Ложка генома в суп эволюции: что мы знаем о ГМО

freepik.es

Видоизмененный обед

Предположим, у нас есть картошка, которая при воздействии прохладных температур тут же гибнет. Веками мы довольствуемся тем, что есть, – маленьким урожаем, невкусными клубнями. А потом решаем с помощью маленькой манипуляции чуть-чуть поменять сорт. Мы добавим к нему, как в компьютерной игре при переходе на новый уровень, дополнительный скилл – функцию морозоустойчивости. И наша видоизмененная картошка будет радовать вкусовые рецепторы круглый год. Формально ее теперь следует называть трансгенным или генетически модифицированным растением – так определяют виды, к которым успешно «пересадили» от других тот или иной ген. Если говорить научным языком, взяли рекомбинантные ДНК, сконструированные in vitro («в пробирке»), у одних и подсадили в ДНК модифицируемого организма, который получил благодаря этому вмешательству новые свойства. Перечень «скиллов» варьируется.

Первые трансгенные растения появились около 50 лет назад. Для коммерческих целей их начали выращивать в 1994 году. Разработка таких «мутантов» довольно дорогая, поэтому в первую очередь ученые занялись модификацией популярных культур – сои, кукурузы, картофеля, хлопка и рапса. Уже к 2005 году на США приходилось 55 % мировых площадей, отведенных под культивирование ГМ-растений. В России трансгенные растения не производятся, но они активно сюда поставляются. Давно ли, глядя на помидор, благополучно лежащий в холодильнике две недели, вы говорили: «Ой, да в нем нет ничего настоящего»? Вероятнее всего, этот красавец – как раз из трансгенных. Ведущие производители таких растений – США, Канада, Аргентина и Бразилия.

Зачем нам это?

Видоизмененные фрукты и овощи могут иметь лучшие вкусовые качества, лучший внешний вид и долгий срок хранения. Они дают более богатый урожай, а выращивать их можно везде – начиная от Крайнего Севера и заканчивая африканскими пустынями. Надо лишь добавить правильный ген. Пшеница с геном скорпиона в геноме, например, лучше «традиционных» аналогов переносит засуху. Вообще-то для решения таких проблем в агромире уже существует селекция, улучшение растений путем искусственного отбора, но ей для подобных показателей нужны десятилетия работы. Трансгенные растения требуют гораздо меньше времени.

Главная особенность модифицированных растений – устойчивость к вирусам, вредителям и гербицидам. До 50 % всего нетрансгенного картофеля гибнет от вредных насекомых, например, от колорадского жука. Для экономики и потребителей это огромные цифры, которые должны спровоцировать рост цен на картофель, но этого не происходит, потому что люди вывели трансгенный картофель, генетически модифицированную сою, трансгенную кукурузу. Эти «новые» растения несут в себе ген, который кодирует токсин, используемый обычно для опрыскивания растений от вредителей. Мы можем взять средство и опрыскать будущий урожай снаружи, а можем заложить те же свойства изнутри – ничего, по сути, не изменится. Устойчивость растений к насекомым достигается введением в геном гена bt2 из бактерий Bacillus thuringiensis – он кодирует белок, ядовитый для насекомых: дельта-эндотоксин. Для млекопитающих он безвреден. С ним уже выращивают так называемые Вt-растения хлопка, картофеля, кукурузы. Трансгенная разновидность папайи с красной мякотью устойчива к вирусу кольцевой пятнистости папайи, в 90-х годах уничтожившему почти все производство фрукта на Гавайях.

Из «новых» растений мы можем убрать аллергены. Можем получить виды, которые дадут нам дополнительные микроэлементы. В Китае выведен сорт табака, синтезирующий лактоферрин – белок, входящий в состав иммунной системы. В Америке производят трансгенные рис и морковь с повышенным содержанием бета-каротина, который в организме человека превращается в витамин А. «Золотой рис» может существенно улучшить качество жизни в странах третьего мира, где у жителей часто наблюдается значительный дефицит витамина A. ГМ-виды потенциально можно использовать для производства вакцин, белков, фармацевтических препаратов: вакцины против ВИЧ-1/СПИДа, гепатита В и цервикального рака на основе трансгенных растений томата сейчас проходят доклинические испытания.

Кристаллы Bt-токсина из Bacillus thuringiensis. Фото: Jim Buckman is credited and the original uploader is P.R.Johnston, wikipedia.org