В интернете кто-то неправ! Научные исследования спорных вопросов - страница 44

Золотой рис был создан еще в 2005 году, но его до сих пор не выращивают в промышленных масштабах. Отчасти это связано с жесткими испытаниями, которым подвергаются все генетически модифицированные продукты: пока химический состав золотого риса вдоль и поперек исследовали в лаборатории, пока убеждались в отсутствии аллергенов, пока кормили добровольцев, прошло несколько лет. Теперь золотой рис выращивают на экспериментальных полях в тех странах, где предполагается его использовать, чтобы выбрать самые урожайные линии. К сожалению, процесс внедрения золотого риса сталкивается с огромным сопротивлением общественности – например, в 2013 году экспериментальную делянку на Филиппинах просто вытоптали подчистую. В самом деле, слепота привычна и понятна, а вот современные биотехнологии – это таинственная и непостижимая опасность, от которой нужно во что бы то ни стало защитить наших детей.

Современные биотехнологии действительно трудно постичь – очень уж много накоплено информации. Молекулярные биологи располагают сегодня огромным количеством высокоточных методик, позволяющих определять последовательности ДНК, размножать молекулы ДНК в пробирке, разрезать их в заданных местах и соединять в новые конструкции, доставлять ДНК в клетки. Пытаться описать их все – задача прекрасная и невыполнимая (в рамках одной главы), поэтому я упомяну только о двух механизмах, которые мы позаимствовали у бактерий и поставили себе на службу.

Бактерия Agrobacterium tumefaciens[36] – природный генный инженер. Задолго до того, как люди начали строить дома, эта бактерия уже умела выращивать себе такой дом, как в фантастических фильмах, предоставляющий одновременно и убежище, и вкусную еду. Под влиянием бактерии клетки растения начинают, во-первых, бурно делиться (формируя на корнях объемные наросты, которые называются корончатыми галлами), а во-вторых, производить опины, вкусненькие химические соединения из аминокислоты и сахара, которыми бактерия питается.

Как добиться такого результата? У Agrobacterium tumefaciens есть, помимо других генов, небольшая кольцевая ДНК, Ti-плазмида. В ней есть маленький участок под названием T-ДНК, который будет встраиваться в ДНК растения и заставлять клетки бурно делиться и синтезировать для бактерии еду. А еще в Ti-плазмиде закодировано несколько белков, которые нужны для того, чтобы между клеткой растения и клеткой бактерии образовался канал, а еще для того, чтобы протащить через него T-ДНК и сделать так, чтобы она попала в ядро растительной клетки и встроилась в хозяйскую ДНК. Сама бактерия остается снаружи, Ti-плазмида остается в бактерии, а в растение попадает только небольшой фрагмент ДНК. Потом, когда растительная клетка будет делиться, она будет передавать бактериальные гены и своим потомкам.

Генетики берут эту готовую конструкцию, выкидывают из нее все те гены, которые нужны бактерии, и вставляют те, которые нужны людям. Несчастная обманутая бактерия проделывает всю ту же самую работу, но модифицированная клетка растения уже не начинает бурно делиться и не производит опины – зато обладает теми свойствами, которые нужны нам. Потом из удачно модифицированной клетки, благодаря способности растений к вегетативному размножению, можно будет вырастить целый организм. Именно с помощью такого подхода получена, например, устойчивая к засухе кукуруза MON87460, которую интенсивно выращивают по обе стороны Атлантического океана. В нее был введен бактериальный ген cspB, отвечающий за производство РНК-шаперона – белка, предотвращающего неправильную укладку молекул РНК под действием стресса, в данном случае недостатка воды. Его присутствие помогает кукурузе выращивать нормальные семена, даже когда ее недостаточно поливают. По остальным экологическим и пищевым параметрам эта кукуруза не отличается от такой же, но немодифицированной [16], [17].

Главный недостаток агробактериальной трансформации (и других методик генной инженерии первого поколения) – это невозможность контролировать, в какое именно место в ДНК растения встроится новая конструкция. Вообще-то это не такая большая проблема: мы ведь получаем не единственное растение, а несколько. Если она где-то встроится так, чтобы это повлияло на остальные свойства растения, – исследователи это заметят. Если будут сомневаться – расшифруют ДНК, чтобы установить место локализации точно. Тем не менее, действительно, методы генной инженерии нового поколения направлены на то, чтобы встраивать новую ДНК не куда попало, а в заранее заданное место. Есть несколько способов делать это в пробирке, но главный писк моды сейчас – система CRISPR/Cas