я могу драматизировать
Почему хорошего всегда понемножку? Хорошего, мне кажется, быть должен вагон.
Яна Титоренко
Все записи
текст

Ложка генома в суп эволюции

К 2050 году население Земли может достичь 12 млрд человек. С площадью планеты у нас нет особенных сложностей, мы вполне способны на ней расположиться, но ресурсы ее исчерпаемы. Скорее всего, голод станет одной из самых значимых проблем будущего. Прокормить население помогут трансгенные растения: в них можно заложить высокую урожайность, устойчивость к вредителям и холоду. Но у ГМО полно противников, считающих, что нас пичкают ядом.
Ложка генома в суп эволюции

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.

Рекомбинантная ДНК – это искусственно созданная цепочка, объединяющая генетический материал из нескольких источников и образующая последовательность, которой нет в природе.

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

Аргументы противников

Больше 80 % россиян, как показывают опросы ВЦИОМ, относятся к ГМО негативно. В США и Европе процент негодующих еще выше и доходит до 90 %. Сопротивление общества к курьезным случаям: в 2014 году главного научного консультанта Европейской комиссии уволили за ее слова о том, что противники трансгенных растений страдают «формой умственного помешательства». На деле же против вмешательства в геном выступают не только обыватели, но и ученое сообщество. Почему? Во-первых, патогены, в том числе бактерии и вирусы, могут приспособиться к новому геному и мутировать до еще более опасных, так что привычные нам токсины уже не будут эффективны против них. Bt-технологии трансформации приводят к возникновению Bt-устойчивых насекомых.

Во-вторых, трансгены можно обнаружить и в растениях, не подвергавшихся трансформации. Ученые Дэвид Квист (David Quist) и Игнасио Чапела (Ignacio Chapela) из Калифорнийского университета в Беркли нашли в изолированных зонах мексиканского штата Оахака местные сорта кукурузы с участками ДНК, характерными для трансгенной. Они предположили, что «заражение» произошло через распространение пыльцы. Публикация стала предметом разногласий между сторонниками и противниками ГМО. Позднее другая исследовательская группа повторила эксперимент в том же районе, где брали пробы Квист и Чапела, и не обнаружила материалов трансгенного ДНК. Почти на каждый эксперимент «против», а их много, обычно находятся такие ответы. Российские биологи Александр Панчин и Александр Тужиков в 2016 году опубликовали в журнале Critical Reviews in Biotechnology обзор шести ключевых публикаций, критиковавших ГМО, в каждой из которых они нашли ошибки в обработке результатов.

Дэвид Квист (справа) и Игнасио Чапела (слева) подверглись нападкам коллег из-за того, что объявили о признаках трансгенности в местной кукурузе. bibliotecapleyades.net

Есть два основных метода вмешательства в геном. Первый – почвенная бактерия Agrobacterium tumefaciens, способная встраивать участки своего ДНК в растения. Нужный ген клонируют в ней и затем заражают ею растение. Второй – бомбардировка клеток специальными вольфрамовыми «пулями» с ДНК в составе.

В 2019 году Европейская комиссия проанализировала 130 научно-исследовательских проектов, посвященных проблемам трансгенных растений, и пришла к выводу, что все они подтверждают полную безопасность модифицированных видов. Еще в 2016 году 152 лауреата Нобелевской премии (по большей части – медики, биологи и химики) подписали письмо в адрес Greenpeace, ООН и некоторых государств с просьбой прекратить травлю ГМО. Но на каждые сто голосов «за» приходится одно громкое «против», и искусственно выведенным растениям нужно покорять мир потребителей заново – даже если эти растения способны дольше храниться, лечить рак и спасти всех нас от голода.


Наука

Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
Комментарии

Рекомендуем

Актуальное
Петросити
Поэма здоровья
Биосфера
Новиков Александр Иванович, персональный сайт
OK OK OK OK OK OK OK