TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
.......................

“Bằng các thực nghiệm khoa học, 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 khỏe con người và vật nuôi?”

GVDH

:

Nhóm SV thực hiện

:

hóm 9

Hà Nội, 3/2014
1


MỤC LỤC

2


A.


nguy cơ rất được quan tâm đó là sự thay đổi không mong muốn trong thành
phần dinh dưỡng của thực phẩm GMO.
Vì vậy, bài tiểu luận này sẽ tìm hiểu về thế nào là sự thay đổi không
mong muốn trong thành phần dinh dưỡng của thực phẩm GMO? 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.

4


B.
1.

NỘI DUNG
Một số định nghĩa
Công nghệ biến đổi gen là công nghệ chuyển gen theo kỹ thuật DNA tái

tổ hợp với những công cụ và kỹ thuật phân tử, qua việc phân lập những gen có
ích từ sinh vật cho, chuyển trực tiếp vào sinh vật nhận, tạo ra những sinh vật
biến đổi gen.
Sinh vật biến đổi gen (GMO: Genetically Modified Organism) là sinh vật
mà vật liệu di truyền của nó được biến đổi theo ý muốn chủ quan của con người,
nó mang một tổ hợp nguyên liệu di truyền mới tạo ra nhờ sử dụng các kỹ thuật
phân tử để đưa gen mới vào bộ gen của sinh vật, tạo ra một dạng chưa hề tồn tại
trong tự nhiên.
Thực phẩm biến đổi gen là thực phẩm được tạo ra từ các sinh vật biến
đổi gen hay có chứa thành tố của chúng, 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

theo mục đích chuyển gen thì có thể phân loại nguy cơ do các thay đổi không
mong muốn như sau:
Nhóm 1: Chuyển gen vào để tạo ra protein mới chưa từng có trong cơ thể
sinh vật. Thông thường, khi chuyển gen vào sinh vật người ta thường mong muốn
tạo ra protein có lợi. Tuy vậy, chúng cũng có thể tiềm ẩn những nguy cơ như gây
dị ứng, tạo ra chất đối kháng, tích lũy độc tố, ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa....
Nhóm 2: Chuyển gen vào làm thay đổi thành phần dinh dưỡng của thực
phẩm. Việc chuyển gen làm cho thành phần dinh dưỡng nào đó trong thực phẩm
tăng lên hay giảm xuống để phù hợp với mong muốn của con người cũng tiềm
ẩn nhiều nguy cơ đối với sức khỏe, làm mất cân đối thành phần dinh dưỡng ...

6


Nhưng liệu rằng những nguy cơ đó có gây hậu quả đến sức khỏe của
con người và vật nuôi hay không? Hay có rủi ro xảy ra hay không?
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 liên quan đến
giống cây trồng CNSH.
Đánh giá rủi ro = Nguy cơ x Điều kiện phơi nhiễm

Phơi nhiễm 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 biểu
hiện là hai điều kiện cần và đủ để rủi ro có thể xảy ra. Nếu có nguy cơ nhưng
không có điều kiện phơi nhiễm hoặc ngược lại có điều kiện phơi nhiễm nhưng
không có nguy cơ thì sẽ không tồn tại rủi ro.
Như vậy, nguy cơ do những thay đổi không mong muốn trong thành
phần dinh dưỡng của thực phẩm GMO là có. Nhưng việc chúng có xuất hiện rủi
ro hay không, có gây hậu quả đến sức khỏe của con người và vật nuôi hay không

tố trong nhóm này đã xác định là có khả năng gây ung thư. Một số độc tố tan
trong chất béo còn có khả năng lưu chuyển sinh học (bioaccumulate) - tức là khi
động vật ăn thực vật đó, độc tố được tích tụ lại trong mô của động vật và sẽ
truyền sang người khi chúng ta ăn động vật đó - và tiết ra cùng với sữa của
người hoặc động vật (Ví dụ của nhóm này là Solanine từ khoai tây). Nồng độ
độc tố trong thực vật rất đa dạng, thường có thể khác nhau hàng trăm lần hoặc
hơn và chịu ảnh hưởng lớn của các điều kiện stress ngoài môi trường (như khô
hạn, nóng/lạnh, thiếu chất khoáng, v.v).
Các giống khác nhau của cùng một loài có thể có hàm lượng độc tố cũng
như giá trị dinh dưỡng khác nhau.

8


Bảng 3.1. Một số nhóm độc tố thực vật thường gặp ở hàm lượng rất
thấp trong các thực phẩm chúng ta ăn hàng ngày:
Một số độc tố thực vật và chất đối kháng dinh dưỡng thường gặp
Một số nhóm hóa chất gây độc sản xuất bởi thực vật được phát hiện ở nồng
độ thấp trong nhiều thực phẩm chúng ta ăn hàng ngày. Những ảnh hưởng của chúng
lên người và động vật được dựa trên những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với
nồng độ cao hơn nhiều so với nồng độ phát hiện được trong thực phẩm.
Nhóm độc tố

Cyanogenic
glycosides

Có trong thực vật
Khoai lang, các loại quả
hạch (đào, mơ, mận), đậu
lima

Hạt cốt tông

diệt tinh trùng, có khả năng
gây u xơ.

9


Hầu hết các loại ngũ cốc,
Lectins

Oxalate

đậu tương, các loại đậu khác

giảm khả năng hấp thu chất

và khoai tây

dinh dưỡng

Rau xờ pi nách, cây đại

Làm giảm khả năng hòa tan

hoàng, cà chua

của can-xi, sắt, và kẽm

Hầu hết các loại quả và rau,


thuật di truyền, gene mới chuyển vào làm hư hỏng hay gây đột biến một hoặc
vài gene khác của thực vật. Việc xuất hiện các đột biến này sẽ dẫn đến sự hư hại
về di truyền. Đột biến gene trong kỹ thuật chuyển gene làm thay đổi quá trình
điều hòa, gây ảnh hướng đến quá trình sản xuất độc tố. Vì vậy, hàm lượng độc
tố mà thực vật sản xuất ra có thể tăng cao.
+ Trạng thái stress ở thực vật: nếu thực vật đó được gây biến đổi bằng
kỹ thuật di truyền, nhằm gây ảnh hưởng lên quá trình trao đổi chất bình thường
của thực vật thì bản thân nó sẽ ở trong trạng thái stress, và điều này có thể tạo ra
lượng độc tố cao hơn.

10


Protein không tiềm ẩn nguy cơ gây ngộ độc nếu:
-

Có lịch sử sử dụng an toàn
Không có sự tương đồng về trình tự amino acid với chất có tính độc/ có ảnh

-

hưởng bất lợi đến sức khỏa con người và vật nuôi
Không gây ảnh hưởng độc cấp tính đối với động vật
( Theo hướng dẫn của Codex Alimentarius Commission - 2003)
Để đánh giá độ độc tiềm năng, các vấn đề sau thường được xem xét:

o

Độc tính của nguồn protein mới: trong quá trình phát triển sản phẩm CNSH

ngô biến đổi gen (GM) trên những con chuột trong điều kiện tổn thương.
Những con chuột cai sữa và trưởng thành được cho ăn một khẩu phần có
chứa MON810 trong 30 và 90 ngày. Khi so sánh bắp đã xử lý, bắp MON810
gây ra sự biến đổi tỷ lệ phần trăm của các tế bào T và B và của CD4, CD8 +,
γδT, và số lượng R tại các vị trí ngoại biên và ruột. Tăng huyết thanh IL-6,
IL-13, IL-12p70, và MIP-1 [cytokine liên quan đến phản ứng gây dị ứng và
viêm] sau khi cho ăn MON810 cũng được tìm thấy.

b.

Tạo chất đối kháng dinh dưỡng:

Chất đối kháng dinh dưỡng là những chất được thực vật tạo ra tuy không
phát hiện được độc tính nhưng có khả năng làm giảm giá trị dinh 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 này không
thể hấp thụ được trong đường tiêu hóa của người hay động vật
Phytate (myo-inositol-hexaphosphate) là một dạng phosphore dự trữ
trong hạt ngũ cốc và hạt cây họ đậu. Khi hạt nảy mầm xuất hiện enzyme phytase
giải phóng phosphate từ inositol. Tuy nhiên, những hạt không nảy mầm hoặc
động vật trong hệ thống tiêu hóa không có phytase hoạt động ở
mức độ đáng kể thì động vật phải sử dụng phosphate rất nghèo trong hạt.
Phytate là yếu tố dinh dưỡng đối kháng vì nó kết hợp với Zn, Fe và các nguyên
tố khoáng khác. Phytate kết hợp với Fe làm cho 95% Fe có trong thực phẩm
không sử dụng được. Đối với nhóm người sử dụng chủ yếu là gạo, đặc biệt thiếu
Fe do phytate. Để vượt qua vấn đề này người sản xuất thường xuyên cho
12



Các tác nhân gây dị ứng đi vào cơ thể
Một tế bào trình diện kháng nguyên mang các phân tử dị ứng và trình diện

C.

các epitope của nó thông qua receptor trên bề mặt của chúng.
Tế bào trình diện kháng nguyên được hoạt hóa sau đó luận chuyển đến điểm

D.

tế bào lympho T
E. Hoạt hóa các tế bào T thành tế bào Th2 và tiết ra tín hiệu interleukin-4
Cùng lúc đó, các tế bào B nhận biết tác nhân dị ứng thông qua các tế bào
Th2 đã được hoạt hóa
F. Kích hoạt tế bào lympho B tiết ra kháng thể đặc hiệu IgE với chất gây
G.

dị ứng.
IgE gắn vào các tế bào mast nhận biết các epitope của phân tử dị ứng
và vận chuyển quanh cơ thể thông qua các hệ thống tuần hoàn và hệ
nội tiết và cuối cùng bám vào receptor của nó là FcεRI trên tế bào mast

H.

và tế bào bạch cầu ưu kiềm.
Khi các tác nhân gây dị ứng lần nữa đi vào cơ thể ở những thời điểm
sau đó thì nó sẽ bám vào IgE trên bề mặt tế bào.Kết quả là một phản
ứng đáp ứng của thụ thể được gây ra bởi các tế bào để giải phóng các
hợp chất trung gian. Một trong các hợp chất trung gian là histamine

phẩm khác mà đã biết trước là có khả năng gây dị ứng. Nếu protein chuyển vào
thực phẩm biến đổi gene là yếu tố gây dị ứng trong thực phẩm thông thường thì
rất có thể thực phẩm biển đổi gene cũng gây dị ứng. Chẳng hạn những ai dị ứng
với lạc Brazil, thì rất có thể cũng dị ứng với đậu tương chuyển gene có chứa một
protein từ lạc Brazil.
Ngoài ra, nếu chuyển một protein từ vi khuẩn vào thực vật, thì thực vật
có thể gây ra những biến đổi làm cho protein đó không giống như khi nó ở trong
vi khuẩn, vấn đề này có thể ảnh hưởng đến khả năng gây dị ứng của thực phẩm
chuyển gen. Có một quá trình được chứng minh là có khả năng tạo ra protein
gây dị ứng, đó là quá trình Glycosyl hóa, một quá trình cho phép phân từ protein
gắn kết với các phân tử đường. Hơn nữa, số lượng protein được tạo ra cũng ảnh
hưởng đến khả năng gây dị ứng của nó, mặc dù hầu hết các protein chuyển vào
thực vật chuyển gene được tổng hợp ở mức rất thấp. Tuy nhiên không phải thực
phẩm biến đổi gene nào cũng gây dị ứng, có một số thực vật chuyển gene không
tạo ra một protein mới nào, thì chúng không có khả năng gây dị ứng. Ví dụ: cà
chua Flavr-Savr...
-

Đánh giá khả năng gây dị ứng của thực phẩm biến đổi gene
Nếu protein chuyển gene bắt nguồn từ một thực phẩm đã biết là có thể
15


gây dị ứng:
+ Đầu tiên, protein đó được tách từ thực vật chuyển gene và kiểm tra với
huyết thanh của bệnh nhân bị dị ứng với thực phẩm gây dị ứng ban đầu bằng các
phương pháp chuẩn.
+ Nếu như bước thử trên là âm tính hoặc không rõ ràng thì bước tiếp
theo sẽ thử dị ứng trên da, bệnh nhân dị ứng sẽ được tiêm một lượng nhỏ protein
trên vào dưới da.


-

Mặc dù không phải protein nào có đặc tính như trên cũng có thể gây dị ứng,
nhưng nếu một protein mới cùa thực phẩm biến đổi gene có một trong
những đặc tính trên hoặc có cấu trúc giống với những protein đã được biết là
có gây dị ứng thì FDA sẽ coi protein đó là một chất gây dị ứng tiềm ẩn và sẽ
có những qui định phù hợp.

-

Tuy nhiên, trong tương lai các chất gây dị ứng sẽ được hạn chế đáng kể để
nâng cao vấn đề an toàn thực phẩm và đảm bảo sức khỏe cho người tiêu
dùng.

-

Nghiên cứu xác định chất gây dị ứng hạt dẻ Brazil trong đậu tương
chuyển gen Albumine 2S:
Cho đến nay mới phát hiện ra đây là trường hợp dị ứng GMO đầu tiên

đối với giống đậu tương biến đổi gen Pioneer.
Chất lượng dinh dưỡng của các loại đậu, bao gồm đậu tương bị thiếu hụt
methionine trong phần protein của hạt. Sự ra đời của các gen mã hóa protein
giàu lưu huỳnh từ các loại cây khác vào đậu tương thông qua kỹ thuật tái tổ hợp
DNA là một chiến lược đầy hứa hẹn cho việc cải thiện chất lượng dinh dưỡng
của đậu tương mà không ảnh hưởng xấu đến hiệu quả nông học. Các albumin 2S
từ hạt dẻ Brazil là lý tưởng cho mục đích này bởi vì nó bao gồm 18 %
methionine và 8 % cysteine là các axit amin chứa lưu huỳnh. Các gen albumin
2S từ hạt dẻ Brazil đã được chuyển vào đậu nành, thuốc lá 9 , cải dầu (Brassica



Brazil chỉ ra sự giống nhau đáng kể giữa các epitope IgE liên kết trong hai chiết
xuất này.
Như vậy, albumine 2S cũng gây dị ứng trong đậu tương chuyển gen từ
hạt dẻ Brazil. Sau kết quả điều tra thì Pioneer đã cho phá hủy toàn bộ nguyên
liệu cây & giống đậu tương chuyển gen và vấn đề về hậu quả đối với sức khỏe
của đậu tương chuyển gene albumin 2S của Pioneer đã được ngăn chặn.
Nếu phát hiện có sự thay đổi không mong muốn thì nó sẽ được loại bỏ ngay.
Sau đây là những nghiên cứu khoa học minh chứng cho sự an toàn của
thực phẩm GMO dựa trên nguyên tắc “tương đương cơ bản”.
Thực nghiệm khoa học về sự an toàn của thực phẩm GMO:
a. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ăn uống ngô chuyển gen Phytase về đặc
4.

điểm sinh lý và số phận của DNA tái tổ hợp trong thực vật ở gà đẻ trứng:
Được thực hiện vào tháng 1 năm 2014 bởi các nhà khoa học của Đại học
Nông nghiệp Trung Quốc. Nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn ngô chuyển gen
phytase đối với khối lượng cơ thể gà, các thông số hóa sinh về huyết thanh, khả
năng tiêu hóa chất dinh dưỡng của gà mái đẻ trứng. Tổng số 144 gà mái 50 tuần
tuổi được chọn ngẫu nhiên thành 2 lô, 8 lần lặp lại trên mỗi lô và 9 con / một lần
lặp lại. Trong 16 tuần, một nhóm gà thí nghiệm được cho ăn ngô không biến đổi
gen, nhóm thứ hai cho ăn ngô chuyển gen phytase.

20


Bảng 4.1: Các thành phần dinh dưỡng và thử nghiệm của chế độ ăn:

21

Kết quả cho thấy, ở nhóm gà mái ăn chế độ ăn là ngô biến đổi gen không
có tác dụng phụ nào đến khối lượng cơ thể và các thông số hóa sinh. Gen IVR
ngô (corn-specific invertase) và gen chuyển phyA2 không được tìm thấy trong
cơ ngực, cơ chân và các cơ quan sinh sản của gà. Ngoài ra, còn thấy phytase
thực vật mới có thể cải thiện khả năng tiêu hóa P của gà mái đẻ trứng.

24


b. Nghiên cứu ảnh hưởng của Ngô biến đổi gen kháng thuốc diệt cỏ- NK603
trong khẩu phần ăn của chuột (Tạp chí Thực phẩm & Hóa chất) :
Nghiên cứu của các nhà khoa học Pháp do nhà sinh vật học phân tử GillesEric Seralini làm trưởng nhóm, sau 2 năm đã đưa ra một công bố giật mình.
Tóm tắt thí nghiệm:
Ông Gilles-Eric Seralini cùng đồng sự đã đem 200 con chuột đực và cái
chia làm 10 nhóm, mỗi nhóm 10 con. Một nhóm đối chứng được cho ăn thực
phẩm thông thường dành cho chuột, trộn thêm 33% ngô không biến đổi gen và
nước. Ba nhóm khác cũng được nuôi bằng thức ăn thường và nước có pha tăng
liều lượng thuốc diệt cỏ Roundup. Sáu nhóm còn lại được cho ăn bằng thức ăn
dành cho chuột và trộn thêm 11,22 hoặc 33% ngô biến đổi gen NK603, có thể
được phun thuốc diệt cỏ Roundup hoặc không trong khi trồng.
Kết quả:
Qua thí nghiệm, các nhà nghiên cứu quan sát và nhận ra cả ngô biến đổi
gen NK603 và thuốc diệt cỏ Roundup đều có tác động tương tự đến sức khỏe
của chuột. Nhiều con, nhất là chuột cái bị chết non hoặc mắc bệnh. Vấn đề sức
khỏe cũng trở nên trầm trọng đối với những con chuột đực khi chúng bị tổn
thương ở gan, phát triển các khối u ở da, bị các vấn đề ở thận, hệ tiêu hóa…
Các nhà nghiên cứu này khẳng định ngô biến đổi gen và thuốc diệt cỏ
Roundup có thể gây rối loạn hormone theo cùng một cơ chế sinh lý và hóa sinh.
Nói tóm lại ngô biến đổi gen cũng có tác dụng xấu như hóa chất độc hại khi sử
dụng sẽ gây cơ chế kích thích khả năng ung thư và phát sinh nhiều bệnh tật.