Как ГМО спасает планету и почему люди этому мешают - Анна Витальевна Иванова

class="a">[282]. Стал автором 270 научных работ и трех книг. Практически вся его научная деятельность была связана с лектинами.

Лектины – это обширная группа белков, которые встречаются у всех представителей царства растений[283]. Наука изучает лектины почти полторы сотни лет, но только в XXI веке, с развитием молекулярных и биоинформатических методов, а также возможностей секвенирования, стало понятно, насколько огромна их роль в жизни растений[284]. Разные лектины выполняют в растениях разные задачи, они даже расположены в разных органеллах их клеток, объединяет же их способность связывать углеводы. Да и разные части растения могут содержать разные концентрации лектинов, которые могут также зависеть, к примеру, от времени года. Некоторые из лектинов работают в «службе оповещения» – являются частью системы, которая сообщает растению о вторжении в него патогенных микроорганизмов или симбионтов. Другие – важная часть иммунной системы растений и помогают не только засечь врага, но и нейтрализовать его – убить нападающего, будь он хоть насекомое, хоть даже и грызун. Третьи группы лектинов скорее дирижеры в оркестре: указывают генам, когда им пора экспрессироваться. Есть и лектины, которые участвуют в процессах развития растения, а есть те, которые помогают растению отвечать на изменение среды, будь то смена состава почвы, заморозки или засушливое лето[285]. Короче, крайне полезные и многофункциональные ребята эти лектины.

3.1. Дело о картошке

В первой половине 1990-х одна команда ученых разработала картофель, устойчивый к некоторым видам насекомых и нематод. Добились этого, встроив в геном картофеля коммерческого сорта Desiree ген GNA, который отвечает за производство белка агглютинина у подснежника белоснежного (Galanthus nivalis)[286]. Белки GNA – это лектины. И они умеют делать агглютинацию. То есть связывание молекул на поверхности тех клеток, с которыми соприкасаются. Например, клеток в пищеварительной системе насекомых, которые решат полакомиться растением, имеющим в арсенале такое полезное оружие. А, к примеру, в пищеварительной системе млекопитающих животных они вытворяют подобную штуку, связываясь на поверхности клеток кишечного эпителия. Что вызывает пищевые отравления[287]. К началу этой истории экспериментальный сорт ГМ-картофеля уже успешно прошел внутренние двухгодичные испытания. Пора было переходить на следующий этап проверок.

В 1995 году Департамент сельского хозяйства, окружающей среды и рыболовства Шотландии[288] заказал трехлетнее исследование стоимостью 1,6 млн фунтов стерлингов для оценки безопасности нескольких новых ГМ-сортов. В исследовании участвовали Шотландский научно-исследовательский институт сельскохозяйственных культур, Даремский университет и Институт Роветта под руководством уже знакомого нам Пуштаи. Задачей первых двоих было изучение потенциального влияния новых сортов на окружающую среду, а команда Пуштаи отвечала за оценку безопасности при употреблении в пищу животными и за соответствие немодифицированному родительскому сорту по питательности и составу. Эти исследования планировалось проводить на крысах.

Остановимся ненадолго и поговорим о технологии создания этого картофеля.

Процесс трансформации – введения генетической модификации – у растений похож на тот, что мы подробно разбирали на примере бактерий в начале этой книги. Для этого также необходим вектор-плазмида. И для трансформации картофеля был использован хорошо изученный плазмидный вектор pBin19[289], в который ввели ген GNA (Galanthus nivalis agglutinin). Высокий уровень экспрессии (прочтения гена для изготовления его продукта, то есть агглютинина) обеспечивал промотор из вируса мозаики цветной капусты CaMV35S. Этот промотор очень хорошо изучен, а с его помощью получено множество лабораторных и коммерческих сортов трансгенных растений[290]. В качестве маркера, указывающего, что модификация произошла, использовался ген, отвечающий за устойчивость к антибиотику канамицину[291].

Чтобы доставить вектор в клетки растения, нужен этакий «шаттл». Механизм такого «шаттла» ученые уже очень давно подсмотрели в природе.

Приходилось ли вам видеть на листьях или стволах деревьях странные наросты? Иногда они выглядят как волны, вздымающие гладь древесного листа. Иногда похожи на растущие прямо из листьев шипы. Иногда это наросты на стволе. Бывает даже, они образуют огромный страшный шар, которым будто раздувается пораженное дерево. Похоже на то, как на теле животного начинает расти опухоль. Для растения это и есть раковая опухоль[292]. Такие опухоли называются галлы, а их причиной является проникновение в тело растения агробактерий.

Агробактерии (Agrobacterium tumefaciens) используют растение как своего верного слугу: проникнув в него, они встраивают свои гены в ДНК клеток жертвы и заставляют трудиться на их пользу – на выработку веществ, служащих для них источником углерода и азота. То есть вкусной и полезной бактериальной пищи. Помните, в главе 4.1 «ЯМы ГМО» был целый список растений, в геномах которых есть чужеродные встройки? Так вот, перечисленные там клюква, чай и другие растения предъявили в своих геномах как раз следы работы на поработителя-агробактерию. Ученые просто не могли упустить такой восхитительный и выдуманный исключительно эволюцией механизм! Они воспользовались способностью агробактерий доставлять ДНК в растения для своих биоинженерных задач. За перенос генов из агробактерии к растению-жертве отвечает специальная плазмида. Для задач генной инженерии обычно используется вид агробактерий A. tumefaciens и ее плазмида Ti[293]. Такую плазмиду сначала необходимо обезвредить – удалить из нее те гены, которые отвечают за развитие опухоли. Сделать это можно, например, при помощи рестриктаз, о которых мы говорили в начале книги. Далее необходимо вставить в обезвреженную плазмиду те гены, которые мы хотели бы передать растению. Такую конструкцию нужно поместить в агробактерии-носители, а дальше доверить работу уже им. Агробактерии выступают в роли настоящего «шаттла доставки» необходимых генов в геном целевого организма. Удивительно простой и эффективный механизм (плохо и одновременно хорошо, что для животных это так не работает).

Итак, лаборатория под руководством Арпада Пуштаи получила два сорта модифицированного таким образом картофеля. Оба сорта были протестированы на то, что в них действительно производился лектин GNA. Причем измерения показывали, что в листьях картофеля концентрация лектина минимум в 10 раз больше, чем в клубнях. Это было как раз то что нужно, ведь насекомые питаются листьями, а наша задача – их гибель. В то время как животные питаются клубнями, и наша задача – их безопасность. Исследования также показали, что если всего час варить клубни первого экспериментального сорта, от исходного количества лектина GNA в них почти ничего не остается. Клубням второго экспериментального сорта требовалось еще меньше времени – уже через 20 минут варки содержание GNA было на грани детектируемого. Короче, предварительные данные говорили: трансгенный картофель эквивалентен оригинальному немодифицированному по всем проверенным параметрам[294].

Можно было начинать эксперименты по кормлению крыс. И вот