Генетически модифицированные продукты

По большому счету, человек стал применять биотехнологии с самого начала развития цивилизации, за несколько тысячелетий до нашей эры. Возделывание культурных растений, обработка пищи на огне, применение дрожжевых заквасок для выпечки хлеба, производство вина и сыра были не чем иным, как успешными попытками наших пращуров изменить заданные природой свойства пищевых продуктов. Больше всего в этом преуспели селекционеры, целенаправленно создававшие новые сорта растений. Но современные генные инженеры многократно ускорили этот процесс и расширили его возможности, научившись придавать растениям желаемые свойства с помощью своеобразных генетических операций.

Ген (от греческого genos — род, происхождение), представляющий собой маленький кусочек молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), отвечает за наличие каждого конкретного признака растения и животного. Такие признаки и определяют его индивидуальность. Ученые сравнивают эти структуры с текстами: в разнообразных линейных последовательностях «букв» — нуклеотидов — закодирована специфическая биологическая информация. Например, в наследственном «тексте» человека из 5 «букв»-нуклеотидов составлены 3,5 млрд «слов», облеченных в десятки тысяч генов, через которые и передается наша генетическая информация. Полный набор генов конкретного живого организма называется геномом.

Идея трансформации генов заимствована учеными у самой природы. Изучая одну из бактерий, которая образует на стволах деревьев и кустарников характерные наросты, исследователи обратили внимание на ее изощренную способность паразитировать на растениях. Используя какое-нибудь повреждение коры, эта простейшая бактерия внедряется внутрь растения и переносит в ядро его клетки фрагмент собственной ДНК, который спокойно встраивается в хромосому растения.

Впрочем, подобный способ паразитического существования избрала не только агробактерия. Не менее яркий пример — возбудители вирусных заболеваний. Вирусы обладают способностью встраиваться в геном клетки хозяина, которая затем при делении воспроизводит помимо собственного еще и вирусный геном. Успешно порабощают хозяйские клетки и глисты. Такой природный механизм горизонтального переноса генов (между отдельно существующими организмами, а не от родителей к потомству) и стал принципом генной инженерии.

Изучая информационные макромолекулы, генные инженеры выявили, что ДНК с помощью особых ферментов или электрофореза можно разрезать в разных направлениях и сшивать в разных комбинациях нуклеотидных последовательностей. А из фрагментов — производить множество копий. В процессе трансгенеза это и делают, когда вводят один или несколько генов одних организмов в клетки других, зачастую эволюционно весьма далеких от доноров. Это позволяет придать растению новые ценные качества. При этом ученые тщательно просчитывают свои действия, чтобы введенный ген не изменял метаболизм (обмен веществ) растения, не нарушал функции других его генов и наследовался потомством точно так же, как «родной».

Процесс поиска нужных генов — очень длительный и кропотливый, и методы создания ДНК-конструкций не ограничены использованием одной только агробактерии. Схем и технологий трансформации несколько, но наиболее эффективным является применение «биологической пушки». Стреляя, она бомбардирует множество растительных клеток микрочастицами золота, вольфрама или другого тяжелого металла, на которые нанесен генетический материал.




Первое трансгенное растение было получено в 1983 году в Институте растениеводства в Кельне. В 1992 году в Китае начали выращивать трансгенный табак, который не губили насекомые-вредители. Потом в США появился помидор, не портящийся при транспортировке и долго сохраняющий товарный вид. Этот овощ понравился биоинженерам в качестве объекта экспериментов (растения семейства пасленовых легче модифицируются): сегодня ими создан помидор, в ДНК которого встроен ген арктической камбалы, что позволяет овощу легко переносить холода, ведутся исследования по созданию помидоров кубической формы, которые будет легко упаковывать в ящики. Вывели американские ученые и сорт картофеля, который при жарке впитывает меньше жира. Ну а в целом в мире создано и доведено до испытаний в полевых условиях более 900 линий генетически измененных растений, относящихся к 50 видам, а более 100 видов допущено к промышленному производству. Среди наиболее распространенных культур — соя, кукуруза, рапс, хлопчатник, свекла, картофель. Площадь, занимаемая трансгенными культурами, постоянно увеличивается. Сегодня она достигает 81 млн гектаров в 18 странах. Производители сельхозпродукции высоко оценили, во-первых, хорошую генетически заданную устойчивость новых культур к насекомым-вредителям и различным гербицидам, а во-вторых, их высокую урожайность.

Сегодня генная инженерия стоит на гребне второй волны, которая обещает человечеству создание растений с совершенно новыми, удивительными свойствами. Один из примеров — «золотой рис», созданный швейцарскими учеными. Они ввели в геном риса гены, ответственные за синтез бета-каротина (предшественника витамина А в организме), и гены, способствующие росту содержания железа в зернах. Эта технология уже используется с целью улучшения питания стран Юго-Восточной Азии, население которых, отдавая предпочтение рису, испытывает в то же время дефицит витамина А и многих минеральных веществ. Другой пример — создание генетически модифицированных (ГМ) сортов сои с повышенным содержанием олеиновых кислот, употребление которой призвано снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний. К тому же полученное из такой сои масло не будет быстро разрушаться при нагревании, как это происходит пока со всеми растительными маслами. Словом, как считает лауреат Нобелевской премии мира Норман Эрнст Борлоуг — ученый, которого называют отцом «зеленой революции», распространение новых биотехнологий по всему миру позволит избавить человечество от позорных для XXI века голодных смертей, а в будущем поможет компенсировать нехватку площадей для земледелия и прокормить население планеты, которое, по прогнозам ученых, уже через полвека вырастет чуть ли не вдвое.

Не менее впечатляющих результатов ждут ученые от другого направления биотехнологий — создания новых лекарств и вакцин. Человечество успешно использует (о чем многие даже не подозревают) полученные генно-инженерным способом инсулин, интерферон, вакцину против вирусного гепатита В и другие препараты. Сегодня на плантациях США и других стран выращиваются целые биофабрики лекарств. Ведутся исследования по созданию растений-биореакторов для производства различных промышленных продуктов, по использованию трансгенных животных в качестве источников органов и тканей для трансплантологии. Как ни фантастически это звучит, генные инженеры всерьез заявляют о том, что растения смогут стать даже источником новых видов топлива и заменить нефть, запасы которой неуклонно истощаются.





Большинство людей с большим сомнением относится к продуктам, полученным из генетически модифицированных источников. И не только потому, что всякое новое и непонятное воспринимается с недоверием. В данном случае речь идет о вторжении в святую святых природы — естественный процесс ее воспроизводства. На сегодняшний день нет доказательств опасности трансгенных продуктов, но нет и уверенности в их полной безопасности.

Неожиданности могут возникнуть в процессе трансформации генов: исследователь не знает заранее, сколько копий транспортируемого гена и в какие хромосомы встроится, и не может это корректировать. Причем при использовании пушечной «бомбардировки» вероятность сбоев выше. Но больше всего тревожит непредсказуемость отдаленных последствий «внедрения человека в природные наследственные механизмы, которые могут обернуться негативным воздействием на здоровье человека и всей природной среды. Не слишком ли человек много на себя взял, не вмешался ли в промысел Создателя? А может быть, эти тревоги — лишь отголосок того извечного страха человека перед могуществом и таинством природы? Сегодня трудно ответить на такие вопросы. Потому и разгораются споры между сторонниками и противниками генной инженерии.

Скажем, критики новых биотехнологий призывают ограничиться более «экологически чистой» традиционной селекцией, которой человек занимался около десяти тысяч лет, постоянно улучшая и приспосабливая для своей пользы разные виды растений и животных. В ответ на это биоинженеры говорят, что понятие «экологически чистые» — элементарный обман, потому что ничего естественного и натурального в природе уже давно не существует. Ведь традиционная селекция так же искусственно изменяет признак, определяемый тем или иным геном. Но если генный инженер действует очень тонко, целенаправленно вводя вставку выделенного гена на крохотный кусочек ДНК, то селекционер добивается желаемых изменений в результате использования грубых мутаций, происходящих под воздействием агрессивных методов радиации и применения химии, которые чрезвычайно загрязняют окружающую среду. По словам биотехнологов, даже обычное скрещивание может быть опаснее генной инженерии.

Много дискуссий разгорается по проблеме горизонтального переноса генов. Оппоненты новых технологий утверждают, что существует реальная возможность переноса генов от ГМ-продуктов к бактериям желудочно-кишечного тракта человеками животных, потребляющих такие продукты. В этом случае свойства бактерий будут бесконтрольно меняться, а это опасно!

Словом, мир в отношении ГМ-продуктов разделился. Лидер в разработке ГМ-технологий США и крупнейшие экспортеры трансгенной сельскохозяйственной продукции — Канада, Аргентина, Австралия, Бразилия - стремятся увеличить ее экспорт в слаборазвитые страны и в Европу. Например, только американских соевых бобов на старый континент поступает ежегодно 6 млн тонн. Более объемному экспорту и широкому использованию ГМ-продуктов Европа пока сопротивляется, хотя в ряде стран ведутся свои разработки трансгенных культур, и недавно Евросоюз отменил мораторий на лицензирование новых сортов трансгенных растений.

В Великобритании, на родине овечки Долли — первого животного, полученного по трансгенной технологии — мнения «за» и «против» разделились примерно пополам. Принц Чарльз отвергает саму идею таких продуктов, а премьер-министр Тони Блэр, наоборот, заявил, что не представляет без них рациона своей семьи.

Пока идут острейшие дискуссии, многие регионы объявляют себя зонами, свободными от такой продукции. Правда, эти выступления можно объяснить и чисто экономическими интересами: в Европе настолько развито сельское хозяйство, что уже возник кризис перепроизводства. Зачем же им чужие продукты? Разумеется, фермеры выступают против, а политики и общественные деятели подогревают страсти.

Сторонники генетически модифицированного питания, в частности, приводят такой аргумент: жители США, где впервые началось выращивание ГМ-культур, совершенно спокойно относятся к потреблению трансгенных продуктов, которые там даже не маркируются. При этом американцы очень трепетно относятся к своему здоровью. Довод, будто они пытаются «спихнуть» такую продукцию в слаборазвитые страны, не убедителен: на экспорт у них идет лишь 30% трансгенной сои, а 70% потребляют сами американцы. Все дело в том, утверждают сторонники биоинженерии, что ученые сделали внедрение генных технологий достоянием гласности. Они не только не скрывали суть своих экспериментов, но и без устали объясняли населению, что они собой представляют. Так им удалось избежать напрасных страхов.