружение

Наличие или отсутствие ГМО в образце можно проверить с помощью Q-ПЦР, а также с помощью мультиплексной ПЦР . Мультиплексная ПЦР использует несколько уникальных наборов праймеров в рамках одной реакции ПЦР для получения ампликонов разных размеров, специфичных для разных последовательностей ДНК, то есть разных трансгенов. Воздействуя одновременно на несколько генов, можно получить дополнительную информацию за один тест, для проведения которого в противном случае потребовалось бы в несколько раз больше реагентов и больше времени. Температуры отжига для каждого набора праймеров должны быть оптимизированы для правильной работы в рамках одной реакции, а размеры ампликонов , т. е. длина их пар оснований , должны быть достаточно разными, чтобы образовывать отдельные полосы при визуализации с помощью гель-электрофореза .

Обнаружение, специфичное для события, и обнаружение, специфичное для конструкции

Когда производители, импортеры или органы власти проверяют образец на непреднамеренное присутствие ГМО, они обычно не знают, какого ГМО ожидать. В то время как власти ЕС предпочитают подход к этой проблеме, ориентированный на конкретные события, власти США полагаются на схемы испытаний, специфичные для конкретных конструкций.

Обнаружение конкретных событий

Обнаружение, специфичное для конкретного события, направлено на наличие последовательности ДНК, уникальной для определенного ГМО, обычно это место соединения трансгена и исходной ДНК организма. Этот подход идеален для точной идентификации ГМО, однако очень похожие ГМО останутся совершенно незамеченными. Обнаружение конкретных событий основано на ПЦР.

Конструктивное обнаружение

Методы обнаружения, специфичные для конструкции, могут быть основаны либо на ДНК, либо на белковой основе. Обнаружение на основе ДНК ищет часть чужеродной ДНК, вставленную в ГМО. По техническим причинам некоторые последовательности ДНК являются общими для нескольких ГМО. Белковые методы обнаруживают продукт трансгена, например токсин Bt . Поскольку разные ГМО могут производить один и тот же белок, специфическое обнаружение конструкции может проверить образец на наличие нескольких ГМО за один этап, но не может точно определить, какие из схожих ГМО присутствуют. Особенно в США обнаружение на основе белков используется для подхода, специфичного для конструкции.

Недостатки существующих методов обнаружения

В настоящее время крайне маловероятно, что присутствие неожиданных или даже неизвестных ГМО будет обнаружено, поскольку для обнаружения необходимо знать либо последовательность ДНК трансгена, либо его продукт, белок. Кроме того, даже тестирование на наличие известных ГМО требует много времени и средств, поскольку современные надежные методы обнаружения позволяют одновременно проверять только один ГМО. Поэтому исследовательские программы, такие как Co-Extra, разрабатывают улучшенные и альтернативные методы тестирования, например, микрочипы ДНК .

Альтернативные методы обнаружения

Улучшение обнаружения на основе ПЦР

Улучшение обнаружения ГМО с помощью ПЦР является дальнейшей целью европейской исследовательской программы Co-Extra. В настоящее время ведутся исследования по разработке методов мультиплексной ПЦР, которые могут одновременно обнаруживать множество различных трансгенных линий. Еще одной серьезной проблемой является растущая распространенность трансгенных культур с комплексными признаками . Это относится к трансгенным сортам, полученным в результате скрещивания трансгенных родительских линий, сочетающих в себе трансгенные признаки обоих родителей. , в настоящее время ожидающий решения Европейской комиссии, Один сорт ГМ-кукурузы, MON863 x MON810 x NK603 имеет три совмещенных признака. Он устойчив к гербицидам и двум различным видам насекомых-вредителей. Некоторые комбинированные методы тестирования могут дать результаты, которые утроят фактическое содержание ГМ в образце, содержащем эти ГМО.

Обнаружение неизвестных ГМО

Почти все трансгенные растения содержат несколько общих строительных блоков, которые облегчают поиск неизвестных ГМО. Хотя обнаружение нового гена в ГМО может быть похоже на поиск иголки в стоге сена, тот факт, что иголки обычно похожи, значительно облегчает задачу. Чтобы запустить экспрессию генов, ученые связывают ген, который они хотят добавить, с так называемым промотором транскрипции . Высокоэффективный промотор 35S является общей чертой многих ГМО. Кроме того, стоп-сигнал транскрипции генов в большинстве ГМО часто один и тот же: терминатор NOS . Сейчас исследователи составляют набор генетических последовательностей, характерных для ГМО. После отбора генетических элементов, характерных для ГМО, разрабатываются методы и средства их обнаружения в тестовых образцах. Рассматриваемые подходы включают микрочипы и якорное ПЦР-профилирование.

Ближняя инфракрасная флуоресценция (NIR)

в ближнем инфракрасном диапазоне Обнаружение флуоресценции (NIR) — это метод, который может определить, какие химические вещества присутствуют в образце на основе их физических свойств. При воздействии на образец ближнего инфракрасного света химические связи в образце вибрируют и повторно высвобождают световую энергию с длиной волны, характерной для конкретной молекулы или химической связи. Пока неизвестно, достаточно ли велики различия между ГМО и обычными растениями, чтобы их можно было обнаружить с помощью NIR-визуализации. Хотя этот метод потребует передового оборудования и инструментов обработки данных, нехимический подход может иметь некоторые преимущества, такие как более низкие затраты, повышенная скорость и мобильность.

Контроль по стране

Евросоюз

Швейцария

Кантоны Швейцарии проводят тесты на наличие генетически модифицированных организмов в пищевых продуктах. В 2008 году 3% протестированных образцов содержали обнаруживаемые количества ГМО. ^[3] В 2012 году 12% проанализированных образцов содержали обнаруживаемые количества ГМО (в том числе 2,4% ГМО, запрещенных в Швейцарии). ^[3] За исключением одного, все протестированные образцы содержали менее 0,9% ГМО; это порог, при котором налагается маркировка, указывающая на наличие ГМО. ^[3]

См. также

Отзыв кукурузы StarLink

Ссылки

^ Шрайбер, Г.А. «Проблемы методов обнаружения генетически модифицированной ДНК в пищевых продуктах» (PDF) . Пищевой контроль . стр. 351–352 . Проверено 13 декабря 2013 г.
^ Логан Дж., Эдвардс К., Сондерс Н., ред. (2009). ПЦР в реальном времени: современные технологии и приложения . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-39-4 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с (на французском языке) Фабьен Фиваз, «На наших тарелках растет количество ГМО, несмотря на мораторий», Stop OGM infos , нет. 53 ноября 2013 г.

Внешние ссылки

Co-Extra: исследования по сосуществованию и отслеживаемости исследуют новые и улучшенные методы обнаружения.
Европейская сеть лабораторий ГМО, архивировано 1 июля 2007 г. в Wayback Machine, разрабатывает и стандартизирует методы обнаружения.
Институт стандартных образцов и измерений предоставляет эталонные материалы для обнаружения ГМО
База данных методов обнаружения ГМО Института здравоохранения и защиты потребителей (IHCP) предоставляет проверенные методы обнаружения ГМО.

[1] Шрайбер, Г.А. «Проблемы методов обнаружения генетически модифицированной ДНК в пищевых продуктах» (PDF) . Пищевой контроль . стр. 351–352 . Проверено 13 декабря 2013 г.

[LoganEdwardsSaunders-2] Логан Дж., Эдвардс К., Сондерс Н., ред. (2009). ПЦР в реальном времени: современные технологии и приложения . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-39-4 .

[Fivaz-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с (на французском языке) Фабьен Фиваз, «На наших тарелках растет количество ГМО, несмотря на мораторий», Stop OGM infos , нет. 53 ноября 2013 г.

[1]

[2]

[3]