В обществе, однако, существует устойчивое предубеждение против ГМО. С этим предубеждением не согласен кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики и селекции биолого-почвенного факультета СПбГУ Владислав Емельянов. Он рассказывает о новых ГМО, о синей картошке и объясняет, вырастет ли у нас третья рука и кому нельзя есть помидоры с геном арктических рыб.
- Почему ученые сегодня так активно работают над созданием ГМО - генно-модифицированных организмов?
- Большинство растений в течение времени естественным образом изменяется. Но, к сожалению, сегодня у многих растений, которые человек культивирует целые тысячелетия, способность к изменчивости уже иссякает. Между тем меняется и климат, ухудшается состояние почв, которые обрабатываются гербицидами и пестицидами. Обработанные ими фрукты и овощи красивы, но благодаря такой обработке они накопили яды. И эти яды мы благополучно съедаем вместе со всей этой глянцевой красотой. Поэтому растения сегодня нужно модифицировать.
- Так, может быть, отказаться от ядов?
- А без ядов сегодня растения не вырастут! Поэтому в наши дни так остро стоит вопрос о создании растений, которые смогут обеспечить человечество достаточным количеством пищи, противостоять негативным климатическим, погодным, техногенным факторам, смогут без пестицидов и гербицидов бороться с вредителями и болезнями.
Мы сегодня с трудом представляем, что такое голод из-за болезни овощей. А в середине ХIX века, когда картофель в Америке и Европе поразил фитофтороз, туда пришли голод и нищета, а за ними - вспышка инфекционных болезней. А с помощью современных технологий можно создать генетически-модифицированные растения, которые будут успешно противостоять болезням, отличаться повышенной урожайностью, питательной ценностью, количеством витаминов и незаменимых аминокислот. При желании можно менять вкус, цвет, форму плодов.
- Но против ГМО в мире развернута целая кампания!
- Да, с легкой руки экологов. При этом почему-то забывается, что мутанты используются в сельском хозяйстве уже более 100 лет, так с 1920-х годов многие сорта пшеницы и других растений получены с помощью искусственного мутагенеза. А до вмешательства ученых люди тысячи лет отбирали мутанты, обладающие полезными качествами, - то есть выводили сорта.
- Кстати, о пшенице. Есть плакат противников ГМО – на нем женщина собирает пшеницу. Двумя руками она держит золотую охапку, а третьей рукой гордо подбоченилась…
- Выдумки. Частота возникновения мутаций варьирует в диапазоне 1 к 10 000 - 1 000 000. Давайте посчитаем: генов у нас около 28 000, и, таким образом, в самом негативом случае только 2 - 3 гена будут мутантными! Но, если они несут организму вред, иммунная система должна дать свой ответ
- Но есть и устрашающие фотографии накормленных ГМО крыс с гроздьями опухолей?
- Эти крысы из Франции потрясли весь мир, меня в том числе. Но надо понимать, что мыши и крысы вообще предрасположены к образованию опухолей, более того, белых лабораторных мышей и крыс вывели специально, чтобы изучать опухоли. И, даже живя дома у любящих хозяев, крысы и мыши часто умирают от рака. Равно как собаки и кошки. Мы не знаем, может быть, и раньше домашние животные умирали от новообразований, но этого не умели диагностировать.
- И в каком эксперименте участвовали французские крысы?
- По тестированию биобезопасности кукурузы, устойчивой к гербициду раундап - яду, который, побеждая сорняки, может накапливаться в растениях. Экспериментальных групп крыс было три: 1) крысы, которым в пищу к нормальной кукурузе добавляли раундап, 2) крысы, питавшиеся трансгенной раундап-устойчивой кукурузой, и 3) крысы, которые употребляли трансгенную кукурузу с добавкой самого раундапа. Но в этой напугавшей мир статье о крысах почему-то не рассматривался контрольный вариант, в котором крысы употребляли бы нетрансгенную кукурузу без всяких добавок. И фотографии крыс из контрольной группы не приводятся. Мы их не видим, а результат, думаю, был примерно тот же, что и у прочих групп.
- То есть вы считаете, ГМО тут ни при чем?
- Само по себе трансгенное растение не опасно!Нарушения у подопытных животных может вызвать неправильно подобранный целевой белок, опасной может быть конструкция с токсичным белком или конечный продукт.
В России также проводятся исследования по биобезопасности ГМО, ив одном из московских научно-исследовательских институтов крыс тоже кормили трансгенной кукурузой. И отклонений в развитии и размножении она не вызвала на протяжении нескольких поколений крыс. Но кому интересны позитивные примеры!
- Чем ГМО отличаются от нормальных, не трансгенных организмов?
- Начнем с того, что в природе существуют и горизонтальный, и вертикальный перенос генов. ГМО, трансгенные организмы получаются в процессе горизонтального переноса генов - когда один организм передает генетический материал другому организму, который не является его потомком. То есть организмы получают гены при встраивании чужеродного гена, а не как результат размножения или естественной мутации. В геном растения мы можем встроить так называемые гены интереса, отвечающие за какие-то необходимые нам свойства, можем вырезать, сшивать и конструировать гены.
Результат горизонтального переноса генов - генетическая трансформация - происходит в природе и естественным образом. Например, бактерии могут поглощать молекулы ДНК с генами из внешней среды для лучшей адаптации к условиям окружающей среды.
Так что мы давно живем бок о бок с трансгенными формами. Вокруг нас их множество. Известный рекомбинантный инсулин человека и ряд других белков также получают с помощью трансгенных бактерий. Даже любимые нами биойогурты производятся в том числе и с помощью трансгенных микроорганизов.
(Как распознать в магазине генно-модифицированные продукты, узнайте здесь)
- А что такое вертикальный перенос генов?
- При вертикальном переносе потомок получает генетический материал от своих родителей. В XIX веке было открыто явление гетерозиса, то есть увеличение жизнеспособности и продуктивности гибридов в результате наследования определенного набора форм различных генов от разнородных родителей. Ученые выяснили, что при скрещивании двух отдаленных родительских форм получаются очень интересные варианты и положительные качества одного родителя превалируют над негативными качествами другого.
Если говорить о людях, то известно, что гибриды людей - метисы, мулаты – обычно очень здоровы, умны и часто красивы. Если говорить о растениях, то очень популярна, например, кукуруза. Гетерозисные гибриды кукурузы американцы так активно стали внедрять, что это позволило им окупить даже Манхэттенский проект - по разработке ядерного оружия. Интересно, что гибрид F1 не имеет смысла использовать для получения семян. Чтобы гибриды обладали гетерозисной силой, каждый раз семена надо покупать снова - такой хитрый американский прием.
- А кто такие мутанты?
- Помимо гибридов можно получать и мутанты. В любых организмах происходит спонтанный мутагенез, в результате которого возникают случайные мутации. Мутация – это унаследованное изменение ДНК. Можно ускорить и усилить процесс мутагенеза, искусственно подвергнув организм действию ионизирующих излучений или химических мутагенов.
К примеру, в цветоводстве широко используют мутаген колхицин – клеточный яд, который блокирует деление клетки и приводит к полиплоидии - кратному увеличению количества хромосом. Цветоводы говорят: «Хотите новый сорт фиалки? Используйте колхицин». Безусловно, вы получите много уродцев. Но будут и красавцы!
- Люди тоже мутируют?
- В некотором роде мы все мутанты. Не говоря уже о модных лысых кошках. Те же гербициды, которые попадают в нашу пищу, являются сильными мутагенами. А любители соляриев! Они рискуют благодаря ультрафиолету, кроме рака кожи и ослабления иммунитета, получить мутации. И неважно, загорал человек три минуты или одну. От ультрафиолетового излучения белокожих людей защищает загар. Кстати, и физиопроцедуры для полости рта с ультрафиолетом тоже приносят сомнительную пользу, во всяком случае, эпителий они точно обжигают. У микроорганизмов синий свет способствует разрыву ДНК, более жесткое ультрафиолетовое излучение вообще их убивает. Во время ультрафиолетового обеззараживания нельзя держать в помещении собак, кошек, живые растения.
- Говорят, и музыка действует на организмы?
- Любая музыка может действовать на живое существо посредством ритмических колебаний, которые могут влиять на разнообразные процессы роста и обмена веществ. Но изменение молекул ДНК под воздействием музыки я себе представить не могу.
- Какие-то растения, полученные методами традиционной селекции, могут быть человеку не полезны?
- Да, например, сорт помидоров, выведенный путем скрещивания обычного томата и дикого перуанского – это не ГМО, а результат традиционной селекции, - может вызывать отравления.Не полезными могут быть даже растения, которые мы привычно употребляем в пищу и даже покупаем в экологических магазинах, если они накапливают в себе какие-либо токсины. Вообще, любые новые сорта – ГМО это или не ГМО – надо подвергать всестороннему тестированию на предмет их биобезопасности.
(Почему Роспотребнадзор считает, что сельскохозяйственные культуры с ГМО полезны для здоровья, узнайте здесь)
- Кто даст гарантии, что тестирование ГМО будет проведено по всем правилам?
- Гарантией качества продукта, так же как и с лекарственными препаратами, должно быть государственное лицензирование. Кстати, средняя продолжительность жизни выше в тех странах, где контроль продуктов питания находится на достойном уровне.
Можно предложить и добавочное решение – развивать разного рода биотехнологические фирмы, которые могли бы тестировать биологические объекты, включая ГМО. Вот вы купили продукт, принесли в лабораторию, где проведут полный химический и генетический анализ. В Америке эта практика уже распространена.
Тестирование можно проводить и при простуде. Вы приходите к врачу, сдаете анализ мокроты или крови и выясняете, какой возбудитель – вирус или бактерия – вас атаковал. В Европе это также распространенная практика. А у нас при любом ОРВИ сразу норовят выписать антибиотики.Пользы – никакой, вреда много.
- А есть альтернатива ГМО?
- Есть – призывы к экологическому фермерству. Но, чтобы обеспечить людей экологически чистыми продуктами, нужно, чтобы большинство из нас стало фермерами. Это нереально. А мы в России вообще живем в зоне повышенного земледельческого риска. Все наши основные овощные и фруктовые культуры не являются аборигенными видами и без поддержки человека расти не будут. Картофель, томаты прибыли к нам из Америки, пшеница - из Междуречья, репа, редька культивировались еще древними греками. Что-то пришло от германцев. Из юго-восточной Азии - рис, его у нас сегодня выращивают в Краснодарском крае и Приморье.
- А что ели на Руси до греческой репки и индейских томатов?
- Мед, рыбу, мясо, собирали ягоды, коренья. Исследования древнего Аркаима на юге Урала показывают, что пахотных культур не было, было развито скотоводство. Даже Новгород растительную еду большей частью покупал, менял на пушнину. Из растений у нас росли обычные лекарственные и пряные растения - кориандр, тмин, мята. Выбор невелик.
- Какие ГМО для вас представляют интерес?
- Интересен «золотой» рис с генами нарцисса, которые отвечают за биосинтез желтого пигмента каротина, в таком рисе много витамина А.
Созданы сорта томатов с геном арктических рыб. Такие томаты холодоустойчивы, дольше сохраняются в холодильнике. Но у человека может быть аллергия на рыбу, так же как бывает аллергия на мед, землянику, поэтому важно на каждом ГМ-продукте указывать, от какого организма взят ген, какой белок в этом продукте содержится.
Японцы находятся на пути к созданию синей розы. Ими взят ген, который отвечает за синтез синего пигмента из василька. Но оказалось, что у василька очень кислая среда внутри клеточных вакуолей, а у розы - нет, поэтому роза получилась сиренево-голубой. Чисто синей розы пока нет.
- Кстати, синий картофель – это ГМО?
- Это результат традиционной селекции, когда были отобраны из коллекции перуанских видов родительские формы с повышенным содержанием синих пигментов. Эта картошка полезна для здоровья, поскольку синий пигмент – это антиоксидант и провитамин Р.
- Долго ли создается ГМО?
- Растения с новым геном разрабатываются всего 1 - 3 года. А получение сорта занимает не один десяток лет! На выведение безостой пшеницы потребовалось 15 - 20 лет. Традиционные методы селекции используют принцип мутагенеза, отсюда много уродцев, генетических монстров. Кроме того, при селекции позитивные качества может сопровождать генетический балласт и не факт, что все отбираемые человеком мутанты будут безвредны. При создании же ГМО в растение встраивается конкретный ген, и можно целенаправленно создать продукт с определенными качествами, например, картофель, устойчивый к гербицидам, который не будет накапливать яды.
- Каких продуктов ГМО в мире больше всего?
- Трансгенной кукурузы. Второе место занимает соя, третье – хлопок. Затем идут картофель, томаты, сахарная свекла, люцерна, папайя.
- А вы с какими растениями работаете?
- Благодарное растение - табак. Его клетки легко трансформируются и быстро регенерируют. В нашей лаборатории выращиваются растения трансгенного табака уже на протяжении пяти поколений. Работаем мы также с морковью, горохом и люцерной.
Наша лаборатория генной и клеточной инженерии растений под руководством профессора Людмилы Лутовой работает над созданием трансгенных растений, синтезирующих интерфероны животных, в частности бычий и куриный. Белок бычьего интерферона мы синтезировали в табаке, горохе, работаем над морковью. При вакцинации животного правильное применение этого белка может способствовать усилению иммунного ответа организма. Можно использовать терапию интерфероном и для общей стимуляции иммунитета.
Интерферон, синтезируемый нашими трансгенными растениями, повышал иммунный ответ у белых лабораторных мышей. Мы неделю впрыскивали препарат интерферона, полученного из растений, мышам в носоглотку. Это приводило к повышению количества активированных лимфоцитов и антител в крови у мышей. Помимо этого, у нас было две опухолевых мыши. Одна из них получала интерферон, и опухоль на мордочке у нее исчезла, а мышка, не получавшая интерферон, умерла. Такой эксперимент мы проводили всего один раз, и природа опухоли не тестировалась, тем не менее, подобный результат согласуется с противоопухолевым действием интерферонов.
На Западе интерферон получают из трансгенных бактерий. В СПбГУ нашими коллегами из лаборатории биохимической генетики созданы дрожжи - продуценты интерферона. Но такие препараты надо очищать, поскольку бактерии, как и дрожжи, чужеродны человеческому организму и содержат целый ряд токсинов и аллергенов. Растения в этом плане более безопасны.
А мы все боимся ГМО. И почему-то совершенно не боимся наушников и спокойно носим испускающие излучение гаджеты в карманах.
Инга Земзаре
Источник: