20 фактов о ГМО: цыплята с зубами, зелёные поросята и генотерапия

+7 926 604 54 63 address

ГМО — слово из трёх букв, много лет внушающее обывателям ужас. Давайте победим страх перед генной инженерией вместе? Перед вами — 20 фактов, которые, надеемся, приблизят многих к понимаю, что ГМО — это не страшно, а порой ещё и вкусно.

Пол Берг, 1980 год
Пол Берг, 1980 год.

1. Первая генетическая модификация появилась ещё в 1972 году. Её создал биохимик Пол Берг — будущий нобелевский лауреат получил рекомбинантную молекулу ДНК, соединив участки геномов онкогенного вируса обезьяны SV40 и бактериофага лямбда кишечной палочки (Escherichia coli). Однако Берг испугался, что введение такой молекулы в клетки живых существ может быть небезопасно — и не стал проводить эксперименты in vivo. Кроме того учёный даже обязал подчинённых сдать кровь на антитела к SV40.

Спустя год, в 1973 году, благодаря биохимику Герберту Бойеру и генетику Стэнли Норману Коэну, появился первый организм, содержащий рекомбинантную ДНК, — кишечная палочка, несущая ген рибосомной ДНК лягушки.

А в 1974 «родилась» ГМ-мышь, которой Рудольф Йениш на стадии эмбриогенеза вставил в ДНК ретровирус.

2. Считается, что органы свиней не приживаются у человека из-за того, что в клетках последних производятся молекулы чужеродного людям и другим человекообразным обезьянам сахара, известного как «альфа-гал» (галактоза-альфа-1,3-галактоза). Но недавно хирурги всё-таки смогли пересадить женщине почку ГМ-свиньи с отключенным геном, отвечающим за производство альфа-гала. Почка прижилась. Правда, операция была исследовательской: мозг пациентки ещё до начала операции был мёртв, а жизнедеятельность тела поддерживалась с помощью ИВЛ.

Зачатки зубов у генетически модифицированных эмбрионов цыплят
Зачатки зубов у генетически модифицированных эмбрионов цыплят. Фото — Matthew P. Harris et al., 2006.

3. В 2006 году учёные ввели в эмбрионы цыплят вирусные векторы с геном, кодирующим регуляторный белок бета-катенин. В итоге у эмбрионов цыплят сформировались зачатки зубов! Таким образом учёные приблизились к пониманию того, как птицы утратили зубы в ходе эволюции.

4. К сожалению, в обществе до сих пор живёт страх перед ГМО. Этот страх привёл к тому, что, например, в 2011 году группа «зелёных» проникла на территорию австралийского научного центра и уничтожила все посевы трансгенной пшеницы. А через два года на Филиппинах антигмошники затоптали экспериментальное поле золотого риса — ГМ-риса с повышенным содержанием бета-каротина.

5. В 2016 году 107 лауреатов Нобелевской премии подписали открытое письмо: в письме учёные призывали Greenpeace прекратить демонизировать ГМО и, в частности, оставить свои нападки на золотой рис.

6. Согласно историческим данным, человек начал намеренно модифицировать организмы ещё 12 тыс. лет назад. Именно тогда люди стали отбирать «лучшие образцы» кукурузы, тем самым изменяя её ДНК.

Но вообще, как показывает опыт, традиционная селекция — менее безопасный путь, чем создание ГМО. Например, в конце 1960-х американцы вывели сорт картошки «Ленапе». Однако вскоре выяснилось, что уровень вредного для человека соланина в «Ленапе» крайне высок — потребители начали травиться картошкой, а через пару лет продукт отозвали с рынка. Похожая история произошла с Magnum Bonum в 1986 году — этот сорт картошки вывели шведы и тоже с помощью обычной селекции, но оказалось, что у Magnum Bonum повышен уровень того же соланина и ещё одного небезопасного гликоалкалоида — хаконина.

7. ДНК ГМО и не-ГМО состоит из одних и тех же нуклеотидов.

8. Согласно опросу ВЦИОМ 2014 года, три четверти россиян не прочь приплачивать лишнего за продукты, не содержащие ГМО. Результаты зарубежных опросов тоже неутешительны: в 2015 году выяснилось, что 82,28% американцев хотят, чтобы ГМ-продукты продавались с обязательной маркировкой. Тот же американский опрос показал, что 80,44% жителей США выступают за маркировку продуктов, «содержащих ДНК».

9. Термин «генная инженерия» появился ещё до опытов Пола Берга — его придумал американский писатель-фантаст Джек Уильямсон, впервые он употребил это словосочетание в книге «Остров дракона» (Dragon’s Island, другое название «Не-люди», The Not-Men). В романе, вышедшем в свет в 1951 году, речь идёт о войне с расой людей-мутантов, созданных с помощью генетических манипуляций. К сожалению, «Остров дракона» до сих пор не перевели на русский язык.

К слову, Джек Уильямсон придумал ещё и термин «терраформирование».
Обложка фантастического романа, в котором впервые упоминается термин генная инженерия
Обложка фантастического романа, в котором впервые упоминается термин «генная инженерия».

10. Генная инженерия часто фигурирует в игровых и анимационных фильмах, художественной литературе, играх.

В 1982 году Фрэнк Герберт (тот самый, который написал «Дюну») опубликовал повесть под названием «Белая чума» (The White Plague). По сюжету, главный герой — молекулярный биолог — создаёт патоген, который убивает исключительно женщин. Хотя его носителями могут быть и мужчины.

В придуманной в 1987 году и популярной по сей день вымышленной вселенной мрачного будущего Warhammer 40 000, возникшей вокруг настольной игры и включающей сотни произведений самых разных жанров, всевозможные генетические манипуляции — повседневная обыденность.

В научной фантастике есть целое направление, занимающееся художественным осмыслением различных аспектов генетических манипуляций, — биопанк. Типичные примеры последнего: фильм Эндрю Никкола «Гаттака» и сборник рассказов Пола Ди Филиппо «Рибофанк».

11. Генная инженерия и её плоды окружают нас, они повсюду — например, практически весь инсулин, который необходим людям, страдающим диабетом, производится с помощью ГМ-микроорганизмов.

12. Хотя противники генной инженерии регулярно говорят об опасности этой технологии, ГМО-продукты тщательно изучены и безвредны. О том, что ГМО безопасны для людей, свидетельствуют отчёт ВОЗ, отчёт Еврокомиссии и ряд исследований. Так, в 2014 году учёные проанализировали около 1500 публикаций о ГМ-организмах и пришли к выводу, что ГМО бояться не стоит. А в 2016 году специалисты из США подготовили доклад о сельскохозяйственных ГМ-культурах, они изучили почти 1000 тематических научных работ и выяснили, что ГМ-культуры безвредны и к тому же приносят лучший урожай.

13. Министерство сельского хозяйства США не требует от производителей специальной маркировки ГМ-растений, геном которых редактировался или вообще без привлечения генетического материала других организмов или же с привлечением генов исключительно организмов близкородственных. В Японии ГМ-культуры также не требуют специальной маркировки. Американские и японские регуляторы рассуждают примерно так: ДНК абсолютного большинства современных продовольственных культур намеренно изменены множеством способов, от селекции до мутаций, вызванных с помощью радиации и химических мутагенов; и, раз все эти продукты не требуют специальной маркировки, то и продукты, полученные методами генной инженерии, как-то особо маркировать — незачем.

14. Забавно, но обязательная маркировка продуктов питания, изготовленных с использованием сельскохозяйственной ГМ-продукции, может улучшить отношение населения к ГМО. Так, в американском штате Вермонт (единственном в США, где маркировка ГМ-продуктов в течение двух лет, с 2014 по 2016, была обязательной) исследователи проводили опрос об отношении к ГМО — дважды, до введения маркировки и после. Выяснилось, что число жителей штата, отрицательно относящихся к ГМ-продуктам, за время действия локального закона об обязательной маркировке уменьшилось на 19 процентов!

Флуоресцирующие зелёным поросята
Флуоресцирующие зелёным ГМ-поросята.

Кстати, в том же году другая команда учёных провела опрос и выяснила, что противники ГМО хуже других респондентов разбираются в науке, в том числе в генетике.

15. Благодаря генной инженерии учёные создали зелёных светящихся поросят, нетемнеющие шампиньоны, картофель с пониженным образованием потенциально канцерогенного акриламида во время жарки, табак, который можно выращивать даже в пустыне, а ещё помидоры с повышенным содержанием ГАМК.
 

Небольшое отступление о синих розах и томатах

В СМИ и социальных сетях в качестве типичных иллюстраций того, что такое генетически модифицированные организмы, часто упоминают ещё голубые (иногда синие) розы и лиловые (иногда синие или чёрные) помидоры. Однако в реальности всё не совсем так, как об этом писали в новостях и продолжают писать в блогах.

Что касается «синей» розы, пишут о ней обычно правду, но ложь (или ошибка) прокрадывается в иллюстрации: заметки об этом ГМ-растении неизменно сопровождаются изображениями откровенно синих роз, но это всегда либо фотошоп, либо фото искусственно окрашенных синей краской белых роз, либо вообще снимки искусственных цветов, изготовленных из бумаги или пластика. На самом деле, «синяя», или «голубая» ГМ-роза, плод долгого совместного труда австралийской биотехнологической компании Florigene и японского холдинга Suntory, — не синего цвета. Так уж сложилось.

Такого рода картинками обычно иллюстрируют заметки о синей генетически модифицированной розе
Такого рода картинками обычно иллюстрируют заметки о синей ГМ-розе.

Да, идея была создать именно синюю розу. Для этого взяли классический садовый триплоидный сорт галльской розы «Кардинал де Ришелье» с цветками насыщенного пурпурного цвета и произвели над ним три генетических модификации: первая добавляла к его геному взятый у анютиных глазок ген, продуцирующий антоциановый краситель дельфинидин, тот самый, что придаёт сине-голубые оттенки дельфиниуму, фиалкам, чернике и много чему ещё, а две другие должны были подавить экспрессию генов, способствующих производству прочих красителей, и дать возможность проявиться только дельфинидину. Однако, во-первых, производство других красителей удалось подавить не полностью, во-вторых же — дельфинидин анютиных глазок частично деградирует в лепестках розы из-за высокой кислотности последних. В итоге «голубая» ГМ-роза в реальности имеет светло-лавандовый или нежно-лиловый цвет, встречающийся в изобилии и среди роз классической селекции (взять хоть знаменитую Mainzer Fastnacht, выведенную компанией Rosen Tantau в Германии ещё в 1964 году).

Так в реальности выглядит синяя роза, разработанная компаниями Florigene и Suntory
Так на самом деле выглядит «синяя» роза, разработанная биотехнологическими компаниями Florigene и Suntory.

Работа над «синей» розой шла тринадцать лет. В процессе учёные узнали много нового о генетике роз и вообще растений, и эта работа очень важна, а «синяя» (на самом деле нет) роза — не только некий видимый результат, но и символ этой работы. Однако СМИ жаждут сенсаций, а потому не хотят иллюстрировать новость о ГМ-розе фотографиями цветков вполне обычного цвета. Отсюда и все эти ультрамариновые недоразумения на фото. Хотелось бы, чтобы такие розы были, но пока их нет.

С синими, или антоциановыми, томатами ситуация иная: они как раз есть. Однако представление о том, что все томаты, плоды которых окрашены синими красителями антоцианами, являются продуктами генетической модификации, — ошибочно. Нередко в соцсетях можно встретить рассуждения о том, что, мол, несколько лет назад была новость о синих или чёрно-лиловых ГМ-томатах, а вот продают семена таких же, но на пакете написано: «Без ГМО». Где же правда? Везде.

В плодах дикорастущих томатов встречались сине-фиолетовые флавоноиды антоцианы, но за века сельхозразведения в качестве культурных закрепились только сорта, у которых эти вещества обнаруживались только в стеблях и листьях, да и то редко. В XIX и XX веках было выведено немало сортов (хороших и по сей день востребованных; например, «Чероки пурпурный», «Кумато», «Чёрный принц», «Чёрный Крым»), которые иногда называли чёрными, пурпурными и даже фиолетовыми и синими, но на деле они были скорее коричневыми или красно-зелёными и могли с натяжкой производить впечатление грязно-фиолетовых лишь при определённом освещении. Все эти сорта содержали так называемый ген зелёной мякоти, препятствующий нормальному расщеплению хлорофилла в созревающих плодах и способствующий его превращению в коричневый пигмент феофитин. Антоцианов в этих плодах не было. Называть их синими или чёрными можно было лишь от огромного желания видеть их таковыми.

Пожалуй, единственным исключением с настоящим антоцианом в плодах был выведенный в 1963 году Техасским университетом A&M сорт Purple Smudge (известен в России как «Пурпурный смог» или «Клякса»). У него были жёлто-оранжевые плоды с небольшими антоциановыми «кляксами» в районе плодоножки.

Томат сорта Purple Smudge. Фото — World Tomato Society
Томат сорта Purple Smudge. Фото — World Tomato Society.

С середины XX века селекционеры разных стран пытались вывести антоциановые помидоры. Но наиболее последовательно к этому вопросу подошла команда профессора садоводства Университета штата Орегон Джима Майерса. Они скрещивали культурные сорта с дикорастущими, в плодах которых сохранились антоцианы, и потом годами отбирали для дальнейшей работы наиболее тёмно-пурпурные плоды. Наконец, в 2012 году они презентовали первый настоящий антоциановый сорт томатов — «Индиго Роуз», с чёрно-фиолетовой за счёт антоциана петунидина кожицей. Майерс подчёркивал, что сорт получен методами традиционных слекции и гибридизации и что при его создании не использовалась генная инженерия. Любопытно, что целью команды Майерса был не собственно цвет томатов, а их насыщенность антиоксидантами, которыми, в частности, являются в том числе и антоцианы.

Томаты сорта Индиго Роуз
Томаты сорта «Индиго Роуз». Фото — Д. Яцутко, «XX2 век», 2020.

Сорт сразу же был представлен как коммерческий, семена начали продаваться. А вскоре успехи с разной степени фиолетовости томатами настигли и других селекционеров. Так что сегодня и «Индиго Роуз», и десятки других антоциановых сортов традиционной селекции (например, «Аметистовая драгоценность», «Чёрное солнце», «Красный уголь», «Смурфинка», «Бифштекс Марши», «Голубика», «Криптонит») зреют в огородах по всему миру. И ни один из них не имеет отношения к ГМО.

Однако когда синие томаты орегонских селекционеров росли ещё только на опытных делянках и не носили красивого названия «Индиго Роуз», в британском исследовательском Центре Джона Иннеса в Норфолке в геном помидора добавили кое-что из генома львиного зева, заставив плоды производить и накапливать антоцианы просто в бешеных количествах. В итоге получились томаты, у которых фиолетовая не только кожица, но и мякоть, а содержание антоцианов — примерно как в ежевике или чернике и раз в сто больше, чем в антоциановых помидорах традиционной селекции. Кстати, затевалось всё тоже ради антиоксидантов.

Генетически модифицированный антоциановый томат
Генетически модифицированный антоциановый томат из Норфолка в разрезе. Фото — Levon Biss для NYT.

Вдохновившись своим научным успехом, создатели насквозь антоцианового ГМ-томата организовали под крылом Центра Иннеса компанию Norfolk Plant Science — для коммерциализации фиолетового помидора. Однако, хотя изобретатели/производители и находятся, как они сами пишут, в тесном контакте с регуляторами различных стран, на рынок их ГМ-сорт, к сожалению, ещё не вышел. Но мы ждём. Пока же его создатели получают заслуженные награды, другие учёные стараются допилить геном помидора так, чтобы антоцианов в нём было ещё больше (в 200—400 раз), а мир потихоньку завоёвывают «синие» и «синеватые» томаты, выведенные привычным образом. Так что не всякий синий помидор — ГМО, большинство — нет.

16. Первой пищевой ГМ-культурой, одобренной для продажи, был томат Flavr Savr (можно перевести как «хранящий вкус»). Учёные заблокировали у томатов белок, который «размягчает» плод при созревании. Это позволяло ГМ-томатам хорошо храниться и не портиться при транспортировке, хотя их собирали полностью вызревшими. Вкусные, хорошо хранящиеся и имеющие привлекательный товарный вид Flavr Savr поступили в продажу в 1994 году в США и первое время пользовались большим спросом у покупателей. В 1996 году в Великобритании появилась в продаже томатная паста из помидоров Flavr Savr. Однако протесты алармистов, бойкоты, угрозы судами и выступления в СМИ общественных деятелей, настроенных против ГМ-продуктов, повлияли на общественное мнение и покупательский спрос: в 1997 году Flavr Savr перестали продаваться в США, в 1999-м — паста из них в Великобритании.

17. Первым ГМ-животным, разрешённым для употребления в пищу, стал лосось AquAdvantage, разработанный компанией AquaBounty Technologies. Он растёт круглый год и набирает вес быстрее сородичей. Как учёные создали AquAdvantage? Взяли обычного атлантического лосося и добавили ему ген, отвечающий за выработку гормона роста у крупной тихоокеанской лососевой рыбы чавычи.

Хотя создан AquAdvantage в далёков 1989 году, а учёные и регуляторы неоднократно отмечали, что его употребление в пищу не может ничем быть опаснее и вообще принципиально отличаться от употребления обычного атлантического лосося, его продажи в Канаде начались только в 2016 году, а в США — в мае 2021 года.

Генетически модифицированный лосось (побольше) в сравнении с обычным атлантическим
Генетически модифицированный лосось (побольше) в сравнении с обычным атлантическим.

18. В 2019 году американские учёные вырастили миниатюрную модель печени человека на основе ГМ-клеток. Со временем такие опыты могут привести к созданию полнофункциональных биоискусственных органов, которые можно будет имплантировать людям.

19. Благодаря генной инженерии существуют различные методы генной терапии, помогающие людям при разных тяжёлых заболеваниях. Суть генной терапии в том, что в генетический аппарат соматических клеток пациентов вносятся различные изменения — с терапевтическими целями. Так, в 2016 году в Европе начали проводить генную терапию пациентам, страдающим от тяжёлого комбинированного иммунодефицита, а вскоре FDA одобрило генную терапию для пациентов, страдающих от острого лимфобластного лейкоза. В 2017 году врачи впервые отредактировали геном взрослого человека. Пациентом стал мужчина, страдающий от синдрома Хантера.

В 2019 году учёные из CRISPR Therapeutics и Vertex, которые пытались вылечить пациентов с наследственными заболеваниями крови с помощью генетически отредактированных клеток, заявили о двух победах. В результате генотерапии пациентка (с бета-талассемией) перестала нуждаться в переливаниях крови, а другая, с серповидноклеточной анемией, прекратила страдать от закупорки сосудов.

Со временем генетические модификации будут применяться в медицине всё шире — учёные постоянно проводят исследования в поисках новых перспективных методик. Например, недавно американские учёные испытали на мышах способ лечения ревматоидного артрита с помощью генетически модифицированных стволовых клеток. Что сделали исследователи? С помощью CRISPR/Cas они «обучили» индуцированные плюрипотентные стволовые клетки распознавать воспаление и, главное, вырабатывать антагонист рецептора интерлейкина 1. Затем учёные ввели генетически изменённые стволовые клетки подкожно нескольким грызунам. Параллельно авторы эксперимента лечили две другие группы животных противоартритными лекарственными препаратами. В итоге выяснилось, что генетически модифицированные стволовые клетки эффективнее при ревматоидном артрите, чем стандартные лекарства. По крайней мере, на мышах.

20. Известная антигмошница Ирина Ермакова в 2016 году стала почётным академиком Врунической академии лженаук (ВРАЛ). По словам жюри, антиГМО-движение наносит большой ущерб развитию науки и экономики России.

Вам может быть интересно:

20 фактов о ядах.

.
Комментарии