«Поросята замяукали, а котята вдруг захрюкали…»

Селекционеры давно мечтали создать такой гибрид капусты с редькой, чтобы ботва была как у капусты (качан), а корни как у редьки. И такой гибрид им удалось получить, но, увы: ботва получилась как у редьки, а корни как у капусты. И вершки оказались не те, да и корешки - совсем не то, что нужно. А вот биотехнологи нашли путь соединения между собой разных видов и даже классов растений и животных.

Вы, наверное, слышали о генетически измененных организмах? Но если и не слышали, то, наверняка, употребляли вместе с пищей, сами того не зная. Что же это такое «генетически модифицированный, или трансгенный организм»? С помощью генной инженерии ученые выделяют ген какого-нибудь организма и «встраивают» его в клетку (вернее в ДНК) другого организма (растения или животного), с целью изменения свойств или параметров последнего. Таким образом, производят транспортировку гена, т.е. трансгенизацию.

С помощью биотехнологии уже получены гибриды сои с сизым табаком, подсолнечника с фасолем («санбин»), картофеля с помидором («картомидор» или «помитофель») и др. Вообще к помидорам у биотехнологов какой-то особый интерес. Вот создали сорт помидоров со встроенным геном глубоководной рыбы, но не для того, чтобы помидоры плавали в воде как рыба, а чтобы были устойчивы к низкой температуре [1].

Производители мечтают о помидорах или яблоках, имеющих форму квадратов или прямоугольников. Это чтобы они меньше места занимали при упаковке в коробки и ящики. Или представьте себе картофелины на яблоне, чтобы не нагибаться, когда собираешь картошку. Идешь себе по саду: яблоки бросаешь в одну корзину, а картофелины - в другую. Вот тебе и обед, и компот.

Есть еще более обескураживающие данные генной инженерии, которые были описаны в замечательной книге Ю.Г.Чиркова «Время химер. Большие генные игры» [1]. В Великобритании и Германии, манипулируя с зародышевыми клетками, получили химерических животных со смешанными признаками: овцекоз и козобаранов. Уже существуют козы с участками овечьей шерсти и овцы с козьими прядями. В Америке решили не отставать и разработали новый способ управления развитием конечностей у зародышей курицы так, чтобы они становились только крыльями или только ногами.

Вообще планы у биотехнологов сногсшибательные: получить такие растения, которые вырабатывали бы естественные яды против вредных насекомых, поглощали бы азот прямо из атмосферы, были бы устойчивы к засухе и заморозкам, содержали бы много белка («бифштексы на грядке»); вывести высокопродуктивных коров, гигантскую форель, свиней, способных переваривать древесину и др. Это не мифы, а наша реальность. К тому же некоторые организмы из перечисленных уже созданы.

«Мы есть то, что мы едим» - сказал великий Авиценна. Интересно, если мы будем использовать в пищу квадратные или прямоугольные овощи и фрукты?

Как отразятся все эти биотехнологические шалости на живых организмах: и на тех, которых изменяют, и на тех, которые поглощает генетически модифицированные (ГМ) организмы? «Стоит ли удивляться, что пока в результате клеточной хирургии чаще всего мы получаем создания разной, так сказать, степени инвалидности. Природа свои неудачные поделки безжалостно убивает, а человек ради их необычных свойств щадит» [Ю.Г.Чирков, стр.262-263].

К сожалению, данные о влиянии ГМ - организмов на тех, кто их поглощает, совсем неутешительные. Правительственные исследования в Шотландском Институте Урожая (Scottish Crop Institute) показали опасность генетически модифицированных растений для насекомых. Провели интересный эксперимент. Божьих коровок стали кормить тлей, которую разводили на генетически модифицированном картофеле. Жизнь божьих коровок сократилась до половины ожидаемой продолжительности жизни, а их плодовитость и кладка яиц значительно уменьшилась [2]. В другом исследовании, которое было опубликовано в журнале Nature, сравнивали три группы личинок бабочки Монарх (Danaus plexippus). У той группы личинок, которая кормилась растительным соком (milkweed) с ГМ-пыльцой, наблюдалось замедленное развитие и низкий процент выживаемости [3].

ГМ-организмы оказывают неблагоприятное воздействие и на млекопитающих. Наиболее известными и значимыми являются исследования Арпада Пуштая из Университета Абердина (Великобритания) [4,5].. В проведенных им исследованиях было показано, что кормление крыс ГМ картофелем с геном лектина луковиц подснежника в течение 10 дней приводило к угнетению иммунной системы и нарушению деятельности внутренних органов по сравнению с крысами, которые питались обычным картофелем [4]. Исследования А.Пуштая были подтверждены независимой группой 23 ученых из 13 стран мира, возглавляемой профессором Брюссельского Университета E. Van Driessche.

В настоящее время наиболее распространенными являются два способа введения гена: агробактериальный и биобаллистический [6, 7]. При применении первого способа используют плазмиды (кольцевые ДНК) почвенных бактерий, с помощью которых и внедряют нужный ген в геном клетки. При биобаллистическом способе в специальной вакуумной камере производят «обстрел» растительных клеток микроскопическими вольфрамовыми или золотыми частицами с нанесенными на них генами и нуклеотидными последовательностями, управляющими этими генами (прямой ввод гена в геном клетки-хозяина). Затем следует селекция трансформированных клеток и регенерация трансгенных растений. В отличие от предыдущего этот способ более универсален и пригоден для любых объектов. Оба способа «встраивания» гена являются несовершенными и не дают полной гарантии безопасности тех организмов, которые были созданы с их помощью. При биобаллистическом способе достаточно высокая вероятность «встраивания» сразу многих копий ДНК-векторов, «обрывков» ДНК и других сбоев. При этом могут появляться растения с неизвестными свойствами. Второй способ - агробактериальный - является еще более опасным и непредсказуемым, чем первый, в связи с попаданием ГМ-плазмид в клетки организма тех, кто поглощает ГМ-продукты.

Сторонники ГМО утверждают, что ГМ-вставки полностью разрушаются в желудочно-кишечном тракте человека. Однако, по мнению генетиков, ДНК переваривается не до конца и отдельные молекулы могут попадать из кишечника в клетку и в ядро, а затем интегрироваться в хромосому [8, 9]. Подтверждением изложенного являются исследования Schubbert с соавт. на мышах, которые обнаружили генетически модифицированные вставки в крови и микрофлоре кишечника мышей, а также в разных органах внутриутробных плодов и новорожденных мышат после кормления беременных самок трансгенным кормом [10,11]. ГМ-вставки были обнаружены и у человека: в слюне и микрофлоре кишечника [12, 13].

Успокаивая нас, биотехнологи говорят, что биоинженерия - почти то же самое, что и селекция. А некоторые ученые предлагают рассматривать трансгенизацию как «ускоренную» селекцию. Однако селекция имеет одно очень важное ограничение: с помощью селекции можно получать гибриды только родственных организмов, т.е. скрещивать картофель разных сортов можно, а получать, например, гибриды картофеля с помидором или помидора с рыбой нельзя. Поэтому-то и не получился у селекционеров гибрид капусты с редькой. Но и у биотехнологов далеко не всегда эксперименты проходят удачно. Так, созданный еще в 1978 году датскими и западногерманскими исследователями гибрид картофеля и томата остался лабораторным курьезом. Этот «помитофель» или «картомидор» бесплоден: ни клубней, ни помидоров [1].

В природе, за редким исключением, не происходит скрещивания между разными видами и, тем более, классами растений или животных: кошек с собаками или крысами, черепах с лягушками, людей с обезьянами или другими млекопитающими и так далее. Если все-таки такое скрещивание произошло, то потомство бесплодно. Хорошим примером являются мул или лошак (от скрещивания лошади с ослом), которые стерильны. Стерильно потомство от скрещивания тигра и льва, тетерева и глухаря и так далее. Бесплодными являются и большинство трансгенных организмов. Внедрение чужеродных генов других видов или классов в организмы приводит к определенному генетическому сбою и к блокированию процессов размножения: своеобразный «протест» природы против распространения генетических химер. Хорошим примером является генетически измененная «бесплодная» пшеница, которую производила американская компания «Монсанто»: зерна новой пшеницы после первого урожая уже не прорастали. Такое запрограммированное бесплодие заставляло потребителей этой пшеницы вновь обращаться к услугам «Монсанто». «Бесплодность» пшеницы работников компании «Монсанто» не обеспокоила, а, наоборот, обрадовала: никто, кроме компании, не сможет использовать семена новой пшеницы.

К сожалению, в продажу поступает достаточно много продуктов, содержащих ГМ-организмы. ГМ-вставки могут попадать в бактерии желудочно-кишечного тракта, а затем и в клетки крови, половые и другие клетки человека, трансформируя их. Из «трансформированных» половых клеток могут появляться дети с генами от других видов или классов животных или растений, т.е. появляться генетические «химеры», большинство из которых, к тому же, будут бесплодными.

В «Мировом научном заявлении» и обзоре ученых Англии и Германии подчеркиваются огромные риски для здоровья людей, употребляющих трансгенные продукты: понижение иммунитета, аллергические реакции, онкологические заболевания и др. [9, 14].

С предупреждением о непредсказуемости действия ГМО неоднократно выступал научный советник правительства Норвегии, профессор Терье Траавик, который занимается генной инженерией более 20 лет. В одном из своих выступлений он подчеркнул, что возможная опасность от ГМ конструкций выше, чем от химических соединений, так как они совершенно "незнакомы" окружающей среде, они не распадаются, а наоборот, принимаются клеткой, где могут бесконтрольно размножаться и мутировать. По его мнению, необходимы независимые исследования, которые проводились бы не на корпоративные средства (Экосводка, 2001).

Трансгенизация оказывает серьезное влияние и на окружающую среду, приводя к уменьшению биоразнообразия, нарушению трофических цепочек [15]. Большинство генетически модифицированных организмов либо сразу, либо через несколько поколений становятся бесплодными. Попадание пыльцы ГМО в нормальные растения превращает семена последних в трансгенные и приводит к достаточно быстрому исчезновению этих растений в этой местности. Трансгенные организмы, подобно пожару, захватывают все больше площадей на Земле. Несмотря на то, что безопасность генетически модифицированных (ГМ) организмов не доказана, с каждым годом растет количество площадей с трансгенными культурами: пшеницей, соей, кукурузой, хлопком, картофелем, свеклой, табаком, помидорами и др.

Что же нас ждет в будущем? Смешное и грустное нередко оказываются рядом. Сможем ли мы остановить Человека в его безумном порыве создавать, одновременно разрушая? Но мы для того рассказываем об этих страстях, чтобы люди были мудрее, гуманнее и осторожнее в своих действиях. Иначе таких дров наломаем, что потом так и не сможем ничего исправить.

Доктор биологических наук, И.В.Ермакова

1. Чирков Ю.Г. Время химер. Большие генные игры. Москва. ИКЦ «Академкнига». 2002.

2. Birch A.N.E., Geoghegan I.E., Majerus M.E.N., Hackett C., Allen J. Interactions between plant resistance genes, pest aphid populations and beneficial aphid predators. Annual report of the Scottish Crop Research Institute 1996. P. 68-72.

3. Losey J.E., Rayor L.S., Carter M.E. Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399, 214 1999.

4. Pusztai A. Report of Project Coordinator on data produced at the Rowett Research Institute. SOAEFD flexible Fund Project RO 818. 22 October 1998.

5. Pusztai A. Genetically Modified Foods: Are They a Risk to Human/Animal Health. Biotechnology: genetically modified organisms. 2001. (An ActionBioscience.org original article).

6. Елдышев Ю.Н., Конов А.Л. Генная инженерия растений. В книге «Современная биотехнология. Мифы и реальность». Москва. 2004. С.97-107.

7. Гапоненко А.К. Генетическая инженерия растений - итоги и перспективы. В кн. «Геном, клонирование, происхождение человека». Под ред. Л.И.Корочкина. 2004. С.112-146.

8. Гвоздев В.А. Подвижные гены в геномах эукариот. В кн. «Геном, клонирование, происхождение человека». Под ред. Л.И.Корочкина. 2004. С.54-72.

9. Ho Mae-Wan and Tappeser Beatrix. Potential contributions of horizontal gene transfer to the transboundary movement of living modified organisms resulting from modern biotechnology. . In Transboundary Movement of Living Modified Organisms Resulting from Modern Biotechnology: Issues and Opportunities for Policy-Makers (K.J. Mulongoy, ed.) pp. 171-193, International Academy of the Environment,Switzerland.

10. Schubbert R., Lettmann C. and Doerfler W. Ingested foreign (phage M13) DNA survives transiently in the gastrointestinal tract and enters the blood stream of mice. Molecules, Genes and Genetics 242. 1994. P.495-504.

11. Schubbert R., Hohlweg U., Renz D. and Doerfler W. On the fate of orally ingested foreign DNA in mice: chromosomal association and placental transmission in the fetus. Molecules, Genes and Genetics 259. 1998. P.569-576.

12. Coghlan A. GM crop DNA found in human gut bugs. NewScientist. 2002.

13. Mercer, D.K., Scott, K.P., Bruce-Johnson, W.A., Glover, L.A. and Flint, H.J. Fate of free DNA and transformation of oral bacterium Streptococcus gordonii DL1 plasmid DNA in human saliva. Aplied and Environmental Microbiology 65. 1999. P.6-10.

14. World Scientists Statement. Supplementary Information of the Hazards of Genetic Engineering Biotechnology. Third World Network.

15. Валянский С., Калюжный Д. «Третий путь цивилизации» Москва, Алгоритм, 2002.

Термины:

1. Бактерии - обычно одноклеточные микроорганизмы, для которых характерно отсутствие оформленного ядра.

2. Вид - совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, обладающих рядом общих морфофизиологических признаков и населяющих определенный ареал.

3. Ген - единица наследственности; фрагмент ДНК, ответственный за какой-либо признак.

4. Геном - полный набор генов, определяющий все свойства организма

5. ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота, основной материальный носитель наследственности

6. Плазмида - внехромосомный генетический элемент; кольцевая самовоспроизводящаяся молекула ДНК; используется в генной инженерии для переноса генов от донора к реципиенту.

7. Трансгенный - организм, в который с помощью методов генной инженерии внесен чужеродный генетический материал.