Естественный процесс. Как природа создает ГМО

Внедрять в растения гены чужеродных организмов представлялось чем-то искусственным, рукотворным. Принц Чарльз в свое время написал в британской газете колонку - дескать, давайте не будем соваться в царство, которое «принадлежит Богу, и только Богу». Однако биологи обнаружили: манипуляции с генами практикует и природа. И проворачивает это уже веками, и мы все это невозмутимо отребляем. Любите пиво с орешками, чернику, чай? Считайте, что потребляете «ГМО от природы».

Обычный эксперимент: в одном из академических институтов испытывают трансгенную сою на крысе. ФОТО Сергея ФАДЕИЧЕВА/ТАСС

Внедрить «чужого»

200 лет назад на Земле жил 1 миллиард человек, в 2011 году - уже 7 миллиардов, к середине этого века прогнозируют 9,5. Население стекается в города, те растут и теснят посевные площади. Селекция и генная инженерия нацелены на то, чтобы нас прокормить.

Селекция создает продуктивные сорта, но это занимает годы, к тому же растения в процессе не только приобретают новые достоинства, но могут и растерять старые. Скажем, вывели клубнику: плодовитую, но без характерного волшебного аромата. Или создали какой-нибудь высокопродуктивный сорт, его бы в голодающую Африку - но он оказался капризным, дорогим в выращивании, так что не годится.

- Генная инженерия сразу вносит в продуктивный сорт нужный ген, - поясняет профессор СПбГУ доктор биологических наук Людмила Лутова. - Время требуется только на проверку, сохранился ли внедренный ген. На это уходит два-три года вместо пяти - восьми, требуемых для селекции «по старинке».

Статья по теме:

Трансгены наступают. В мире выращивают все больше генетически модифицированных культур

Чаще всего в растение внедряют ген от растения же, но можно встроить любой ген - хоть насекомого, хоть человека. Это и пугает. И порождает образные определения вроде «пища Франкенштейна». Ученые уже привычно отбиваются аргументами: «Вы едите рыбу? Жабры-то у вас не выросли», «Вы растения едите? Но фотосинтезировать-то вряд ли научились».

То, что человек не первым додумался встраивать в один организм ген от другого, уже не новость. Новостью это было, когда ученые университета Лестера решили сконструировать трансгенный табак, начали внедрять в него фрагменты ДНК почвенных бактерий, и вдруг выяснилось: в диком табаке, который взяли просто «для сравнения»... уже есть эта самая «частичка» почвенной бактерии.

В 2012 году такой же фокус обнаружили у льнянки - лекарственного растения с желтыми цветками, его можно часто видеть возле железнодорожных путей.

Затем случилась и вовсе сенсация: частички ДНК агробактерий нашли у ипомеи. А это пищевая культура, к ней батат относится.

Вообще-то вы наверняка видели в природе примеры интервенции одного организма в другой. На растении, бывает, образуется опухоль (так называемый корончатый галл) или «косматые корни». Но долгое время не был понятен механизм такого внедрения. Сейчас он известен: почвенная бактерия tumefaciens находит в корневой шейке растения ранку, проникает - растение откликается опухолью. Если проникает агробактерия rhizogenes - образуются «косматые корни».

И то, и то - патологии. Но ученые смекнули: если почвенная бактерия работает этаким «паровозом», привозя в растение свой ген, - можно подменить «груз». И вот уже бактерия перетаскивает в геном растения не то, что выгодно ей, а то, что нужно человеку.

К слову, ни у табака, ни у льнянки опухолей нет. Как говорит Татьяна Матвеева, доктор биологических наук, профессор кафедры генетики и биотехнологии биофака СПбГУ, видимо, эти растения когда-то сами избавились от «плохих» внедренных частичек бактерий. И оставили только те, которые растению выгодны.

В лаборатории СПбГУ предположили, что случаев «природного» внедрения агробактерий в растения немало. Чтобы это проверить, ходить по лесам и долам не пришлось: есть мировой каталог растений с уже отсеквенированными, «расшифрованными», геномами. Татьяна Матвеева разработала метод, позволяющий выявить эти «чужие» последовательности в геномах у растений, и, как при признаются ученые, результатами своей работы они были удивлены. Не самим фактом «природной трансгенности», а ее масштабами. Из 275 «проанализированных» видов растений 23 оказались природными трансгенами. Среди них и пищевые культуры, и лекарственные растения, и декоративные. Матвеева перечисляет: один из видов арахиса, один из видов грецкого ореха, хмель, тропический фрукт гуайява, цветок гвоздика, суринамская вишня, клюква, брусника, голубика, черника, ним (главное «аюрведическое» растение). Чай!

- И эти внедренные гены работают из поколения в поколение, то есть и растениям они для чего-то нужны, - резюмирует профессор Матвеева.

Что растению хорошо, то человеку...

Как говорит Людмила Лутова, в мире уже у сотен видов растений есть «рукотворные» трансгенные родственники. Впрочем, большинство пока пребывают не на полях, а в лабораториях. Получить сорт со всеми необходимыми признаками все равно непросто: внедряемая частичка агробактерии довольно своевольна, куда захочет, туда в геноме растения и встраивается, и не факт, что будет там работать и приносить нужный человеку результат.

К тому же после серии проверок, бывает, забраковывается тот или иной трансгенный вид. Так было с одной из линий кукурузы: обнаружилось, что в ее пыльце вырабатывается слишком много определенного белка, который, возможно, повредил бы и «полезным» насекомым. Эту линию ГМО-кукурузы выращивать запретили.

Еще одна сложность для ГМО - конъюнктура. Классический уже пример: генно-модифицированный золотой рис. В нем много бета-каротина, предшественника витамина А, и это спасение для бедных стран. Однако спасительный золотой рис долго оставался невостребованным: бета-каротином его «обогатили», но урожайность при этом упала, а неурожайные растения производителю были малоинтересны.

Сейчас на мировом рынке биотехнологий лидируют Соединенные Штаты. Подтягиваются Китай, Индия и Бразилия, «коллеги» России по БРИКС. Европа к ГМО относится с предубеждением (вспомним принца Чарльза). В России производство ГМО-продукции запрещено за исключением нескольких культур. «При этом ввоз уже готовых продуктов ГМО разрешен. Вам не кажется это парадоксальным?» - спрашивает Людмила Лутова.

Ввоз, впрочем, тоже пытались запретить, но обнаружилось, что тогда мы лишились бы слишком многого. В первую очередь мяса: основной корм животных - соя, она почти вся модифицированная. Не ввезем сою - подкосим животноводство.

Как считают биологи в СПбГУ, открытие новых природных ГМО «позволит успокоить людей в плане безопасности трансгенных растений». Сами они не боятся ни природных, ни рукотворных генных модификаций.

- Почти все, поступившее в организм, расщепляется до нуклеотидов, так что организму все равно, ГМО это или не ГМО, - говорит Татьяна Матвеева. - Есть, правда, небольшой процент, который не расщепляется. И во множестве исследований изучалось, может ли это «неразложившееся» проникнуть в кровь, а затем попасть, к примеру, в половые клетки. Однако никаких «последствий» найдено не было, даже когда животных не просто кормили трансгенными растениями, а поили сразу препаратом с измененной ДНК.

...В этом году в США суд обязал концерн, связанный с производством ГМО-семян, выплатить многомиллионную компенсацию людям, заболевшим раком. Только судили концерн не за растения, а за гербициды, которыми их обрабатывали. Как оказалось, растения, соприкасаясь с гербицидами, проявили к ним запланированную устойчивость. Человек - не проявил.

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 222 (6575) от 26.11.2019 под заголовком «Естественный процесс».