Генная инженерия на службе безопасности продуктов питания

Продовольствие развивается. Жидкие заменители пищи; макаронные изделия, отпечатанные на 3-D принтере; мясо, выращенное в лаборатории… И это только некоторые из направлений этого развития. Как бы мы к этому ни относились, с изменением продуктов питания будет меняться и наше представление об их безопасности. 

Чтобы пища была съедобной и полезной, она должна быть безопасной. Полноценные продукты дают нам энергию и питательные вещества, необходимые, чтобы оставаться здоровыми и активными. Для этого наша пища должна пройти массу проверок, подтверждающих, что она не содержит опасного уровня токсинов или микроорганизмов.

Каждый год в мире от употребления в пищу зараженной пищи погибают более 420 000 человек и почти 600 млн заболевают. С развитием мировой торговли необходимо решать целый ряд серьезных проблем, чтобы продукты питания, перемещаясь на огромные расстояния и через границы, оставались безопасными. При этом торговля продовольствием является полезной и привычной частью нашего мира, принося выгоду как экспортирующим, так и импортирующим странам.

Международная торговля повышает доступность продуктов питания и компенсирует неурожаи, а также иные сбои в поставках продовольствия. Она также поддерживает производителей продовольствия и расширяет возможности трудоустройства для них. Заболевания пищевого происхождения могут подорвать или уничтожить средства к существованию тысяч людей. Если добиться того, чтобы продовольствие производилось и перерабатывалось, не теряя своей безопасности по всему пути вдоль производственно-сбытовой цепочки, это позволит защитить здоровье людей, сохранить рабочие места и создать равные условия для ведения торговли.

При возникновении заболеваний пищевого происхождения ответственные лица в системе здравоохранения обязаны установить общие параметры вспышки и найти источники заражения. Задача не из простых. Однако новые научные инструменты позволяют сделать это быстрее и с большей эффективностью.

Так, одно из таких крупных научных открытий, полногеномное секвенирование, дает возможность отследить патогены, считывая сочетания их генов. Полногеномное секвенирование – это методика чтения генной информации, позволяющий установить конкретную последовательность, по которой определяются те или иные микроорганизмы. Эти последовательности ДНК – как отпечатки пальцев. Для каждого организма и его штаммов они уникальны, а значит, метод полногеномного секвенирования позволит выявить источник патогенов с ранее недоступной точностью. 

Чтобы пища была съедобной, она должна быть безопасной. Каждый год в мире от употребления в пищу зараженной пищи погибают более 420 000 человек и почти 600 млн заболевают. Слева: ©basel101658/shutterstock.com Справа: © nopthanon pimphat/shutterstock.com

Вот четыре направления, в которых полногеномное секвенирование помогает нам отследить патогенных возбудителей и сохранить бесперебойность торговли продовольствием: 

1. Полногеномное секвенирование позволяет с большей точностью установить, какой ингредиент в многосоставном пищевом продукте ответственен за вспышку заболевания. Если вы съели яйцо и заболели - понятно, что дело в яйце. Но если вы заболели, отведав киш? В чем причина – в яйцах, масле, молоке или другом ингредиенте? Полногеномное секвенирование точнее, чем традиционные методы, позволяет установить, какой конкретно ингредиент нес в себе патоген.

2. Полногеномное секвенирование позволяет определить источник заражения.  Если мы будем знать, в каком звене продовольственной цепи продукты становятся зараженными, мы не будем незаслуженно возлагать вину на рестораны или другие предприятия, работающие с потребителями. Так, например, в июне 2014 года в ряде стран произошла крупная вспышка заражения сальмонеллой, судя по всему, связанная с потреблением яиц. Произошло более 350 случаев в нескольких странах Европы. Были взяты образцы из пяти ресторанов в Англии, и методом полногеномного секвенирования доказано, что случаи различались, но были связаны между собой. Дополнительные образцы для полногеномного секвенирования из нескольких европейских стран показали, что самостоятельные эпизоды заражения вели к одному и тому же европейскому производителю яиц.

3. Полногеномное секвенирование помогает определить, какие заболевания относятся к вспышке. В случае вспышки очень сложно понять, является ли причина заболевания у одного человека такой же, как у другого, особенно если они находятся в разных регионах страны.  При помощи геномного секвенирования проще установить, что это за патоген, а также вызываемый им тип заболевания.

4. Полногеномное секвенирование может с большей определенностью выявить связь между вспышками сразу в нескольких странах. Описанный выше случай с сальмонеллой в яйцах также подчеркивает, насколько важно, чтобы данные, полученные благодаря полногеномному секвенированию, были доступны в разных странах. А глобальный обмен данными полногеномного секвенирования мог бы способствовать большей эффективности реагирования на вспышки заболеваний пищевого происхождения и предотвращению их дальнейшего распространения.

Полногеномное секвенирование позволяет выявлять патогены, считывая сочетания их генов. Последовательности ДНК, как отпечатки пальцев, являются уникальными для каждого организма и его штаммов. Полногеномное секвенирование помогает устанавливать патогены с ранее недоступной точностью. ©FAO/Roberto Faidutti

Технология полногеномного секвенирования имеет универсальное применение, и глобальный обмен данными чрезвычайно важен для полноценного использования этого инструмента. Но хотя стоимость этой технологии снижается, не у всех стран есть средства, чтобы внедрить ее. Не всегда имеется лабораторная инфраструктура и возможности по выполнению этого типа анализа, особенно в менее развитых странах.

Чтобы полногеномное секвенирование стало рабочим инструментом для всех, необходима общая решимость сделать эту технологию доступной для всех стран для укрепления глобальных и местных систем обеспечения безопасности пищевых продуктов.

ФАО содействует развитию неформальной сети развивающихся стран для обмена информацией, знаниями и опытом в применении полногеномного секвенирования для решения вопросов обеспечения безопасности пищевых продуктов.  По состоянию на 1 августа 2018 года в ней уже участвовали 17 стран.  

Небезопасные пищевые продукты препятствуют всасыванию питательных веществ, что ведет к плохому питанию, а из-за плохого питания люди становятся более восприимчивы к болезням.  Необходимо разорвать этот порочный круг.  Цель 2 в области устойчивого развития, имеющая отношение к ликвидации голода, обеспечению продовольственной безопасности, улучшению питания и содействию устойчивому развитию сельского хозяйства, может быть достигнута только при условии, что пища будет безопасной. Это лежит в основе ликвидации голода #Нулевойголод.