На чтение: ≈ 9 мин.Практически любому из нас известно, что носителем генетической информации живого организма является ДНК. С помощью стандартных инструментальных методов из нее можно вырезать участок, отвечающий за синтез определенного соединения и соответственно выполнение конкретной функции, – ген, а затем встроить его в генетический материал отдельной клетки. Такая клетка в результате получит новое свойство, а вырастить из единственной клетки новое трансгенное растение или животное – дело техники. Фактически на современном уровне развития науки человек может сообщать растениям или животным нужные ему свойства.
Первое трансгенное растение было получено в 1983 году. В генетический аппарат картофеля был встроен ген тюрингской бациллы, обеспечивающий синтез белка, смертельно ядовитого для основного вредителя картофеля – колорадского жука. Причем такой белок не оказывает никакого влияния на другие живые организмы. Этот пример показывает, что трансгенез (включение чужеродного гена в генетический аппарат живого организма) может обеспечивать изменение наследственности в целевом и узком диапазоне. В настоящее время в результате генноинженерных манипуляций встроенные в геном растений и животных участки ДНК обеспечивают синтез новых, не свойственных этим организмам белков, способствующих повышению устойчивости ГМО к опасным заболеваниям, вредителям, гербицидам и неблагоприятным факторам среды, а также улучшению качества продукции.
Поскольку разработка и вывод на рынок ГМО – чрезвычайно дорогостоящее «удовольствие», усилия ученых сосредоточены на продуктах, которые имеют достаточно высокий объем производства, таких как соя, кукуруза, хлопок и др. К другим важным ГМ-растениям относят картофель, рис, тыкву, папайю, в процессе разработки находятся чай и кофе. Данные о трансгенных растениях, их свойствах, использовании во всем мире и рисках можно найти на веб-сайте государственного университета штата Колорадо http://cls.casa. colostate.edu/TransgenicCrops. Сегодня сотни миллионов гектаров земли по всему миру засеяны примерно 120 видами таких растений.
Теперь немного подробнее о тех ГМО, которые уже разработаны и используются на практике. В растениях главным образом моделируется устойчивость к гербицидам, насекомым и патогенам.
Обычно с помощью генноинженерных манипуляций создается устойчивость к гербицидам широкого спектра действия, убивающим все зеленые растения, на которые они попадают. Противники данной технологии считают, что существует риск аутокроссинга (миграции фрагментов ДНК), приводящего к потере биологического разнообразия и возрастанию уязвимости видов. Кроме того, в случае аутокроссинга гена устойчивости к гербициду на дикие популяции возможно образование «суперсорняков».
Технология создания трансгенных растений, устойчивых к насекомым, основана на введении в их генетический аппарат гена белка Bt, вырабатываемого почвенной бактерией Bacillus thuringiensis. Этот белок разрушается в пищеварительном тракте насекомого с образованием токсина, обеспечивающего гибель вредителя. Считается, что Bt-инсектициды безопасны для животных и человека, поэтому бактериальный ген, кодирующий Bt-белок, был внедрен в ДНК кукурузы, хлопка и картофеля. Эти ГМ-растения вырабатывают токсин, помогающий им бороться с собственными вредителями. Более безопасный, но значительно менее эффективный метод борьбы с вредителями – внедрение в популяцию насекомых биодиверсантов, генетически модифицированных организмов с летальным геном.
Устойчивость к вирусам моделируется путем введения генов устойчивости. Например, в табак вводится ген антитела против вируса табачной мозаики, вызывающего пятнистость листовых пластинок растения. В трансгенном винограде содержится ген из шелковичных червей, защищающий его от негативного действия некоторых бактерий.
Однако главным направлением разработок генетической инженерии в сельском хозяйстве считается повышение питательной ценности и вкусовых качеств растений. Среди таких растений на первом месте стоит соя. Трансгенная соя создавалась как культура, устойчивая к сорнякам и грибковым заболеваниям. Сейчас она внедрена в сельское хозяйство большинства стран мира. Применяется в массовом производстве бакалейных товаров, в виде силоса используется для корма крупного рогатого скота.
В настоящее время находятся в разработке помидоры с повышенным содержанием ликопина – предшественника витамина А, биофлавоноидов с геном петунии – они исключительно полезны для предотвращения заболеваний сердца и сосудов, масло канолы с повышенным содержанием витамина Е, золотой рис желтого цвета с большим количеством b-каротина.
В нашей стране одна из наиболее важных овощных культур – картофель. Трансгенные сорта традиционно испытывает центр «Биоинженерия». Первый в России патент на ГМ-растение получил сорт картофеля «Центр-1».
Помимо сельского хозяйства достижения генетической инженерии используются и в животноводстве. Создан трансгенный лосось, содержащий ген гормона роста и ген его активатора в организме. Такой лосось растет круглый год и достигает 18 кг веса. Подобные разработки ведутся в отношении форели, тилапии и палтуса. Однако экологи опасаются, что такая биоинженерная рыба, попадая в водоемы дикой природы случайно, может вытеснить естественную популяцию.
Таким образом, сегодня ГМ-растения и животные могут заменить традиционные продукты. Страны, страдающие нехваткой продовольствия, имеют возможность существенно повысить качество и количество продовольственного обеспечения собственного населения. Но можно ли употреблять в пищу такие продукты, не опасно ли это? Специалистов тревожит поведение гена в чужом организме, предсказать которое, особенно в отдаленном будущем, не представляется возможным. На сегодня известно, что наиболее реальная угроза, исходящая от встроенных чужеродных генов, – аллергенность. Опыты на животных, которых кормили ГМ-пищей, выявили набор серьезных изменений желудочно-кишечного тракта, печени, селезенки и уменьшение размеров мозга. С апреля 1999 года в европейских странах объявлен мораторий на распространение новых ГМ-культур ввиду того, что их безвредность для здоровья человека не доказана. Ранее были заблокированы поставки из США говядины, выращенной с использованием гормона роста, введенного методами генетической инженерии. С декабря 2007 года производители продуктов питания в России (как и в странах Евросоюза) обязаны указывать содержание ГМ-компонентов, если их содержание превышает 0,9% массы продукта.
Основное возражение против использования достижений генетической инженерии и биотехнологии в повседневной жизни – неполнота наших знаний о наследственном веществе, ДНК. Рискованно манипулировать сложными системами, знания о которых неполны. Однако «джинн уже выпущен из бутылки»…
Светлана ХОРОНЕНКОВА, преподаватель химии и биологии технического колледжа №21, кандидат химических наук, Москва
Выбор читателей
Комментарии