Шщш §ШШ Ш ГМО Дч
С тех пор как было создано первое трансгенное растение, миновало уже более трех десятилетий, и все эти годы биологи терпеливо объясняют в широкой печати (в том числе и в нашем журнале) суть метода генетической модификации организмов. Тем не менее множество людей (среди которых, к сожалению, есть и законотворцы, и даже ученые), не веря специалистам, продолжают панически бояться генетически модифицированных организмов, вред которых еще никому не уда- ^ лось достоверно доказать. На заблуждении людей наживаются производители, намеренно завышающие цены на продукты с маркировкой «без ГМО». Что скрывается за этой аббревиатурой и сто- {} ит ли содрогаться при виде этих трех букв? На эти вопросы, которые, случается, задают и наши читатели, лаконично отвечает участница конкурса научно-популярных статей «Био/мол/текст-2014»* Н.Н.Скорлупкина. Поводом для этой публикации стало не столько наше желание еще раз напомнить о беспочвенности настороженного отношения к ГМО, сколько недоумение по поводу недавних событий, которые могут привести к отставанию России от мировых конкурентов в развитии биотехнологии. В последние годы казалось, что Правительство России стало прислушиваться ^ к мнению научного сообщества, но 3 февраля был подписан законопроект, запрещающий выращивать ГМО на территории России. Мы попросили прокомментировать этот документ биолога А.Ю.Панчина.
Трансгенные растения — бомбы замедленного действия или спасители планеты?
Никто не отрицает главное и очевидное преимущество генетически модифицированных растений перед их нетрансформиро-ванными сородичами: использование ГМ-расте-ний позволяет увеличить и сохранить урожай без использования ядохимикатов — гербицидов, инсектицидов и фунгицидов. Беспокойство обычно вызывают отдаленные последствия, которые гипотетически могут вызвать пищевые продукты, содержащие ГМО. И это — основной аргумент противников генетической трансформации растений, призывающих ограничивать потребление ГМО. Но почему-то мало кто задумывается, что на самом деле люди начали менять генетический аппарат растений еще на заре цивилизации, только делали они это интуитивно, скрещивая растения с наилучшими свойствами. В результате длительной селекции создавались новые культуры, которые генетически, естественно, отличались от диких видов.
Работа селекционеров значительно упростилась с открытием принципов передачи наследственных признаков от родительских организмов
к их потомкам (законов Менделя) и созданием генетических методов селекции. С помощью рентгеновских лучей и химических мутагенов ученые научились увеличивать частоту мутаций и получать новые сорта сельскохозяйственных растений. Такие эксперименты продолжаются и сегодня, но у этого метода есть существенный недостаток — результаты искусственного мутагенеза, как и естественного, непредсказуемы. Добиться целенаправленных изменений позволяет генетическая модификация организма [1, 2]. Первое ГМ-растение — новый сорт табака — получили бельгийские генетики под руководством Дж.Шелл в 1983 г. [3]. Разработанный ими метод стал классическим; состоит он из пяти основных этапов.
Сначала необходимо изолировать нужный ген. Получают его либо путем химического синтеза из составляющих ДНК нуклеотидов (что очень долго и дорого, а потому обычно нецелесообразно), либо путем его выделения из клеток других организмов с помощью специальных методик.
Затем чужеродный ген надо перенести в организм, для чего в качестве носителя (вектора) ис-
* По договоренности с организаторами конкурса некоторые статьи будут опубликованы в научно-популярных журналах. Здесь мы публикуем слегка сокращенный и переработанный вариант статьи; с полной ее версией, а также с другими статьями, участвовавших в конкурсе, можно ознакомиться на сайте организаторов конкурса: biomolecula.ru/content/1496
I «if
пользуются плазмиды (кольцевые молекулы ДНК в клетке бактерий, существующие отдельно от геномных хромосом и способные реплицироваться автономно), оболочки инактивированных вирусов, а также липосомы — сферические оболочки, состоящие из фосфатидилсерина и холестерина.
На следующем этапе вектор с «полезным» геном вводят в генетический аппарат растительной клетки разными способами — от простого нанесения вектора на клетки до обстрела из генной ^ пушки. На заключительных этапах из модифицированных клеток выращивают целые растения, из которых затем отбирают только те, в которых проявились ожидаемые свойства. »s По сути, метод генетической модификации организма — та же селекция, только быстрее и с предсказуемым результатом. Однако перспектива использования трансгенных растений в сельском хозяйстве вызывает ожесточенные дискуссии в обществе. Например, дебаты разгорелись после публикации результатов лабораторных исследований, в которых пыльца трансгенной кукурузы убивала гусениц бабочки-монарха. Правда, вскоре Агентство по охране окружающей среды США (United States Environmental Protection Agency) опровергло эту информацию: выяснилось, что в естественных условиях вероятность влияния ГМ-кукурузы на личиночную стадию бабочки весьма незначительна или даже вовсе отсутствует, поскольку в природе они рядом не живут [4].
Другой пример — нашумевший эксперимент с крысами. Животных кормили трансгенной куку-
«Золотой рис» легко отличить от обычного по цвету зерен.
рузой, и у них стали появляться опухоли [5]. Журнал, опубликовавший в 2012 г. результаты этих исследований, вскоре отозвал статью, поскольку редакция получила множество критических писем с указанием на ошибки в методологии работы и результатах. Во-первых, исследователи использовали крыс линии Sprague-Dawley, в популяции которых даже в норме возникают опухоли у 45% животных [6]; во-вторых, не была установлена зависимость появления новообразований от количества потребления кукурузы; в-третьих, не было контрольной линии крыс.
Столь же бурную полемику вызвали и другие эксперименты с крысами, которых исследователи кормили ГМ-соей, устойчивой к гербициду глифо-сату [7]. По их мнению, трансгенная соя негативно воздействует на репродуктивную функцию крыс, а также на выживаемость и развитие их потомства. Эти результаты даже не были опубликованы в научной периодике, поскольку были забракованы еще на стадии рецензирования, но привлекли к себе широкое внимание СМИ и настроили людей против ГМО в целом, и трансгенных растений в частности. Между тем как раз их использование может решить проблемы загрязнения окружающей среды, что положительно скажется и на здоровье самого человека. Действительно, отказаться от применения ядохимикатов, традиционно используемых для защиты посевов от болезней или насекомых-вредителей, можно, создав устойчивые к ним ГМ-сорта. Для этого достаточно внедрить в генотип растения ген, кодирующий синтез веществ, пагубно действующих, например, на насекомых. Были проведены исследования, которые доказали, что такие соединения безопасны для птиц, млекопитающих, в том числе и человека [2]. Есть еще один безопасный, но менее эффективный метод контроля численности насекомых-вредителей — внедрение в их популяцию «биодиверсантов» — насекомых с летальными генами [4].
Кроме того, с помощью целенаправленной генетической модификации растений можно добиться улучшения их пищевой ценности. Например, в 2000 г. ученые из Швейцарской высшей технической школы (Swiss Federal Institute of Technology, Цюрих) и Фрайбургского университета (Albert-Ludwigs-Universi-tat Freiburg, Германия) создали ГМ-сорт риса, в зернах которого содержится большое количество в-каротина — предшественника goldenrice.org витамина А [8]. «Золотой рис»,
92
ПРИРОДА
№3
2 0 15
названный так за золотисто-желтый цвет его зерен, помог бы снизить заболеваемость и смертность, связанные с дефицитом витамина А, в развивающихся странах, где рис — основной источник питания. Исследования, проведенные в 2012 г., показали, что р-каротин «золотого риса» усваивается у детей лучше, чем р-каротин шпината или масла и к тому же намного доступнее и дешевле [9]. Планировалось, что вскоре «золотой рис» начнут культивировать в двух азиатских государствах — Филиппинах и Бангладеш [10], однако до сих пор он нигде не допущен к выращиванию. И дело тут не только в технических или законодательных проблемах. Против внедрения «золотого риса» выступают различные общественные организации (в том числе Greenpeace), сомневающиеся в его безопасности, а также радикальные активисты, порой просто разоряющие экспериментальные посадки. Что же волнует противников ГМО?
Плохо образованные из них любят рассказывать ужасающую историю о том, что части ДНК трансгенных растений могут встраиваться в геном человека и вызывать опасные для жизни мутации. Вряд ли сейчас кто-либо сможет вспомнить автора этой безумной идеи, но ее абсурдность очевидна: если бы чужеродные гены, попадающие в организм с пищей, могли встраиваться в наш геном, то человек давно потерял бы свой облик и приобрел бы черты, например, морковки или коровки (в зависимости от личных предпочтений).
Другой волнующий оппонентов вопрос: не навредят ли трансгенные растения экосистемам? В большинстве статей обсуждаются два возможных варианта негативных последствий, связанных с масштабным применением ГМ-растений, —
влияние на биоразнообразие и «утечка» трансгенов в окружающий мир*.
Первая проблема до сих пор вызывает множество споров. С одной стороны, трансгенные растения, казалось бы, устойчивее диких сородичей к превратностям среды и могут вытеснить их из экологических ниш. С другой стороны, за тридцатилетнюю историю культивирования ГМ-растений ни одно из них до сих пор не поймано «с поличным» — вероятно, им просто не выжить в дикой природе, так как, повторю, они мало отличаются от выведенных в результате длительной селекции культур, которые нуждаются в дополнительном уходе. Вторая проблема столь же бурно обсуждается экологами, бьющимися над тем, как избежать миграции генов между ГМ-сортами и дикими растениями [4]. И хотя единого мнения пока нет, замечу, что эта угроза вряд ли соизмерима с вредом, который наносят природе пестициды, используемые при
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.