Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу

Аналізується проблема непередбачених ефектів, які можуть бути обумовлені генетичними модифікаціями рослин. Обговорюються фактори, що спричиняють виникнення непередбачених ефектів в генетично модифікованих рослинах, наслідки, які вони можуть спричинити, та можливість мінімізації їх шляхом застосуванн...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Цитология и генетика
Дата:	2011
Автори:	Сорочинський, Б.В., Бурлака, О.М., Науменко, В.Д., Секан, А.C.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України 2011
Теми:	Обзорные статьи
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66866
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу / Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.C. Секан // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 4. — С. 65-75. — Бібліогр.: 81 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-66866
record_format	dspace
spelling	Сорочинський, Б.В. Бурлака, О.М. Науменко, В.Д. Секан, А.C. 2014-07-23T18:52:57Z 2014-07-23T18:52:57Z 2011 Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу / Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.C. Секан // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 4. — С. 65-75. — Бібліогр.: 81 назв. — укр. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66866 575.22:58 Аналізується проблема непередбачених ефектів, які можуть бути обумовлені генетичними модифікаціями рослин. Обговорюються фактори, що спричиняють виникнення непередбачених ефектів в генетично модифікованих рослинах, наслідки, які вони можуть спричинити, та можливість мінімізації їх шляхом застосування вдосконалених методів генної інженерії. Описуються сучасні методичні підходи до аналізу непередбачених ефектів як етапу оцінки безпечності трансгенних рослин, зокрема методи молекулярного профілювання з використанням різних «-омік»-технологій. Анализируется проблема непредвиденных эффектов, которые могут быть обусловлены генетическими модификациями растений. Обсуждаются факторы, вызывающие возникновение непредвиденных эффектов в генетически модифицированных растениях, а также последствия, к которым они могут привести, и возможность их минимизации путем использования усовершенствованных методов генетической модификации. Описываются современные методологические подходы к анализу непредвиденных эффектов как этапа в оценке безопасности трансгенных растений, в частности, методы молекулярного профилирования с использованием разных «-омик»-технологий. The problem of unintended effects caused by genetic modification of plants is analysed. Factors that can provoke the unintended effects in genetically engineered plants, their consequences and possibility of the avoiding of unintended effects with use of current methods of genetic modification are discussed. Modern methodological approaches applied to analyse the unintended effects during the safety assessment of transgenic plants, in particular methods of molecular profiling with different « omic» technologies are described. uk Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України Цитология и генетика Обзорные статьи Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу Непредвиденные эффекты генетических модификаций растений и методы их анализа Unintended effects of genetic modifications in plants and methods of their analysis Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу
spellingShingle	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу Сорочинський, Б.В. Бурлака, О.М. Науменко, В.Д. Секан, А.C. Обзорные статьи
title_short	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу
title_full	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу
title_fullStr	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу
title_full_unstemmed	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу
title_sort	непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу
author	Сорочинський, Б.В. Бурлака, О.М. Науменко, В.Д. Секан, А.C.
author_facet	Сорочинський, Б.В. Бурлака, О.М. Науменко, В.Д. Секан, А.C.
topic	Обзорные статьи
topic_facet	Обзорные статьи
publishDate	2011
language	Ukrainian
container_title	Цитология и генетика
publisher	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
format	Article
title_alt	Непредвиденные эффекты генетических модификаций растений и методы их анализа Unintended effects of genetic modifications in plants and methods of their analysis
description	Аналізується проблема непередбачених ефектів, які можуть бути обумовлені генетичними модифікаціями рослин. Обговорюються фактори, що спричиняють виникнення непередбачених ефектів в генетично модифікованих рослинах, наслідки, які вони можуть спричинити, та можливість мінімізації їх шляхом застосування вдосконалених методів генної інженерії. Описуються сучасні методичні підходи до аналізу непередбачених ефектів як етапу оцінки безпечності трансгенних рослин, зокрема методи молекулярного профілювання з використанням різних «-омік»-технологій. Анализируется проблема непредвиденных эффектов, которые могут быть обусловлены генетическими модификациями растений. Обсуждаются факторы, вызывающие возникновение непредвиденных эффектов в генетически модифицированных растениях, а также последствия, к которым они могут привести, и возможность их минимизации путем использования усовершенствованных методов генетической модификации. Описываются современные методологические подходы к анализу непредвиденных эффектов как этапа в оценке безопасности трансгенных растений, в частности, методы молекулярного профилирования с использованием разных «-омик»-технологий. The problem of unintended effects caused by genetic modification of plants is analysed. Factors that can provoke the unintended effects in genetically engineered plants, their consequences and possibility of the avoiding of unintended effects with use of current methods of genetic modification are discussed. Modern methodological approaches applied to analyse the unintended effects during the safety assessment of transgenic plants, in particular methods of molecular profiling with different « omic» technologies are described.
issn	0564-3783
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66866
citation_txt	Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу / Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.C. Секан // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 4. — С. 65-75. — Бібліогр.: 81 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT soročinsʹkiibv neperedbačeníefektigenetičnihmodifíkacíiroslintametodiíhnʹogoanalízu AT burlakaom neperedbačeníefektigenetičnihmodifíkacíiroslintametodiíhnʹogoanalízu AT naumenkovd neperedbačeníefektigenetičnihmodifíkacíiroslintametodiíhnʹogoanalízu AT sekanac neperedbačeníefektigenetičnihmodifíkacíiroslintametodiíhnʹogoanalízu AT soročinsʹkiibv nepredvidennyeéffektygenetičeskihmodifikaciirasteniiimetodyihanaliza AT burlakaom nepredvidennyeéffektygenetičeskihmodifikaciirasteniiimetodyihanaliza AT naumenkovd nepredvidennyeéffektygenetičeskihmodifikaciirasteniiimetodyihanaliza AT sekanac nepredvidennyeéffektygenetičeskihmodifikaciirasteniiimetodyihanaliza AT soročinsʹkiibv unintendedeffectsofgeneticmodificationsinplantsandmethodsoftheiranalysis AT burlakaom unintendedeffectsofgeneticmodificationsinplantsandmethodsoftheiranalysis AT naumenkovd unintendedeffectsofgeneticmodificationsinplantsandmethodsoftheiranalysis AT sekanac unintendedeffectsofgeneticmodificationsinplantsandmethodsoftheiranalysis
first_indexed	2025-11-24T03:38:12Z
last_indexed	2025-11-24T03:38:12Z
_version_	1850839629633159168
fulltext	УДК 575.22:58 Б.В. СОРОЧИНСЬКИЙ, О.М. БУРЛАКА , В.Д. НАУМЕНКО, А.C. СЕКАН Державна установа «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України», Київ E)mail: bsorochinsky@yahoo.com НЕПЕРЕДБАЧЕНІ ЕФЕКТИ ГЕНЕТИЧНИХ МОДИФІКАЦІЙ РОСЛИН ТА МЕТОДИ ЇХНЬОГО АНАЛІЗУ Аналізується проблема непередбачених ефектів, які можуть бути обумовлені генетичними модифікаціями рослин. Обговорюються фактори, що спричиняють ви" никнення непередбачених ефектів в генетично модифі" кованих рослинах, наслідки, які вони можуть спричини" ти, та можливість мінімізації їх шляхом застосування вдосконалених методів генної інженерії. Описуються су" часні методичні підходи до аналізу непередбачених ефек" тів як етапу оцінки безпечності трансгенних рослин, зокрема методи молекулярного профілювання з викори" станням різних «"омік»"технологій. Створення та подальша комерціалізація ге� нетично модифікованих (ГМ) рослин спрово� кували багато дискусій, які тривають і досі. Від� булося багато обговорень проблеми безпечнос� ті ГМ продуктів харчування та пов’язаних з цією проблемою питань, таких як право спо� живача на інформацію, маркування, етичні та релігійні аспекти тощо. Прийняття Закону України про біобезпеку, зростання числа ГМ продуктів харчування, що дозволені у Євро� пейському Союзі, та збільшення світового об� сягу торгівлі генетично модифікованими орга� нізмами потребує ревізії фактів та думок, що супроводжують цю технологію з метою підви� щення інформованості населення для прий� няття обґрунтованих рішень. Технології, що були нещодавно розроблені для аналізу якості їжі та для вивчення її впливу на здоров’я лю� дей, а також раніше отримані наукові резуль� тати можуть підтвердити безпечність генетично модифікованої продукції та дозволяють іден� тифікувати потенційні ризики для тих рослин і продуктів харчування, які зараз створюються. Перше повідомлення про успішне створення ГМ рослини з’явилося у 1983 р., у ньому опи� сувалось перенесення у рослини тютюну гена стійкості до комах [1]. ГМ продуктом, що вперше був дозволений для харчування людини, були FlavrSavr томати, створені каліфорнійською компанією Calgene. Ці томати мали покращену здатність до збері� гання завдяки перенесенню антисенсового ге� на полігалактуронази [2]. Вперше вони були продані у 1994 р. в США, і хоча Адміністрація з продуктів харчування та медикаментів (US Food And Drug Administration) стверджувала, що немає жодних ризиків для здоров’я і склад по� живних елементів був незмінним, вони були ко� мерціалізовані лише протягом декількох років. У 2009 р., через 15 років після початку ко� мерціалізації, трансгенні рослини вирощували� ся вже на 134 млн га (9 % від загальних 1,5 млрд га світових площ сільськогосподарських зе� мель). Зараз трансгенні рослини вирощують у 25 країнах, в яких проживає 3,6 млрд, або 54 % світового населення. Шість країн з найбільши� ми площами вирощування генетично модифі� кованих культур – це США (64,0 млн га), Бра� зилія (21,4 млн га), Аргентина (21,3 млн га), Індія (8,4 млн га), Канада (8,2 млн га) та Китай (3,7 млн га). Решта 7 млн га площ посівів транс� генних рослин припадають на 19 інших країн ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 5 65 Обзорные статьи © Б.В. СОРОЧИНСЬКИЙ, О.М. БУРЛАКА, В.Д. НАУМЕНКО, А.C. СЕКАН, 2011 світу. З 1996 по 2009 рр. світові площі, на яких вирощуються ГМ рослини, зросли у 80 разів. Станом на 2009 р. ще у 32 країнах було дозво� лено ввезення та використання таких рослин для харчування людини і тварин. Прогнозуєть� ся, що у проміжку між 2006 і 2015 рр. площа по� сівів під трансгенні рослини з різними ознака� ми подвоїться [4]. Основними ознаками, що привнесені в ко� мерціалізовані рослини, є стійкість до гербі� цидів, а також до шкідників. Ці характеристи� ки забезпечують певні переваги при вирощу� ванні таких рослин. Зокрема було показано, що забезпечення стійкості до гербіцидів спри� чиняє менше шкоди для довкілля, ніж техно� логії боротьби з бур’янами, які воно замінило, і веде до істотного зменшення забруднення поверхневих вод, ґрунту та повітря [5, 6]. Крім того, вирощування трансгенних рослин при� звело до певних змін у технологіях обробки ґрунту [7], що дозволяє захистити ґрунт від на� грівання, зберегти вологість та запобігти еро� зії. Це веде також до збереження часу, енергії, техніки і, як наслідок, до зменшення викидів вуглекислого газу [8]. Впровадження у росли� ни ознаки стійкості до шкідників також при� звело до відчутних позитивних ефектів, серед яких зменшення використання інсектицидів та захист здоров’я фермерів завдяки зменшен� ню їхнього контакту з пестицидами [9]. Вико� ристання таких рослин також зменшило ви� трати енергії та техніки і зумовило покращен� ня якості продуктів (за рахунок обмеження вмісту мікотоксинів) [10, 11]. Однак питання оцінки ризиків та користі від використання нової сільськогосподарської технології продовжує залишатися актуальним. Незважаючи на оприлюднені переваги як для виробників, так і для довкілля від використан� ня ГМ рослин, стійких до гербіцидів та шкід� ників, громадські організації стверджують, що такі переваги не визнаються більшістю споживачів. Очікується, що так зване «наступ� не покоління ГМ рослин», які розробляються зараз, дозволить змінити таке сприйняття [12]. Ці нові рослини матимуть нові властивості, що будуть корисними для здоров’я людини, оскільки міститимуть більше вітамінів, будуть здатні зберігатися більш тривалий час, а також синтезуватимуть різні фармацевтичні сполуки, такі як протипухлинні та терапевтичні агенти, їстівні вакцини [13, 14]. Найбільше занепокоєння громадськості ще донедавна викликало питання про можливість перенесення маркерних генів, що забезпечу� ють стійкість до антибіотиків, до геному інших організмів, насамперед мікрофлори, що живе у кишечнику ссавців, і, відповідно, подальшого набуття такими організмами стійкості до ан� тибактеріальних сполук. Можливість горизон� тального перенесення маркерних генів, які за� безпечують стійкість до антибіотиків (гени стійкості до антибіотиків не впливають на по� живний склад, алергенність і/або токсичність нових ГМ харчових продуктів), дійсно показа� на експериментально у невеликій кількості публікацій, однак переважна більшість дослід� жень свідчать про відсутність будь�яких ризи� ків для людини та тварин, позаяк перенесення маркерних генів стійкості до антибіотиків від ГМ рослин до бактерій, які не містять таких генів, надзвичайно малоімовірне [15–17]. Вста� новлено наприклад, що в оптимізованих умо� вах трансформації імовірність інтеграції гена стійкості до канаміцину в бактеріальний ге� ном складає менше 10–13 [18]. За результатами експериментів in vitro, в яких вивчалася ймо� вірність горизонтального перенесення генів від ГМ рослин (транcгенна картопля з геном бе� та�лактамази) до бактерій, частота трансфор� мації була оцінена як дуже низька або така, що прямує до нуля (менше 2 · 10–17 на клітину) у природних умовах [19]. Селективний відбір ґрунтових бактерій з ділянок польових випро� бувань ГМ рослин, що містять маркерні гени стійкості до антибіотиків, також виявив від� сутність трансформованих бактерій [20, 21]. Потенційні ризики для здоров’я детально обговорені у публікації [22], при цьому врахо� вувалося, що ризик у 0 % є статистично немож� ливим. Перед вивільненням на ринок продукти, отримані з ГМ рослин, так само як і інші нові продукти, дуже детально вивчаються з метою встановлення їхнього потенційного впливу на здоров’я людини. У публікації Koenig et al. [23] узагальнено методи, що розроблені для оцінки безпечності продуктів, отриманих з ГМ рос� лин. Оцінка ризиків для передбачуваних ефек� тів здійснюється завдяки спеціальним тестам in vitro та клінічним тестам, однак деякі науко� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 566 Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.С. Секан ві групи акцентують увагу на потребі аналізу непередбачених (або ж неочікуваних, нецільо� вих, чи unintended) ефектів [24, 25], хоча при цьому немає жодних підстав стверджувати, що такі ефекти є більш характерними для ГМ рослин, ніж для традиційних культур. Всі методи, що використовуються для се� лекції рослин або маніпулювання їхніми озна� ками, включаючи самозапилення та перехресне запилення, гібридизацію, мутаційну селекцію (хімічний та радіаційний мутагенез), біотехно� логічні методи (злиття протопластів і техноло� гії рекомбінантної ДНК), мають певний по� тенціал викликати неочікувані ефекти [26]. Існують експериментально підтверджені свід� чення того, що різні методи обумовлюють різну імовірність виникнення таких ефектів, зокрема найменше їх виникає при використанні селек� ції в гомогенних популяціях, найбільше – при застосуванні методів хімічного, радіаційного мутагенезу, тоді як методи генної інженерії за цим показником займають проміжне місце [27, 28]. Застосування методів, що продукують менше неочікуваних ефектів, має більш обме� жені можливості для створення нових рослин з певною ознакою, тоді як застосування мето� дів, які забезпечують широкі можливості для прояву нової ознаки, пов’язане із більшою імовірністю виникнення також і нецільових ефектів. Прикладом виникнення негативних непередбачених ефектів при застосуванні тра� диційної селекції можуть бути публікації про те, що гарбузи, отримані методами традиційної селекції, спричинили харчові отруєння [29]; різновид традиційної селери, стійкої до пести� цидів, спричинив захворювання у працівників сільського господарства (виявилось, що міс� тить у сім разів більше пcораленів, ніж звичай� на селера) [30]; різновид картоплі Lenape міс� тив дуже високі рівні токсичного соланіну і в результаті був вилучений з вирощування [31]. З огляду на це зараз приділяється велика увага вивченню, передбаченню та поясненню механізмів виникнення непередбачених (не� очікуваних) ефектів, що можуть мати місце в трансгенних культурах [26, 32, 33]. До непе� редбачених ефектів, які проявляються у резуль� таті генно�інженерних маніпуляцій з рослина� ми, слід віднести синтез нових метаболітів різ� ної природи, що обумовлений трансформацією рослини і може вплинути на її (рослини) влас� тивості. Непередбачені ефекти також визнача� ють як статистично достовірні відмінності фе� нотипу, метаболізму, хімічного складу гене� тично модифікованих рослин у порівнянні з батьківськими формами, за винятком відмін� ностей, які були прямою метою трансгенозу. Таке визначення вимагає, щоб ГМ і не ГМ рослини вирощувалися в однакових умовах. Окрім того, непередбачені ефекти генетичної трасформації класифікують на дві групи – прогнозовані і непрогнозовані [34]. Прогно� зовані можуть бути пояснені з точки зору на� явних відомостей про метаболізм рослини і функції трансгена, а також про умови та на� слідки його інтеграції у ДНК хазяїна. Наприк� лад, трансгенний ріпак містив підвищені рівні каротиноїдів у насінні, що є цільовим ефек� том трансформації, але поряд із цим виявився неочікуваним знижений вміст інших сполук (токоферолів та хлорофілів) [35]. Ці результа� ти не стали повністю несподіваними, тому що відомо про зв’язок метаболічних шляхів продукції каротину та токоферолів і хлорофі� лів. Непрогнозовані ефекти, навпаки, не мають очевидного пояснення. В описаному експери� менті з підвищеним вмістом каротину у транс� генному ріпаку склад жирних кислот був та� кож змінений, а саме збільшився вміст олеїно� вої і зменшився вміст лінолевої та ліноленової кислот, тоді як про зв’язок між синтезом жир� них кислот та каротиноїдів нічого не відомо. При використанні технологій рекомбінант� них ДНК неочікувані ефекти можуть виник� нути через непередбачуваність взаємодії при� внесених генів із генами організму�хазяїна та проявом цих нових поєднань генів на рівні фенотипу і в різних умовах навколишнього се� редовища. Включення багатьох копій трансгена у геном та ефект положення за умови випад� кової інтеграції часто асоційовані із нестабіль� ністю експресії трансгена [26]. Випадкове вбу� довування послідовностей привнесеної ДНК може спричинити перебудови ДНК поряд із ділянкою вбудовування трансгена, модифіка� цію, послаблення чи припинення експресії, розрив існуючих генів, а також активацію ге� нів, що «мовчать». Генетичні конструкції мо� жуть розпадатися на фрагменти та вбудовува� тися у різні ділянки геному хазяїна [36–39]. Після ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 5 67 Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу того як трансген починає експресуватися, іс� нує певна ймовірність того, що його продукт може вплинути на метаболізм рослини. На� приклад, організм може відреагувати припи� ненням експресії трансгена [40], або ж можли� вим є припинення синтезу сполук, які присут� ні в контролі, і тому ефект трансгенезу стає протилежним від бажаного [41]. Крім того, метод культури тканин in vitro, який викорис� товується з метою регенерації рослин після успішного трансгенезу, сам по собі може спри� чиняти збільшення кількості мутацій у геномі [42]. Оскільки організми одного виду генетич� но не ідентичні між собою, то привнесена ге� нетична конструкція може проявлятися по� різному у різних екземплярів одного і того ж виду [43]. Неочікувані ефекти можуть виника� ти також, коли трансгенний організм зазнає впливу змінених умов середовища [44, 45]. Прикладом може бути трансгенний ячмінь, що містив привнесені гени BAR, uldA та ген термостабільної бета�глюканази і демонстрував незмінні рівні бета�глюканази, але за рядом фе� нотипових ознак, які визначаються взаємодією генотипу і середовища, мав гірші властивості, ніж традиційний ячмінь [46]. У рослин ріпаку насіння�специфічна посилена експресія фітоен синтетази спричинила зростання у 500 разів вмісту альфа� та бета�каротину, але не лютеїну, який був основним каротиноїдом для групи контрольних рослин [35]. Стебла Bt кукурудзи містили більше лігніну, ніж контроль, що впливає відповідно на деградацію біомаси та� ких рослин [47]. Ріпак з привнесеним геном bar, що знаходився під контролем 35S промо� тора вірусу мозаїки цвітної капусти CaMV, став чутливим до гербіциду після інфікування цим вірусом [48]. Трансгенний рис з геном глі� циніну сої мав на 20 % вищий вміст білка та на 50 % вищий вміст вітаміну В6 [49]. Дослідження трансгенних ліній картоплі з модифікованим розщепленням вуглеводів [50] шляхом профілювання 88 метаболітів показа� ло, що ГМ картопля характеризувалася зміне� ним вмістом більшості з цих 88 речовин, на� віть при тому, що продукція багатьох з них, наприклад амінокислот, не пов’язана з циклом розщеплення вуглеводів, який був об’єктом генетичної маніпуляції. При цьому різні транс� генні лінії відрізнялися між собою та від зви� чайних рослин картоплі. Також було виявлено дев’ять речовин у ГМ рослинах, які не вияв� лялися у немодифікованих рослинах. В листі трансгенної картоплі, трансформованої гена� ми лектинів, спостерігали зменшені рівні глі� коалкалоїдів, які є токсичними для ссавців та багатьох комах, що може впливати на природ� ну здатність картоплі протистояти комахам [51]. Неочікувані ефекти можуть іноді виявлятися лише у певних умовах. Так, було зазначено, що трансгенні інсектицид�продукуючі (Bt) росли� ни бавовнику не завжди стійкі до комах і особливо сприйнятливі до шкідників у період формування рослиною коробочок при підви� щених температурах навколишнього середови� ща. Експериментально встановлено, що висо� ка температура під час формування коробочок спричиняє істотне послаблення продукції Bt� токсину у листі Bt�бавовнику [45]. Виникнення та аналіз в складі ГМ рослин непередбачених змін, які можуть бути резуль� татом трансформації рослин, є одним із клю� чових елементів процедури оцінки ризиків но� вих організмів. Випадкове включення генів у геном організму�хазяїна може призвести до неочікуваних змін в процесах метаболізму, що в свою чергу веде до накопичення вторинних метаболітів, серед яких можуть бути присутні і токсини [52]. Здійснюване завдяки сучасним інструментальним методам молекулярне про� філювання трансгенів поступово стає важливим етапом в оцінці безпечності нових ГМ орга� нізмів. Стратегія проведення таких досліджень з використанням різних методик дозволяє встановити зміни в цих організмах на рівні складу і вмісту основних метаболітів, структури геному, експресії генів, трансляції та аналізу метаболічних шляхів. До сучасних методів, що дозволяють дослідити непередбачувані ефекти в генетично модифікованих організ� мах, варто віднести ДНК/РНК мікроарей�тех� нології, методи аналізу протеому і транскрип� тому та інші аналітичні підходи, що допомага� ють сформувати повну картину про молеку� лярну композицію трансгенного організму [25, 53–62]. Використання газової хромато� графії (GC) з мас�спектрометрією (MS) дозво� ляє ідентифікувати та кількісно визначати ві� домі та невідомі компоненти, зокрема і мета� боліти з низькою молекулярною масою [53]. ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 568 Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.С. Секан Метод GC�TOFMS (time of flight) передбачає використання «часо�пролітного» мас�аналіза� тора і має власні переваги у чутливості та швидкості проведення аналізу [54]. Високо� ефективна рідинна хроматографія (HPLC) з мас�спектрометрією більш прийнятна, ніж га� зова хроматографія, для термолабільних та мо� лекул з великою масою, що включають фос� фати, ліпіди і численні вторинні метаболіти (алкалоїди, флавоноїди, глюкозинолати, ізоп� реноїди, оксиліпіни, фенілпропаноїди, піг� менти, сапоніни). Розширені можливості для аналізу створює також використання Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC) [55] та HPLC�ESI�MS (Electrospray Ionisation Mass Spectrometry) [56]. Метод FTICR�MS (Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry) забезпечує більш точне ви� значення маси, ніж TOF [57]. Застосування DIMS (Direct Injection Mass Spectrometry) або FIE�MS (Flow Injection Electrospray�MS) не вимагає попереднього хроматографічного роз� ділення досліджуваних сумішей. Ця методика швидка, але менш надійна для кількісного ана� лізу, ніж ті, що включають етап розділення [58]. Використання ЯМР�спектроскопії, що швидко поширюється в останні роки, зробило можливим прямий аналіз екстрактів або на� віть інтактних тканин завдяки «magic angle spinning» (MAS) [59–62]. Потенційно, ЯМР� спектроскопія може виявити будь�яку молекулу, що містить один або більше атомів з відмін� ним від нуля магнітним моментом. Цей метод є недеструктивним і неінвазивним. З його використанням можна проводити аналіз зраз� ків in vivo, але це не дає змоги виявити складо� ві, що знаходяться в дуже низькій концентра� ції. Чутливість методу може бути підвищена завдяки застосуванню магнітних полів з дуже високою напруженістю, а також завдяки вико� ристанню кріогенних зондів (cryogenic probe heads), що призводить до зростання співвідно� шення сигнал : шум в 3–4 рази внаслідок охо� лодження систем детекції (але не зразку) до 20 °К [59]. Для встановлення композиційного складу трансгенних рослин запропоновано два різних підходи [25]. Першим з них є так званий ці� льовий підхід, який постійно використовують для оцінювання нових комерціалізованих ГМ продуктів. При ньому і вивчаються декілька поживних харчових елементів, і якщо їхній вміст змінився, можна говорити про зміну по� живних властивостей і навіть про ризики мо� дифікованих продуктів. При такому підході не враховуються ні невідомі антипоживні спо� луки, ні природні токсини. Так, наприклад, бу� ло здійснено цільовий аналіз 50 ліній транс� генної картоплі за обраними компонентами (розчинні вуглеводи, глікоалкалоїди, вітамін С, жирні кислоти, вільний азот, інгібітори трип� сину) з використанням методів високоефектив� ної аніонообмінної хроматографії (HPAEC), ви� сокороздільної рідинної хроматографії (HPLC), газової хроматографії, мас�спектрометрії. Про� ведений аналіз не виявив суттєвих відміннос� тей чи виникнення непередбачуваних ефектів у трансгенних рослин порівняно з їхніми кон� тролями [63]. Інша стратегія заснована на нецільовому підході з використанням методів профілюван� ня, які дозволяють встановити потенційні змі� ни у ГМ організмах на рівні геному, експресії генів, трансляції, метаболічних шляхів. Незва� жаючи на те, що цільовий підхід для оцінки потенційно небезпечних наслідків генетичної модифікації все ще широко використовуєть� ся, у нещодавніх дослідженнях вже започатко� вано використання методів профілювання з метою детектування різних неочікуваних та непередбачуваних ефектів і, відповідно, підвищення ефективності оцінки безпечності ГМ продуктів. Концепція композиційної еквівалентності, яка є початковим пунктом в оцінці безпечності ГМ рослин, передбачає таку подібність транс� генних та контрольних рослин, що вони мо� жуть бути визнані однаковими [64, 65]. Але оскільки зараз відсутні спеціальні статистично обґрунтовані стандарти [66], виникає питання про те, яка саме різниця у складі продукту є допустимою, а яка – неприйнятною [67]. Ви� користання методів широкомасштабного ана� лізу не ГМ різновидностей сільськогосподарсь� ких рослин дозволяє встановити межу при� родної варіації якісних та кількісних показни� ків, що може бути використано для обґрунто� ваних і адекватних оцінок безпечності транс� генних продуктів. Загалом оцінка нецільових ефектів потребує комплексного підходу через ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 5 69 Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу те, що часто доводиться, окрім відомих факто� рів ризику конкретного продукту, виявляти та� кі, що раніше не фіксувалися для нього [68]. Було здійснено всебічний порівняльний аналіз загальних метаболітів для ГМ та тради� ційної картоплі, що вирощувалась в польових умовах [69]. Для цього використовували ієрар� хічний підхід із застосуванням FIE�MS, GC� TOF�MS, починаючи з швидкого метаболом� ного фінгерпринтингу для того, щоб отримати більш детальні профілі тих метаболітів, для яких очікувалися істотні відмінності. Автори показали, що ГМ картопля, яку використали в дослідженнях, була композиційно еквівалент� ною традиційним сортам, за винятком змін, що обумовлені генетичною модифікацією. Згодом провели дослідження цих же зразків картоплі та зразків нового врожаю, використо� вуючи FIE�MS фінгерпринтинг, результати якого взагалі підтверджували попередні дані [70]. Профілювання генетично модифікованих за різними ознаками ліній картоплі двох різно� видностей із використанням методів протонної (1H) ЯМР�спектроскопії та HPLC�UV виявило більш суттєві відмінності між різновидностя� ми, а не між ГМ лініями та їхніми контролями [60]. У половини ГМ ліній зі зміненим метабо� лізмом поліамінів спостерігалося значне відхи� лення фенотипових ознак від норми, але мета� болічне профілювання виявило лише досить не� значні зміни у біохімічному складі порівняно з контролями, які стосувалися підвищеного вмісту сполук, імовірно задіяних у осмотично� му стресі. У подальшому з використанням ЯМР�спектроскопії, газової та рідинної хро� матографії і мас�спектрометрії були дослідже� ні ці та інші ГМ лінії. Здійснили також метабо� ломний аналіз традиційних сортів картоплі для визначення нормальних меж варіації [63]. За� галом не було відзначено істотних відміннос� тей між ГМ лініями та їхніми контролями, значно більшу варіацію зафіксували між різни� ми сортами. Крім того, виявили клас феноль� них поліамідних кон’югатів (кокоамінів), які раніше не ідентифікувалися у картоплі та ін� ших видів Solanaceae [71], і які є очевидно без� печними для вживання в їжу, оскільки в ре� зультаті були знайдені в багатьох традиційних сортах картоплі, а дослідження їхньої біологіч� ної активності викликало значний інтерес. Порівняння композиційної еквівалентності генетично модифікованої пшениці з батьків� ськими лініями [72] із використанням 1Н ЯМР метаболічного профілювання виявило, що більш значна варіація була спричинена місцем та умовами вирощування, ніж генетичною мо� дифікацією, додатковий аналіз з використан� ням GC�MS дозволив зробити висновки, що вплив навколишнього середовища на метабо� лічну варіацію більш значний, ніж генетична модифікація в даному випадку, і різниця між ГМ лініями та контролями знаходиться в та� ких же межах, як відмінності, що спостерігали� ся між лініями контролю, вирощуваних у різ� них місцях та у різні роки. Для профілювання трансгенної та нетранс� генної кукурудзи, а також з метою характерис� тики окремих сортів було розроблено метод мас�спектрометрії, заснований на високороз� дільній рідинній хроматографії (RP�HPLC� ESI�MS (ion trap)) [73]. Цей метод було вико� ристано для профілювання різних білкових фракцій (альбуміни, глобуліни, проламіни та глютеніни), що були виділені з трансгенної Bt�кукурудзи та нетрансгенних сортів. Як при� клад досліджень, що акцентовані на вивченні безпечності ГМ рослин, варто навести публі� кацію [74], де описані аналіз та характеристика шести різних трансформованих ліній Arabidopsis thaliana (L.) Heyhn, які мали певні модифікації в біосинтезі флавоноїдів. Аналіз трансформан� тів та порівняльний аналіз для характеристики передбачуваних ефектів був здійснений із ви� користанням ПЛР, кількісної ПЛР реального часу та високоефективної рідинної хроматогра� фії. Для ідентифікації потенційних непередба� чуваних ефектів, що викликані трансформа� цією, у ролі нецільового методу використали аналіз мікроареїв кДНК. Незважаючи не те, що трансгенні лінії містили різні привнесені елементи, у них не було встановлено жодних непередбачуваних змін. Вивчалася можли� вість використання 400 МГц протонної ЯМР спектроскопії та рідинної хроматографії для порівняльного аналізу низькомолекулярних сполук (хімічний фінгерпринтинг), що місти� лися у рослинних тканинах [75]. У публікації [76] описано профіль експресії кукурудзи MON 810, що вирощувалася в культурі in vitro та в польових умовах, і відповідних традицій� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 570 Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.С. Секан них сортів та показано, що найбільша відмін� ність існує між двома традиційними сортами. Ці результати ще раз підтверджують, що MON810 і відповідні не ГМ сорти є еквівален� тними між собою за винятком привнесеної ознаки. Для аналізу різноманіття не ГМ сортів вивчали протеом картоплі (Solanum tuberosum L.) [77]. Крім цьoго, з метою вивчення неперед� бачуваних ефектів у профілі білків досліджува� ли також ГМ лінії картоплі. Відмінності між ГМ лініями та їхніми контролями були вста� новлені лише для 9 білків з 730 проаналізова� них. Цей показник є набагато меншим між ГМ лініями та їхніми не ГМ контролями у по� рівнянні з показниками відмінності, що отри� мані між різними сортами, вирощуваними у різних умовах. У цій роботі кількість білків вста� новлювали мас�спектрометрією і доповнювали картою двомірного електрофорезу білків. У ро� боті [78] вивчали протеомний профіль двох поколінь (Т05 та Т06) трансгенної кукурудзи (MON810) у порівнянні з відповідними ізоген� ними контролями (WT05 і WT06). Відмінність була показана для 100 білків, що зумовлено зміною рівня експресії внаслідок зовнішніх впливів (WT06 проти WT05), в той час як для трансгенних рослин у порівнянні з їхнім кон� тролем (Т06 проти WT06) відмінності були за� фіксовані для 43 білків. З використанням техно� логії Affymetrix GeneChip порівнювали загаль� ний профіль експресії генів у перших справжніх листках двох трансгенних та трьох традицій� них сортів сої і встановили, що профіль екс� пресії генів набагато більше відрізняється між двома традиційними сортами у порівнянні з відмінностями для трансгенних і найближчих традиційних сортів. Результати порівняння транскриптомів ліній трансгенної пшениці, що експресує додаткові гени глютенів під контро� лем власного ендосперм�специфічного про� мотора, показали, що трансгени, присутні в цих лініях, не спричинили появу непередбаче� них ефектів на експресію ендогенних генів, і трансгенні рослини були композиційно екві� валентні до відповідних батьківських ліній [79]. Таким чином, технології профілювання, що використовуються зараз, можуть бути потуж� ним доповненням при оцінюванні безпечності ГМ продукції, оскільки надають можливість здійснити широкий скринінг різних змін у мо� дифікованих організмів на різних рівнях, і здійснюється це у неселективний та неуперед� жений спосіб. Центральним питанням страте� гії профілювання є процедура аналізу даних для того, щоб забезпечити отримання прий� нятних і відтворюваних результатів та їхнє по� рівняння з даними, що генеруються різними «�омік»�технологіями. Сфери застосування різ� них таких технологій наведено на рисунку. З метою мінімізації виникнення неперед� бачених ефектів, що можуть бути обумовлені генно�інженерними маніпуляціями з геномом рослин, замість стандартних промоторів, та� ких як 35S, велику увагу нині приділяють по� шуку нових регуляторних генетичних елемен� тів, які є складовою частиною геному цільової рослини. Зокрема, у публікації [80] описано промотор гена LP2 рису, який виявився ефек� тивним елементом контролю експресії генів у зелених тканинах рису і, можливо, буде ко� рисною частиною генетичної конструкції в ін� ших рослинах. Інтерес до пошуку нових регу� ляторних елементів у самих рослинах�госпо� дарях пов’язаний із можливим обмеженням імовірності виникнення непередбачених ефек� тів та контролем над роботою привнесених ге� нетичних конструкцій в геномі рослини. Іншим прикладом контролю за експресією ге� нетичних вставок є використання PhiC31�ре� комбінаційної системи, що виділена з різних помірних фагів Streptomyces [81]. Згадана сис� тема забезпечує сайт�специфічну рекомбіна� цію в зародкових тканинах, що надає перс� пективу для створення стабільних ГМ ліній. Використання такої системи відкидає потребу в маркерних генах, які є обов’язковими для створення трансгенних ліній рослин. Пошук ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 5 71 Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу Методи «�омік» та сфери їхнього застосування за [58] нових молекулярних інструментів регуляції експресії дозволить підвищити ефективність роботи чужорідних генів, зменшить ризик ви� вільнення ГМ вставок у навколишнє середо� вище і, ймовірно, полегшить процес генетич� ного модифікування рослин та відкриває нові перспективи у створенні генетично модифіко� ваних рослин. Узагальнюючи, варто сказати, що питання всебічної оцінки безпечності ГМ організмів залишається актуальним. З цією метою зараз використовують комплексний методологічний підхід для аналізу непередбачених наслідків генетичної модифікації, який дозволяє з висо� кою точністю та детальністю виявляти зміни на різних рівнях функціонування рослинного організму. Результати, що отримані завдяки ви� користанню нових методів аналізу не завжди да� ють однозначну і загально приняту відповідь на питання про безпечність генетично�модифіко� ваних рослин в цілому, а лише підтверджують, що кожна окрема подія генетичної модифіка� ції є унікальною і вимагає всебічного вивчен� ня, на основі якого має бути зроблений висно� вок про прийнятність або неприйнятність практичного використання конкретної росли� ни з новою привнесеною ознакою. B.V. Sorochinsky, O.M. Burlaka, V.D. Naumenko, A.S. Sekan UNINTENDED EFFECTS OF GENETIC MODIFICATIONS IN PLANTS AND METHODS OF THEIR ANALYSIS The problem of unintended effects caused by genetic modification of plants is analysed. Factors that can provoke the unintended effects in genetically engineered plants, their consequences and possibility of the avoiding of unintended effects with use of current methods of genetic modification are discussed. Modern methodological approaches applied to analyse the unintended effects during the safety assess� ment of transgenic plants, in particular methods of molecu� lar profiling with different «�omic»�technologies are described. Б.В. Сорочинский, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.C. Секан НЕПРЕДВИДЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МОДИФИКАЦИЙ РАСТЕНИЙ И МЕТОДЫ ИХ АНАЛИЗА Анализируется проблема непредвиденных эффек� тов, которые могут быть обусловлены генетическими модификациями растений. Обсуждаются факторы, вызывающие возникновение непредвиденных эффек� тов в генетически модифицированных растениях, а также последствия, к которым они могут привести, и возможность их минимизации путем использова� ния усовершенствованных методов генетической мо� дификации. Описываются современные методологи� ческие подходы к анализу непредвиденных эффектов как этапа в оценке безопасности трансгенных расте� ний, в частности, методы молекулярного профилиро� вания с использованием разных «�омик»�технологий. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Horsch R.B., Fraley R.T., Rogers S.G. et al. Inheritance of functional foreign genes in plants // Science. – 1984. – 223. – P. 496–498. 2. Smith C.J., Watson C.F., Morris P.C. et al. Inheritance and effect on ripening of antisense polygalacturonase genes in transgenic tomatoes // Plant Mol. Biol. – 1990. – 14. – P. 369–379. 3. Джеймс К. Основные положения обзора «Статус ком� мерческих биотехнологических/ГМ культур в мире: 2009 год». http: www.isaaa.org/publications/ briefs/41/ highlights/pdf/ Brief41�Highlights�Russian. pdf. 4. James C. Global Status of Commercialized Biotech/ GM Crops: 2007 (ISAAA Brief No. 37). International Service for the Acquisition of Agri�biotech Applications, 2007. 5. Cerdeira A.L., Duke S.O. The current status and envi� ronmental impacts of glyphosate�resistant crops : A review // J. Environ. Qual. – 2006. – 35. – P. 1633– 1658. 6. Devos Y., Cougnon M., Vergucht S. et al. Environmental impact of herbicide regimes used with genetically modifed herbicide�resistant maize // Transgen. Res. – 2008. – 17. – P. 1059–1077. 7. Dill G.M., Cajacob C.A., Padgette S.R. Glyphosate� resistant crops: adoption, use and future considerations // Pest. Manag. Sci. – 2008. – 64. – P. 326–331. 8. Brookes G., Barfoot P. Global impact of biotech crops: socioeconomic and environmental effects in the first ten years of commercial use // AgBioForum. – 2006. – 9. – P. 139–151. 9. Pray C.E., Huang J., Hu R., Rozelle S. Five years of Bt cotton in China – the benefits continue // Plant J. – 2002. – 31. – P. 423–430. 10. Hammond B.G., Campbell K.W., Pilcher C.D. et al. Lower fumonisin mycotoxin levels in the grain of Bt corn grown in the United States in 2000 – 2002 // J. Agric. Food. Chem. – 2004. – 52. – P. 1390–1397. 11. Bakan B., Melcion D., Richard"Molard D., Cahagnier B. Fungal growth and Fusarium mycotoxin content in isogenic traditional maize and genetically modifed maize grown in France and Spain // J. Agric. Food Chem. – 2002. – 50. – P. 728–731. 12. Lemaux P.G. Genetically engineered plants and foods: ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 572 Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.С. Секан A scientistґ’s analysis of the issues (Part I) // Annu. Rev Plant Biol. – 2008. – 59. – P. 771–812. 13. European Technology Platform «Plants for the Future». Stakeholder Proposal for a Strategic Research Agenda 2025 Including Draft Action Plan 2010. Part I. Summary. 9th August 2005. 14. European Technology Platform «Plants for the Future». Detailed Strategic Research Agenda 2025 and Action Plan 2007 – 2012. 25th June 2007. 15. Gebhard F., Smalla K. Transformation of Acinetobacter sp. Strain BD413 by Transgenic Sugar Beet DNA // Appl. Env. Microbiol. – 1998. – 64, № 4. – P. 1550– 1554. 16. Nielsen K.M., Bones A.M., van Elsas J.D. Induced natu� ral transformation and availability of transforming DNA to Acinetobacter calcoaceticus in soil microcosms // Appl. Environ. Microbiol. – 1997. – 63, № 5. – P. 1945– 1952. 17. Dr�ge M., P�hler A., Selbitschka W. Horizontal gene transfer as a biosafety issue: A natural phenomenon of public concern // J. Biotechnol. – 1998. – 64. – P. 75– 90. 18. Wackernagel W., de Vries J. Transformation von Bakte� rien durch Antibiotikum�Resistenzgene aus transgenen Pflanzen und Nahrungsmitteln // Ern�hrungsfor� schung. – 2001. – 46. – P. 1–22. 19. Schl�ter K., F�tterer J., Potrykus I. Horizontal gene transfer from a transgenic potato line to a bacterial pathogen (Erwinia chrysanthemi) occurs – if at all – at an extremely low frequency // Bio/Technology. – 1995. – 13. – P. 1094–1098. 20. Smalla K. Horizontal gene transfer from transgenic plants into plant associated microorganisms and soil microorganisms // Safety of transgenic crops. Environmental and Agricultural Considerations. Proc. Basel Forum of Biosafety. – BATS, Agency for Biosafety Research and Assessment of Technology Impacts of the Swiss Priority Programme Biotechnology, Basel, 1995. – P. 29–34. 21. Smalla K., Gebhard R., van Isas J.D. et al. Bacterial communities influenced by transgenic plants // Proc. 3rd International Symposium on the Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Microorganisms. CITY – 1994. – P. 157–167. 22. Batista R., Oliveira M.M. Facts and fiction of genetical� ly engineered food // Trends Biotechnol. – 2009. – 27. – P. 277–286. 23. Koenig A. et al. Assessment of the safety of food derived from genetically modified (GM) crops // Food Chem. Toxicol. – 2004. – 42. – P. 1047–1088. 24. FAO/WHO. Safety Aspects of Genetically Modified Foods of Plant Origin: Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation on Foods Derived from Biotechno� logy. Food and Agriculture Organisation of the United Nations/World Health Organization: 2000. (http:// www.who.int/foodsafety/publications/biotech/en/ec_j une2000_en.pdf). 25. Kuiper H.A., Kok E.J., Engel K"H. Exploitation of molec� ular profiling techniques for GM food safety assessment // Curr. Opin. Biotechnol. – 2003. – 14. – P. 238–243. 26. Haslberger A.G. Codex guidelines for GM foods include the analysis of unintended effects // Nat. Biotech. – 2003. – 21, N 7. – P. 739–741. 27. Safety of Genetically Engineered Foods: Approaches to Assessing Unintended Health Effects // Committee on Identifying and Assessing Unintended Effects of Genetically Engineered Foods on Human Health, N.R.C. – Washington : Acad. Press, 2004. – P. 1–15. 28. Baudo M.M., Lyons R., Powers S. Transgenesis has less impact on the transcriptome of wheat grain than con� ventional breeding // Plant Biotechnol. J. – 2006. – 4. – P. 369–380. 29. Kirschmann J.C., Suber R.L. Recent food poisonings from cucurbitacin in traditionally bred squash // Food Chem. Toxicol. – 1989. – 27, N 8. – P. 555–556. 30. Ames B.N., Gold L.S. Chemical carcinogenesis: too many rodent carcinogens // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1990. – 87. – Р. 7772–7776. 31. Prakash C.S. The genetically modified crop debate in the context of agricultural evolution // Plant Physiol. – 2001. – 126. – P. 8–15. 32. K�renlampi S.O., Lehesranta S.J. Proteomic Profiling and Unintended Effects in Genetically Modified Crops // ISB News Report January, 2006. – 3 p. 33. Kok E.J. The application of transcriptomics in the comparative safety assessment of (GMO�derived) plant products. Proefschrift ter verkrijging van de graad van doctor. – Wageningen Univ., 2008. – 200 р. 34. Cellini F., Chesson A., Colquhoun I. et al. Unintended effects and their detection in genetically modified crops // Food Chem. Toxicol. – 2004. – 42. – P. 1089–1125. 35. Shewmaker C.K., Sheehy J.A., Daley M. et al. Seed�spe� cific overexpression of phytoene synthase: increase in carotenoids and other metabolic effects // Plant J. – 1999. – 20. – P. 401–412. 36. Day C.D., Lee E., Kobayashi J. et al. Transgene integra� tion into the same chromosome location can produce alleles that express at a predictable level, or alleles that are differentially silenced // Genes Dev. – 2000. – 14. – P. 2869–2880. 37. Freese W., Schubert D. Safety testing and regulation of genetically engineered foods // Biotech. and Genet. Engineer. Rev. – 2004. – 21. – P. 299–324. 38. Latham J.R., Wilson A.K., Steinbrecher R.A. The muta� tional consequences of plant transformation // J. Biomed. Biotech. – 2006. – P. 1–7. Article ID 25376. 39. Holdrege C. Understanding the unintended effects of genetic manipulation. An introduction // Unintended Effects of Genetic Manipulation – A Project of The Nature Institute. – New York, 2008. ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 5 73 Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу 40. Matzke M.A., Mette M.F., Matzke A.J.M. Transgene silencing by the host genome defense: implications for the evolution of epigenetic control mechanisms in plants and vertebrates // Plant Mol. Biol. – 2000. – 43. – P. 401–415. 41. Tretheway R.N. Geigenberger P., Riedel K. et al. Combined expression of glucokinase and invertase in potato tubers leads to a dramatic reduction in starch accumulation and a stimulation of glycolysis // Plant J. – 1998. – 15. – P. 109–118. 42. Filipecki M., Malepszy S. Unintended consequences of plant transformation : A molecular insight // J. Appl. Gen. – 2006. – 47. – P. 277–286. 43. Zou J., Katavic V., Giblin E.M. et al. Modification of seed oil content and the acyl composition in the Brassicaceae by expression of a yeast sn�2 acyltrans� ferase gene // Plant Cell. – 1997. – 9. – P. 909–923. 44. Gertz J.M., Vencill W.K., Hill N.S. Tolerance of transgenic soybean (Glycine max) to heat stress // Proc. of the 1999. Brighton Conference Weeds (The BCPC Conference). November 1999. Brighton, UK. – 3. – P. 835–840. 45. Chen D., Ye G., Yang C. et al. The effects of high temper� ature on the insecticidal properties of Bt cotton // Environ. Experiment. Bot. – 2005. – 53. – P. 333–342. 46. Horvath H., Jensen L.G., Wong O.T. et al. Stability of transgene expression, field performance and recombi� nation breeding of transformed barley lines // Theor. Appl. Genet. – 2001. – 102. – P. 1–11. 47. Saxena D., Stotzky G. Bt corn has a higher lignin con� tent than non�Bt corn // Amer. J. Bot. – 2001. – 88, № 9. – P. 1704–1706. 48. Al"Kaff N.S., Kreike M.M., Covey S.N. et al. Plants ren� dered herbicide�susceptible by cauliflower mosaic virus� elicited suppression of 35S promoter�regulated trans� gene // Nat. Biotechnol. – 2000. – 18. – P. 995–999. 49. Momma K., Hashimoto W., Ozawa S. et al. Quality and safety evaluation of genetically engineered rice with soybean glycinin: analyses of the grain composition and digestibility of glycinin in transgenic rice // Biosci. Biotechnol. Biochem. – 1999. – 63. – P. 314–318. 50. Roessner U., Luedemann A., Brust D. et al. Metabolic profiling allows comprehensive phenotyping of geneti� cally or environmentally modified plant systems // Plant Cell. – 2001. – 13. – P. 11–29. 51. Birch A.N.E., Geoghegan I.E., Griffiths D.W., McNicol J.W. The effect of genetic transformations for pest resistance on foliar solanidine�based glycoalkaloids of potato (Solanum tuberosum) // Ann. Appl. Biol. – 2002. – 140. – P. 143–149. 52. Kuiper H.A., Kleter G.A., Noteborn H.P.J. M., Kok E.J. Assessment of the food safety issues related to geneti� cally modified foods // Plant J. – 2001. – 27, № 6. – P. 503–528. 53. Lisec J., Schauer N., Kopka J. et al. Gas chromatogra� phy mass spectrometry�based metabolite profiling in plants // Nat. Protocols. – 2006. – 1. – P. 387–396. 54. Santos F.J., Galceran M.T. Modern developments in gas chromatography�mass spectrometry�based envi� ronmental analysis // J. Chromatogr. A. – 2003. – 1000. – P. 125–151. 55. Grata E., Boccard J., Guillarme D. et al. UPLC�TOF� MS for plant metabolomics: A sequential approach for wound marker analysis in Arabidopsis thaliana // J. Chromatog. B. – 2008. – 871. – P. 261–270. 56. Kind T., Fiehn O. Metabolomic database annotations via query of elemental compositions : Mass accuracy is insufficient even at less than 1 ppm // BMC Bioinformatics. – 2006. – 7. – P. 234. 57. Iijima Y., Nakamura Y., Ogata K. et al. Metabolite anno� tations based on the integration of mass spectral infor� mation // Nat. Biotechnol. – 2008– 54. – P. 949–962. 58. Shintu L., Le Gall G., Colquhoun I.J. Metabolomics and the detection of unintended effects in genetically mod� ified crops // Plant�derived Natural Products / Eds A.E. Osbourn V. Lanzotti. – Springer Sci., Business Media, LLC, 2009. – P. 505–531. 59. Colquhoun I.J. Use of NMR for metabolic profiling in plant systems // J. Pestic. Sci. – 2007. – 32. – P. 200–212. 60. Defernez M., Colquhoun I.J. NMR approaches to detect unintended effects of genetic modification in plants // Genomics for biosafety in plant biotechnology / Eds J.P.H. Nap, A. Atanassov, W.J. Stiekema. – NATO sci� ence series, IOS press, 2004. – P. 47–57. 61. Holmes E., Tang H., Wang Y., Seger C. The assessment of plant metabolite profiles by NMR�Based method� ologies // Planta Med. – 2006. – 72. – P. 771–785. 62. Krishnan P., Kruger N.J., Ratcliffe R.G. Metabolite fin� gerprinting and profiling in plants using NMR // J. Exp. Bot. – 2005. – 56. – P. 255–265. 63. Shepherd L.V.T., McNicol J.W., Razzo R. et al. Assessing the potential for unintended effects in genet� ically modified potatoes perturbed in metabolic and developmental processes. Targeted analysis of key nutrients and anti�nutrients // Transgenic Res. – 2006. – 15. – P. 409–425. 64. Bradford K.J., Van Deynze A., Gutterson N. et al. Re� gulating transgenic crops sensibly: lessons from plant breeding, biotechnology and genomics // Nat. Biotechnol. – 2005. – 23, № 4. – P. 439–444. 65. Ramessar K., Peremarti A., Gymez"Galera S. et al. Biosafety and risk assessment framework for selectable marker genes in transgenic crop plants: a case of the science not supporting the politics // Transgenic Res. – 2007. – 16, № 3. – P. 261–280. 66. Millstone E., Brunner E., Mayer S. Beyond substantial equivalence // Nature. – 1999. – 401, N 6753. – P. 525– 526. 67. Kok E.J., Kuiper H.A. Comparative safety assessment for the biotech crops // Trends Biotechnol. – 2003. – 21, № 10. – P. 439–444. 68. Hoekenga O.A. Using metabolomics to estimate unin� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 574 Б.В. Сорочинський, О.М. Бурлака, В.Д. Науменко, А.С. Секан tended effects in transgenic crop plants: problems, promises, and opportunities // J. Biomol. Tech. – 2008. – 19. – P. 159–166. 69. Catchpole G.S., Beckmann M., Enot D.P. et al. Hierarchical metabolomics demonstrates substantial compositional similarity between genetically modified and conventional potato crops // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2005. – 102. – P. 14458–14462. 70. Enot D., Beckmann M., Draper J. Detecting a differ� ence – assessing generalisability when modelling metabolome fingerprint data in longer term studies of genetically modified plants // Metabolomics. – 2007. – 3. – P. 335–347. 71. Parr A.J., Mellon F.A., Colquhoun I.J., Davies H.V. Dihydrocaffeoyl polyamines (kukoamine and allies) in potato (Solanum tuberosum) tubers detected during metabolite profiling // J. Agric. Food Chem. – 2005. – 53. – P. 5461–5466. 72. Baker J.M., Hawkins N.D., Ward J.L. et al. A metabolo� mic study of substantial equivalence of field�grown genetically modified wheat // Plant Biotech. J. – 2006. – 4. – P. 381–392. 73. Garc�a"Lypez M.C., Garcia"Cacas V., Marina M.L. et al. Reversed�phase high�performance liquid chro� matography�electrospray mass spectrometry profiling of transgenic and non�transgenic maize for cultivar characterization // J. Chromatogr. A. – 2009. – 1216, № 43. – P. 7222–7228. 74. Metzdorff S.B., Kok E.J., Knuthsen P. et al. Evaluation of a non�targeted «omic» approach in the safety assess� ment of genetically modified plants // Plant Biol. – 2006. – 8. – P. 662–672. 75. Noteborn H.P., Lommen A., van der Jagt R.C. et al. Chemical fingerprinting for the evaluation of unin� tended secondary metabolic changes in transgenic food crops // J. Biotechn. – 2000. – 77. – P. 103–114. 76. Coll A., Nadal A., Collado R. et al. Gene expression pro� files of MON810 and comparable non�GM maize vari� eties cultured in the field are more similar than are those of conventional lines // Transgenic Res. – 2009. – 18. – P. 801–808. 77. Lehestranta S.J. Comparison of tuber proteomes of potato varieties, landraces, and genetically modified lines // Plant Physiol. – 2005. – 138. – P. 1690–1699. 78. Zolla L., Rinalducci S., Antonioli P., Righetti P.G. Proteomics as a complementary tool for identifying unintended side effects occurring in transgenic maize seeds as a result of genetic modifications // J. Proteome Res. – 2008. – 7. – P. 1850–1861. 79. Baudo M.M., Powers S.J., Mitchell R.A.C., Shewry P.R. Establishing Substantial Equivalence: Transcripto� mics // Methods in Molecular Biology, Transgenic Wheat, Barley and Oats. – Humana Press, 2009. – 478. – P. 247–272. 80. Thilmony R., Guttman M., Thomson J.G., Blechl A.E. The LP2 leucine�rich repeat receptor kinase gene pro� moter directs organ�specific, light�responsive expres� sion in transgenic rice // Plant Biotechnol. J. – 2009. – 7, № 9. – P. 867–882. 81. Thomson J.G., Chan R., Thilmony R. et al. PhiC31 recombination system demonstrates heritable germinal transmission of site�specific excision from the Arabidopsis genome // BMC Biotechnol. – 2010. – 10. – P. 17. Надійшла 16.06.10 ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 5 75 Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу

Непередбачені ефекти генетичних модифікацій рослин та методи їхнього аналізу

Репозитарії

Схожі ресурси