Trên cơ sở các công bố khoa học trên các tạp chí (có peer review), phân tích nguy cơ của công nghệ chuyển gen trong việc tạo ra những thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm

TRUỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ---o0o---TIỂU LUẬN AN TOÀN SINH HỌC Đề tài: Trên cơ sở các công bố khoa học trên các tạp chí có peer review, phân tích nguy cơ

TRUỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

-o0o -TIỂU LUẬN AN TOÀN SINH HỌC

Đề tài: Trên cơ sở các công bố khoa học trên các tạp chí (có peer

review), phân tích nguy cơ của công nghệ chuyển gen trong việc tạo

ra những thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm và phân tích các hậu quả đối với sức khoẻ con người

MỤC LỤC I.ĐẶT VẤN ĐỀ

5.Nguy cơ và rủi ro đối với sức khoẻ con người và vật nuôi……….8

5.1.Rủi ro là gì……… 8

5.1.1.Khái niệm rủi ro………

5.2.1.Những nguy cơ gây hại có thể xảy ra đối với người và vật nuôi……… 9

5.2.2.Những hậu quả gây hại đến sức khoẻ người và vật nuôi……… 12

5.2.3.Phân tích nguy cơ và hậu quả dựa trên các bài báo khoa học………… 13

5.2.3.1.Phân tích khả năng gây di ứng ở thực phẩm biến đổi gen……….13

5.2.3.2 Điều tra tác động của ngô biến đổi gen BT Mon810 lên hệ tiêu hoácủa động vât……….19

5.2.3.3 Phân tích nguy cơ và hậu quả của các sản phẩm từ bò chuyển genhormone tăng trưởng nhân tạo đối với người và vật nuôi……….20

III.KẾT LUẬN

I.ĐẶT VẤN ĐỀ

Theo thống kê của tổ chức Y tế thế giới (năm 2010), trên toàn cầu cókhoảng 171 triệu trẻ em bị còi cọc do không đủ lương thực, chế độ ănuống thiếu vitamin và khoáng chất, thiếu chăm sóc y tế Mỗi năm, cókhoảng 1,5 triệu trẻ em tử vong do suy dinh dưỡng thể gầy còm

Như vậy, một câu hỏi lớn đặt ra cho các nhà nghiên cứu và cơ quanquản lý là làm thế nào để cải thiện dinh dưỡng trong thực phẩm?

Thực phẩm biến đổi gene làm tăng thành phần dinh dưỡng mongmuốn của thực phẩm là giải pháp được các nhà nghiên cứu lựa chọn Vớinhững gì mà thực phẩm biến đổi gene làm đuợc thì nó đã góp phần khôngnhững giải quyết nhu cầu lương thực mà còn cải thiện thành phần dinhdưỡng trong thực phẩm, giảm tỷ lệ suy dinh dưỡng của con người

Tuy nhiên, trong quá trình tạo ra và sử dụng thực phẩm GMO tồn tạikhông ít nguy cơ Mà một trong những nguy cơ rất được quan tâm đó là

sự thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thựcphẩm chuyển gene

Vậy nội dung của bài tiểu luận này sẽ đề cập đến như thế nào là sự thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm chuyển gene? Phân tích những nguy cơ do những thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm biến đổi gene ? Và hậu quả của nó đến sức khỏe của con người và vật nuôi bằng các thực nghiệm khoa học.

II.NỘI DUNG

1.Khái niệm về sinh vật biến đổi gen

Sinh vật biến đổi gen (GMO: Genetically Modified Organism) là

sinh vật mà vật liệu di truyền của nó đã bị biến đổi theo ý muốn chủ quan của con người Ngoài ra cũng có thể có những sinh vật được tạo ra do quá trình lan truyền, biến đổi của gen trong tự nhiên.

2 Khái niệm về thực phẩm biến đổi gen

Thực phẩm biến đổi gen: Thực phẩm biến đổi gene là những thực

phẩm có nguồn gốc từ những thực phẩm đã được biến đổi gene thông qua các kỹ thuật của công nghệ sinh học hiện đại Sản phẩm của sinh vật biến đổi là sản phẩm có chứa toàn bộ hoặc một phần thành phần có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen, bao gồm cả mẫu vật di truyền của sinh vật biến đổi gen không có khả năng tự tạo cá thể mới trong điều kiện tự nhiên.

3.Các thành phần dinh dưỡng cơ bản có trong thực phẩm truyền thống

-Những mặt hạn chế về thành phần dinh dưỡng trong thực phẩm truyền thống:

Trong các loại thức ăn xuất phát từ thực phẩm truyền thống cũng mangđầy đủ các thành phần dinh dưỡng tuy nhiên so với nhu cầu cơ thể thì cầnmột lượng lớn hơn hoặc một số các axit amin không thay thế rất cần chosinh tổng hợp protein nhưng cơ thể lại không tự tổng hợp được, hoặc …

4.Những thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm biến đổi gen

- Khái niệm thế nào là sự thay đổi không mong muốn trong thành phần

dinh dưỡng của thực phẩm biến đổi gene

Thay đổi không mong muốn nó chung là những thay đổi diễn ra ngoài ý

muốn chủ quan của con người

Như vậy thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng củathực phẩm biến đổi gen là những thay đổi về thành phần, lượng của mộthoặc nhiều thành phần dinh dưỡng và dần đến thay đổi giá trị dinh dưỡngđồng thời những thay đổi này gây ra những hậu quả xấu đối với sức khoẻ

con người và vật nuôi.

-Nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi:

Giả thuyết đưa ra:

Bản thân mỗi sinh vật sống đều có những đặc điểm di truyền đặc trưng

và được xem là phù hợp nhất cho nó Khi một gene lạ được chuyển vàogenome, rất có thể nó sẽ làm xáo trộn những trật tự vốn có, gene đượcchuyển vào có thể tương tác với các gene trong genome, gây tăng cường hay

ức chế một gene khác, ảnh hưởng đến khả năng đồng hóa một số chất

Trong quá trình chuyển gene tiềm ẩn các nguy cơ đó là gene chuyểnvào sẽ không chỉ để tạo ra protein mới hoặc cải thiện thành phần dinh dưỡngmục tiêu mà còn có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các gen khác từ đó dẫnđến sự thay đổi các thành phần khác trong thực phẩm (có thể làm tăng hoặcgiảm các thành phần dinh dưỡng khác, làm giảm chất lượng dinh dưỡng, gâytích lũy độc tố, gây dị ứng ) Và sự thay đổi này có thể gây hậu quả xấu đếnsức khỏe của con người và vật nuôi

-Những hướng nghiên cứu nhằm cải thiện thành phần dinh dưỡng:

+ Cải thiện protein và các axit amin cần thiết:

Cây trồng CNSH giàu lysine: Lysine là axit amin không thay thế mà

cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được, trong ngô lại rất thiếuaxit amin này Vì vậy để tăng hàm lượng lysine trong ngô, người ta đã

tiến hành chuyển gene cordapA mã hóa dihydrodipicolinate synthase (cDHDPS) từ Corynebacterium glutamicum vào ngô để tạo LY038.

Cây trồng CNSH giàu Methionine: Trong hạt đậu tương rất giàuprotein nhưng nghèo methionine Người ta đã xác định được một loạiprotein trong hạt hướng dương có chứa nhiều các axit amin có lưuhuỳnh Người ta đã chuyển gene mã hóa protein này vào đậu tương kếtquả hàm lượng protein trong hạt tăng 100%

Cây trồng CNSH giàu Thaumatin: Người ta đã chuyển thành cônggene mã hóa cho thaumatin vào cây khoai tây làm cho lá, thân rễ, củ đềungọt

+ Cải thiện thành phần axit béo trong dầu:

Thành phần và hàm lượng của các axit béo trong dầu ảnh hưởng đếngiá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế của dầu thực vật Để năng cao hàmlượng axit laurate và myristatic trong dầu cây cải dầu, người ta chuyển

gene ClFatB4 mã hóa cho Acyl-[ACP] thioesterases dạng biến đổi vào cải

dầu Để tăng hàm lượng axit oleic trong dầu đậu tương, người ta đã

chuyển một số bản sao gene gm-fad2-1 mã hóa omega-6 desaturase làm

bất hoạt gene omega-6 desaturase (FAD2-1) nội sinh Kết quả làm tăng80% lượng axit oleic cao hơn so với cây truyền thống

+ Cải thiện vitamin và muối khoáng:

Vitamin và muối khoáng là các yếu tố quan trọng với sức khỏe conngười Tuy nhiên trong lúa gạo lại thiếu nhiều vi chất quan trọng trong đó

có tiền vitamin A Trước thực trạng đó các nhà nghiên cứu đã tạo ra đượcgiống lúa có khả năng tổng hợp tiền chất vitamin A là beta-carotene vàđặt tên là “gạo vàng” Thế hệ đầu tiên gạo vàng được tạo ra nhờ chuyển

gene psy từ thủy tiên vào gene crt1 từ vi khuẩn Erwinia uredovo-ra vào lúa Thế hệ 2, sử dụng psy của ngô kết quả làm tăng hàm lượng beta-

carotene

Con người và vật nuôi đều có nhu cầu photphat để sinh trưởng bìnhthường, mà trong phytase, photphat chiếm tỉ lệ cao nhưng động vật không

sử dụng được và thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm môi trường Vì

vậy, người ta đã chuyển gene PhyA mã hóa 3-phytase có khả năng phân

giải phytase vào cải dầu và ngô

Như vậy một câu hỏi được đặt ra là: có hay không nguy cơ do sự thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm biến đổi gene?

5.Nguy cơ và rủi ro đối với sức khoẻ con người và vật nuôi

5.1.Rủi ro là gì

5.1.1.Khái niệm rủi ro

Rủi ro là các tác động gián tiếp hoặc trực tiếp, không chủ đích có thể

gây hại đối với đa dạng sinh học và môi trường do các hoạt động có liênquan đến giống cây trồng CNSH

5.1.2.Công thức đánh giá rủi ro

Đánh giá rủi ro là các hoạt động nhằm xác định những tác động bất lợi

có thể xảy ra đối với đa dạng sinh học và môi trường trong các hoạt động cóliên quan đến cây trồng CNSH Đánh giá rủi ro là quá trình bắt đầu từ khinghiên cứu tạo giống cây trồng CNSH cho đến khi thương mại, gồm cả đánhgiá định tính và định lượng

RỦI RO = NGUY CƠ x ĐIỀU KIỆN PHƠI NHIỄM

Nguy cơ (hazard) được định nghĩa chung là ‘tiềm năng gây tác hại’.

Nguy cơ là những trường hợp, khả năng mà trong những tình huống cụ thể

có thể dẫn tới nguy hiểm (Royal Society, 1992)

Phơi nhiễm (exposure) là phép đo định lượng của sự đánh giá đối với

nguy cơ có mặt trong phạm vị cụ thể ( ví dụ: môi trường hoặc hệ sinh thái).Nguy cơ và điều kiện phơi nhiễm hay điều kiện để nguy cơ có thể bùngphát là 2 điều kiện cần và đủ để rủi ro có thể xảy ra Nếu có nguy cơ nhưngkhông có điều kiện phơi nhiễm để nguy cơ bùng phát, hoặc ngược lại, có

điều kiện phơi nhiễm nhưng không có nguy cơ được xác định thì sẽ khôngtồn tại rủi ro.

Như vậy, nguy cơ do những thay đổi không mong muốn trong thànhphần dinh dưỡng của thực phẩm biến đổi gen là có Nhưng việc chúng cólàm xuất hiện rủi ro hay không, có gây hậu quả đến sức khỏe của con người

và vật nuôi hay không thì còn tùy vào từng trường hợp cụ thể khi mà có điềukiện phơi nhiễm thích hợp

5.2.Phân tích những nguy cơ và hậu quả do sự thay đổi không mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm biến đổi gen đối với sức khoẻ của con người và vật nuôi

5.2.1.Những nguy cơ gây hại có thể xảy ra đối với người và vật nuôi

Gồm 4 nhóm nguy cơ chính:

• Nguy cơ gây độc hại cho con người và vật nuôi

• Nguy cơ gây dị ứng cho con người và vật nuôi

• Nguy cơ gây hại đến đường tiêu hóa của người và vật nuôi

• Nguy cơ gây ra những biến đổi thành phần vitamin

Phân loại nguy cơ do sự thay đổi không mong muốn dựa vào mục đích gen chuyển vào gồm 2 nhóm chính:

 Nhóm 1: Gene chuyển vào để tạo protein mới chưa từng có trong đối tượng đó

Ví dụ1: Bò chuyển gene hormone tăng trưởng nhân tạo

(rBGH-recombinant bovine growth hormone) được phê duyệt sử dụng ở Mỹ từ năm

1993 nhưng không cho phép lưu hành trong liên minh Châu Âu , Canada &

1 số nước khác vì nó được chứng minh là mang những tiềm năng ảnh hưởngđến sức khỏe của người tiêu dùng

- rBGH hay rBST (recombinant bovine somatotropin ) là 1 hormone

nhân tạo có thành phần khác với hormone tăng trưởng tự nhiên ở bò 1 acidamin

- Cả 2 đều kích thích bò tiết sữa thông qua hoạt hóa tăng nồng độ của 1hormone khác là IGF-1 (insulin-like growth factor - nhân tố tăng trưởnggiống insulin).

Vậy vấn đề đặt ra là:

- Thứ nhất: uống sữa từ bò chuyển gene liệu có tăng hàm lượng IGF-1 ởngười ( nếu có thì sẽ tăng nguy cơ gây ung thư - đây là vấn đề được các nhànghiên cứu quan tâm nhiều nhất)

- Thứ hai: bò chuyển gene có nguy cơ tăng khă năng viêm vú ở bò donhững con bò này phải dùng nhiều thuốc kháng sinh hơn những con khôngchuyển gene làm gia tăng nhiều vi khuẩn kháng thuốc và đây cũng là mối longại cho sức khỏe của người tiêu dùng

Ví dụ 2: Đậu tương chuyển gene albumin 2S có khả năng gây dị ứng

cho người và vật nuôi

 Nhóm 2: Gene chuyển vào để cải thiện thành phần dinh dưỡng

Ví dụ 1: Một ví dụ điển hình về thực phẩm GMO được tăng cường hàm

lượng các vitamin là “golden rice”, một dòng lúa biến đổi gen giúp tăngcường hàm lượng beta – carotene, một tiền chất của vitamin A

- Những lợi ích mà “golden rice” mang lại là rõ ràng tuy nhiên sự tănglên về hàm lượng beta – carotene không phải là luôn tốt cho sức khỏe conngười

- Một tiền chất của beta – carotene được tăng cường là Retinoic acid(RA) Ở nồng độ thấp Retinoic acid đóng vai trò là một hoạt chất sinh học.Tuy nhiên khi ở nồng độ cao, Retinoid acid được cho là nguy hiểm cho conngười, đặc biệt là trẻ sơ sinh và phụ nữ có thai.

- Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng Retinoic acid có ảnh hưởng đến sự pháttriển của xương sọ mặt Hội chứng hở vòm họng và craniosynostosis (sựphát triển bất thường của hộp sọ) là các ví dụ về sự phơi nhiễm Retinoic acidtrước khi sinh

5.2.2.Những hậu quả gây hại đến sức khoẻ người và vật nuôi

- Có thể gây ra các bệnh về đường tiêu hoá, dị ứng, việc tích luỹ độc tố

có thể gây hư hại, bệnh hoặc tử vong cho cơ thể Chúng thể hiện tính độcqua các phản ứng hóa học hoặc các hoạt tính ở phạm vi phân tử

- Tạo ra các chất đối kháng dinh dưỡng, các chất này được thực vật tạo

ra tuy không phát hiện được độc tính nhưng có khả năng làm giảm giá trịdinh dưỡng của thực phẩm khác bằng cách làm giảm sự tồn tại hay làm cho

nó không thể tiêu hóa được bởi động vật hoặc con người

Ví dụ: Phytate là một chất có mặt ở các loại ngũ cốc và lạc có khả năng

tạo phức với nhiều loại khoáng quan trọng và làm cho chất khoáng nàykhông thể hấp thụ được trong đường tiêu hóa của người hay động vật

Một số biến đổi khác trong thành phần dinh dưỡng:

Một nghiên cứu đăng tải trên tạp chí dược phẩm (Dr Marc Lappé,

1999) chỉ ra rằng một số thực phẩm có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen cóhàm lượng một số chất dinh dưỡng quan trọng, đặc biệt là các hợp chấtphytoestrogen có vai trò trong việc chống lại các căn bệnh về tim mạch vàung thư

Trong môi trường nuôi cấy một số loại tế bào ung thư, mộtsốphytoestrogen có khả năng ức chế sự phát triển và nhân lên của tế bào Trên động vật thí nghiệm, một số phytoestrogen cho thấy khả năng hạnchế các ảnh hưởng do thiếu hụt hormon insulin (một nguyên nhân gây bệnhđái đường), hạn chế sự phát triển của một số loại ung thư, hạn chế hiệntượng giảm mật độ xương, tác dụng tích cực đối với hiện tượng giảm trươnglực bàng quang

Cùng với những kết quả nghiên cứu khác, các phytoestrogen có thể cóvai trò trong:

- Phòng và ức chế ung thư phụ thuộc estrogen

- Hạn chế hội chứng mãn kinh

- Chống loãng xương

- Tác dụng tích cực với bệnh tim mạch do hoạt tính chống oxy hóa

Một nghiên cứu khác trên Vicia Faba biến đổi gen (là loại đậu cùng họ

với đậu tương), cho thấy sự tăng lên về hàm lượng estrogen – một chất cónhiều ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, đặc biệt là đối với trẻ sơ sinh

Trên đây là một số nguy cơ do những thay đổi không mong muốntrong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm GM Tuy nhiên, chúng ta cầnnhớ rằng để những nguy cơ trên trở thành rủi ro, tức là gây ảnh hưởng tớisức khỏe của con người và vật nuôi thì cần phải có điều kiện phơi nhiễmthích hợp Và nhiệm vụ của các nhà khoa học và các nhà quan lý chính làlàm thế nào để loại bỏ những điều kiện phơi nhiễm của chúng ra khỏi thựcphẩm biến đổi gene trước khi đưa ra thị trường

5.2.3.Phân tích nguy cơ và hậu quả dựa trên các bài báo khoa học

5.2.3.1.Phân tích nguy cơ gây dị ứng và hậu quả của thực phẩm biến đổi gen đối với con người và vật nuôi

- Đặc tính chất gây dị ứng : bền với nhiệt & không bị phân hủy trong

quá trình tiêu hóa, chế biến

- Dị ứng với GMO

Việc đánh giá khả năng gây dị ứng của GMO cũng được các cơ quanquan tâm

Protein không tiềm ẩn nguy cơ gây dị ứng nếu:

- Được phân lập từ nguồn không gây dị ứng

- Không có sự tương đồng về trình tự acid amin với các chất ây dị ứng

đã biết

- Phân hủy nhanh trong dịch tiêu hóa mô phỏng

- Chiếm tỷ lệ nhỏ trong tổng hợp protein trong hạt

(Theo hướng dẫn đánh giá an toàn thực phẩm của CodexAlimentarius Commission - 2003)

Theo như một bài báo của nước Anh (The NEW ENGLAND JOURNAL of MEDICINE): Họ đã đưa ra một bài nghiên cứu của các nhà

khoa học về việc xác định một chất gây dị ứng Brazil-Nut trong Đậu nànhbiến đổi gen

Theo như bài báo có viết, mục tiêu của các nghiên cứu này là xác địnhxem gene 2S albumin từ quả hạch Brazil khi đưa vào trong cây đậu tươngchuyển gene có bám vào liên kết với immunoglobulin E (IgE) của nhữngngười bị dị ứng với hạch nhân Brazil không

Nội dung của nghiên cứu

 Thứ nhất là sử dụng phương pháp RAST (radioallergosorbent tests)

 Đầu tiên người ta tiến hành thu thập mẫu:

+ Mẫu máu của những đối tượng bị ứng với hạt Brazil, trong mẫu máu

đó có chứa các kháng thể khác nhau đặc biệt là có mặt của kháng thể IgE,kháng thể này sẽ liên kết chặt chẽ với các protein lạ gây dị ứng Mẫu máu sẽđược loại bỏ các yếu tố đông máu, các tế bào máu thu được huyết thanh