Геном

Перспективность соматической генной терапии уже не вызывает сомнений. Опасения, конечно, остались, но по крайней мере никого уже не смущает этическая сторона во­проса. Это всего лишь еще один вид терапии. Никто, кому довелось иметь родственников или друзей, прошедших курс противораковой химиотерапии, не станет философ­ствовать на отвлеченные темы этичности генетических манипуляций, если это даст возможность заменить химио­терапию на менее болезненные методы лечения. Основная угроза сейчас видится в том, что новые гены могут попасть в половые клетки и передаться следующим поколениям. Тем более, что манипулировать генами половых клеток че­ловека, на что наложено строжайшее табу, намного проще, чем изменять геном соматических клеток. Именно созда­ние с помощью генной инженерии новых сортов растений и пород животных, у которых новые признаки закреплены наследственно, вызвало волну протестов в 1990-х годах про­тив, согласно терминологии протестующих, «технологий Франкенштейна».

Причин того, что генная инженерия растений особенно быстро набирала обороты, было несколько. Во-первых, ком­мерческая заинтересованность— на новые эффективные сорта сельскохозяйственных растений всегда был высокий спрос. В древние времена с помощью примитивной селек­ции наши далекие предки превратили дикие малопродук­тивные растения в культурные сорта пшеницы, риса и куку­рузы. Добились они этого исключительно путем манипули­рования генами растений, хотя в те времена этого никто не знал. Уже в наши дни теми же методами селекции удалось повысить суммарную урожайность сельскохозяйственных угодий на 20% в перерасчете на душу населения земного шара, несмотря на стремительный рост народонаселения. В основе «зеленой революции» также лежит генетиче­ская модификация растений, но делалось это все вслепую. Насколько лучших результатов можно достичь благодаря целенаправленной, точечной манипуляции генов?

Вторая причина успехов генной инженерии растений за­ключалась в простоте, с которой можно клонировать и раз­множать растения. Нельзя отрезать кусочек хвоста мыши и вырастить из него новую мышь. С растениями же это удает­ся проделывать очень просто. И, наконец, третьей причи­ной было случайное обнаружение необычной способности бактерии Agrobacterium заражать растения своим маленьким кольцевым фрагментом ДНК, называемым Ti-плазмидой. Попав в клетку, эта плазмида встраивает себя в хромосому растения. Данная бактерия оказалась готовым природным вектором для переноса генов в растения. Исследователи растирали листья растений до клеточной массы, заражали клетки бактерией, а затем выращивали иЗ клеток в культуре тканей новые генетически модифицированные растения. Таким способом в 1983 году впервые был получен генети­чески модифицированный табак, потом петуния, а затем хлопок.

Для злаковых, устойчивых к Agrobacterium, пришлось разработать более сложный метод. Образно говоря, про­изводилась инъекция генов непосредственно в клетки рас­тения, прикрепленные к микроскопическим крупинкам зо­лота, для чего использовались различные приспособления, как например, акселератор частиц. Этот метод сейчас стал стандартным для всех генетических манипуляций с расте­ниями. С его помощью были получены устойчивые к гние­нию помидоры, устойчивый к долгоносику (Anthonomus gra- ndis) хлопок, устойчивый к колорадскому жуку картофель, устойчивую к мотыльку (Ostrinia nubilalis) кукурузу и много других генетически модифицированных растений.

Переход от экспериментов с генетически модифициро­ванными растениями к реальному использованию не всегда проходил гладко. Иногда гены в полевых условиях отказы­вались работать. Так, в 1996 году хлопковый долгоносик уничтожил посевы генетически модифицированного хлоп­ка, который должен был быть устойчивым к этому вреди­телю. Иногда посевы уничтожали сторонники воинствую­щих экологических организаций. Но ни разу выращивание подобных растений не принесло ущерба людям или окру­жающей среде. Особо острая полемика относительно без­опасности генетической модификации растений велась в Европе. В частности, в Англии, где репутация организаций, отвечающих за безопасность продуктов питания, уже была подмочена эпидемией «коровьего бешенства», генетиче­ски модифицированные растения попали под запрет, хотя в США их использование в конце 1990-х годов стало уже повсеместной практикой. Масло в огонь подлили события вокруг компании Monsanto, которая занялась разработкой растений, устойчивых к их собственному гербициду сплош­ного действия раундапу. Это позволяло фермерам использо­вать раундап для борьбы с сорняками на полях, засеянных генетически модифицированными сельскохозяйственны­ми растениями. Такая комбинация «противоестественных манипуляций над природой» с расширением применения гербицидов в сочетании с ростом доходов транснацио­нальной корпорации довела «зеленых» до точки кипения. Экотеррористы по всей Европе стали уничтожать посадки генетически модифицированного рапса и устраивать ше­ствия в костюмах Франкенштейна. Борьба с распростране­нием подобных растений и продуктов из них стала одним из трех основных направлений активности Greenpeace.

Журналисты быстро подхватили горячую тему и по­ляризовали ее до крайности с помощью многочисленных ток-шоу, где неподготовленным зрителям предлагалось от­ветить на вопрос: «Вы против генной инженерии или хо­тите жить среди монстров?». Из-за вмешательства прессы и телевидения вынужден был подать в отставку ученый, занимающийся моделированием генетически модифици­рованного картофеля. (Позже этот ученый стал одним из организаторов Friends of the Earth.) Вышла в свет научная публикация о том, что картофель, содержащий ген белка лектина, токсичен для лабораторных крыс. За научной пу­бликацией последовала истеричная телепередача на тему токсичности генетически модифицированных растений для всего живого. Журналисты не уловили сути научной проблемы. В статье шла речь о токсичности лектинов, а не об опасности генной инженерии. Добавление мышьяка в котел делает пищу ядовитой, но это не значит, что готовка пищи в котле опасна для здоровья.

 Автор, вероятно имеетв виду статью Ewen S., Pusztai А. 1999. Effect of diets containing genetically modified potatoes ex­pressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine.The Lancet354: 9187.

 Friends of the Earth (Друзья Земли) - английская обще­ственная организация, цель которой — поиск экологич­ных решений техногенных, продуктовых и энергетических проблем, стоящих перед человечеством (http://www. foe.co.uk).

Генетическая инженерия настолько безопасна, насколь­ко безопасны гены, с которыми манипулируют ученые. Одни гены безопасны, другие опасны. Одни экологически «зеленые», другие токсичные. УЬгойчивый к раундапу рапс может представлять косвенную экологическую опасность, поскольку его выращивание поощряет широкое использо­вание химических гербицидов. Кроме того, есть опасность, что ген устойчивости к гербициду передастся сорнякам. Напротив, устойчивый к колорадскому жуку картофель эко­логичен, поскольку позволяет отказаться от ядохимикатов и сократить применение техники и расход горючего для ре­гулярной обработки растений. Противники использования генетически модифицированных растений в большей степе­ни движимы неприятием новых технологий, чем любовью к экологии. Они упорно не хотят замечать результаты ты­сячи проведенных экспериментов, подтвердивших безопас­ность таких растений как для человека, так и для природы. Они пропускают мимо ушей отчеты о последних научных открытиях, свидетельствующие о том, что горизонтальный перенос генов между видами является обычным явлением не только для микроорганизмов, но и для животных с расте­ниями. Поэтому в принципах, положенных в основу генной инженерии, нет ничего «противоестественного». Задолго до появления современных генетических методов селекци­онеры подвергали семена растений воздействию гамма-из­лучения, чтобы повысить частоту мутаций и отобрать об­разцы с новыми генетически закрепленными признаками. Борцы за экологию не хотят признавать, что генетическая модификация растений позволяет отказаться от повсемест­ного использования химических препаратов, обеспечивая естественную устойчивость растений к насекомым-вреди­телям и гнилостным бактериям. Кроме того, повышение урожайности само по себе экологично, поскольку ослабляет влияние антропогенных факторов на природу.

Политизация научных вопросов ведет к абсурдным реше­ниям. В 1992 году одна из крупнейших в мире селекционных компаний Pioneer разработала генетически модифициро­ванную сою, добавив в нее ген бразильского ореха. Цель за­ключалась в том, чтобы сделать бобы сои более полезными для тех людей, для которых соя является основным продук­том питания. Задача состояла в том, чтобы устранить в сое природный дефицит важной аминокислоты, метионина. Но вскоре стало известно, что у мизерного процента людей в мире бразильский орех вызывает аллергию. Специалисты компании Pioneer проверили генетически модифициро­ванную сою и обнаружили, что она тоже может быть аллер­геном. Научный доклад компании пробудил чиновников, которые немедленно запретили дальнейшие работы над проектом, несмотря на то, что расчеты показывали мини­мальную вероятность гибели человека от анафилактическо­го шока, тогда как сотни тысяч людей были бы спасены от проблем, связанных с несбалансированным питанием. Эта история, вместо того чтобы стать примером чрезмерной ак­тивности бюрократов, была растиражирована «борцами за экологическую чистоту» как пример потенциальной опас­ности генетической модификации растений.

Несмотря на то что многочисленные научные проекты попали под запрет чиновников, в 2000 году в США более 50% урожая было получено от генетически модифициро­ванных растений. Неизвестно — к счастью или к несчастью, но генная инженерия стала повседневной практикой.

В генетической модификации животных тоже наметил­ся прогресс. Сейчас добавить ген в организм животного, так чтобы он наследовался в следующих поколениях, ста­ло почти настолько же просто, как модифицировать геном растения. Для этого нужно выделить необходимый ген; по­местить его в носик очень тонкой пипетки; под микроско­пом проткнуть яйцеклетку мыши, извлеченную в течение 12 часов после оплодотворения; нацелить носик пипетки на одно из двух проядрышек и впрыснуть содержимое пи­петки. Техника далека от совершенства. Только у 5% мышат нужный ген окажется включенным, а у других животных, таких как коровы, процент успеха еще ниже. Но у 5% ге­нетически модифицированных мышат новый ген окажется встроенным в одну из хромосом.

Генетически модифицированные мыши для ученых — все равно что золотой песок для старателей. Методом гене­тической модификации мышей исследователи просеивают гены и пытаются разобраться, для какой цели служит тот или иной ген. Новый ген можно взять не только от другой мыши, но практически от любого организма. В отличие от компьютеров, для которых необходимо конкретное про­граммное обеспечение, любой ген можно запустить на вос­произведение в любом организме. Так, было обнаружено, что линию мышей с высокой частотой появления раковых опухолей можно вернуть к норме, если добавить в геном мыши хромосому 18 из генома человека. Это открытие было первым доказательством того, что на хромосоме 18 сконцентрированы многие гены-супрессоры. Теперь оста­лось профильтровать гены хромосомы 18 на мышах, чтобы определить, какие именно гены ответственны за устойчи­вость к онкологическим заболеваниям.