Европейское исследование. Бады, витамины, ГМО, биопродукты - Аркадий Эйзлер

Несмотря на предпринятые попытки и все достижения, долгое время мы не могли переступить установленные биологией границы нашего статуса пребывания на планете. И только во второй половине XX века у Homo sapiens появилась надежда перешагнуть их, пошатнув законы эволюции и заменив их правилами так называемого интеллигентного дизайна.

Почти 4 млрд лет развитие всех организмов подчинялось закону естественного отбора без вмешательства разумных существ. И в течение этого периода у интеллигентного дизайна не было шансов для реализации, поскольку ни один из существующих в то время организмов не мог что-либо создать. Только лишь микроорганизмы, имея в своем распоряжении всю планету в течение тех же миллиардов лет, достигли удивительных успехов. Один их вид может копировать гены другого, осваивая новые трюки, например сопротивление антибиотикам. Но это происходило не по их воле: ни один из них не выразил желания, например, найти резистентную бактерию и скопировать у нее новые свойства. Микроорганизмы не обладают ни сознанием, ни способностью ставить перед собой цель, а значит, не могут заниматься сознательным отбором.

В противоположность к ним однажды у высших организмов, например неандертальцев, развились логика и способность планирования. Однако при всем желании неандертальцев охотиться на жирных и ленивых птиц они были вынуждены обходиться животными, предоставленными в их распоряжение естественным отбором.

Господство природы впервые пошатнулось около 10 тыс. лет назад во время сельскохозяйственной революции. Homo sapiens также стремился к легкой и питательной добыче. Он заметил, что при целенаправленном скрещивании самых жирных петухов с самыми ленивыми курицами рождалось еще более ленивое и жирное потомство. Появление этого нового вида кур явилось результатом логики разумного человека. Однако, несмотря на свои способности, Homo sapiens не мог наделить птиц свойствами, не заложенными в генетике диких кур. В определенном смысле взаимоотношения между курицей и человеком ничем не отличались от любых других отношений в природе.

Сегодня, спустя 4 млрд лет, господство естественного отбора уступает свою функцию творца лабораториям, в которых ученые создают новые живые существа, безнаказанно ломая законы естественного отбора, невзирая на первоначальные характеристики организмов. Сегодня в США биологи ведут острую борьбу против так называемых «креационистов», желающих вытеснить из школ эволюционную теорию Дарвина, утверждая, что все живые существа являются продуктом создания. Что касается прошлого, то правы, конечно, биологи. А что касается будущего, то здесь могут оказаться правы и креационисты. Сегодня просматриваются три направления науки, где естественный отбор заменяется научным дизайном. Первое направление — биотехника и генная инженерия, второе — киборг-техника, создающая существ, состоящих из частей органического и неорганического происхождения, третье — создание неорганической жизни.

Биотехника — в настоящее время одно из направлений, в котором заложен огромный потенциал повышения урожайности зерновых культур, а также улучшения их характеристик, причем качество новых продуктов является не менее важным, чем их количество. Почему же у нас есть настороженность к генно-модифицированным организмам (ГМО)?

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждый год в странах третьего мира умирают более миллиона человек от болезней, которых можно было избежать, до полумиллиона детей теряют зрение. Причиной является дефицит витамина А, приводящий к ослаблению иммунной системы, делая организм более подверженным различным заболеваниям.

В некоторых деревнях Африки с наступлением сумерек дети разделяются на две группы: одни продолжают играть на улице до наступления темноты, другие расходятся по домам. Эти другие страдают так называемой «куриной слепотой» — дисфункцией ночного зрения, обусловленной недостатком витамина А, ведущего к пересыханию слизистых оболочек глаз и утрате клеток органов зрения.

Примерно 25 лет назад в Женеве профессор биологии И. Потрикус (I. Potrykus) и специалист по клеточной биологии П. Байер (P. Beyer) предложили несколько подправить природу, а именно: путем генных манипуляций изменить зерна риса так, чтобы они содержали натуральное красящее вещество бета-каротин, преобразующееся в организме человека в витамин А. Бета-каротин содержится в паприке, моркови или кукурузе, но в рисе его нет.

Начало генной инженерии как науке было положено в 1972 г., когда американские ученые Я. Янг (Y. Yang) и П. Байер (P. Beyer) опубликовали первые данные о рекомбинациях молекул ДНК. После появления публикации появились и первые сомнения и опасения, не принесет ли генная инженерия вред природе и человечеству. В июле 1974 г. несколько крупных ученых обратились к научной общественности с предложением наложить мораторий на продолжение подобных исследований. В феврале 1975 г. в Калифорнии на Асиломарской конференции собрались 140 ученых разных стран, работающих в области генной инженерии. Всесторонне изучив результаты и возможные последствия, ученые пришли к выводу, что потенциальные опасности невелики, так как рекомбинантные (полученные с помощью генной инженерии) штаммы в природных условиях нежизнеспособны, а значит, их бесконтрольное распространение маловероятно. Было решено продолжить исследования с рекомбинантными ДНК in vitro — в рамках лабораторий, с соблюдением специально разработанных правил.

В 80-х годах XX века исследователи применяли в своих экспериментах еще весьма примитивные технологии. Но уже в те годы внимание ученых привлек известный феномен — возникновение на стеблях растений опухолеподобных наростов, являющихся симбиозом растения и агробактерии (Agrobacterium tumefaciens). Изучив механизм возникновения этих наростов, ученые выяснили, что бактерии «вынуждают» растение синтезировать продукт, необходимый для их жизнедеятельности, как бы «вживляя» части своих генов в растительные клетки.

Именно этот эффект Потрикус и Байер применили в своих экспериментах. Для транспортировки чужих генов они использовали почвенную бактерию, которая содержит гены, побуждающие растение-реципиент к опухолеподобному росту. В реагентном стекле эти гены были удалены и заменены на желаемую наследственную информацию. Затем бактерии «разгружают» свою «поклажу» в целевом растении, задавая ему запрограммированную информацию.

В 1999 г. ученым удался важный шаг: перенос трех чужих генов — нарцисса и почвенной бактерии Erwinia uredovora — в геном подопытного растения, что послужило строительной базой для двух энзимов, взаимное действие которых запускает синтез бета-каротина. За обусловленную присутствием каротина окраску свое творение ученые назвали «золотым рисом». Семена этого «дизайнерского» риса должны бесплатно поступить в распоряжение аграриев стран Азии и Африки. В настоящее время вместо гена нарцисса используется ген кукурузы, а культивирование «золотого риса» находится еще в начальной стадии, в то время как многие другие генетически модифицированные растения уже используются коммерчески.

К 2014 г. объектом генной инженерии стали три растения: кукуруза, хлопчатник и соя, в наследственную программу которых внесены устойчивость к гербицидам и насекомым. Кроме того, своей целью ученые ставят приспособление растений к жизни в экстремальных климатических условиях, модифицируя, например, сою таким образом, чтобы она могла расти и на солевых почвах. Другие биологи работают над разведением устойчивого к жаре хлопчатника и холодоустойчивых финиковых пальм. Перенос наследственной информации и создание ГМО стал возможен по той причине, что «алфавит» генов идентичен у всех живых существ, и растительная клетка вполне может расшифровать информацию ДНК животного.