Генная инженерия:

угроза для человечества или будущее планеты?

В эксперименте участвовала пара, в которой мужчина является носителем ВИЧ. Используя технологию генного редактирования CRISPR/Cas9, ученый Хэ Цзянькуй изменил у эмбрионов, зачатых с помощью ЭКО, последовательность генов, исключив из цепочки ген CCR5, который делает клетки организма уязвимыми к вирусу иммунодефицита.

Как заявляет ученый, таким образом, была исключена вероятность передачи близнецам ВИЧ. Более того, одна из девочек получила пожизненный иммунитет к вирусу.

В научном сообществе новость о рождении детей вызвала шквал критики. Российские и зарубежные специалисты указывают на непредсказуемые последствия эксперимента, называя его преждевременным и «этически неоправданным».

Китай - будущий лидер в производстве ГМО

Тем не менее, сам факт проведения данного опыта именно в Китае показывает, как изменилось отношение к генной инженерии в Поднебесной. Например, еще 5 назад в КНР также, как и в России, было запрещено выращивание генномодифицированных растений и разведение генетически модифицированных животных. Но в 2014 году политика китайских властей в этом отношении кардинально изменилась. Правительство страны призвало тщательнее исследовать технологии ГМО, а министерство сельского хозяйства начало пропагандистскую кампанию в пользу ГМО-продукции.

Дело в том, что в стране не хватает пахотных земель, чтобы прокормить собственное население, которое на данный момент составляет 1,3 млрд человек. В Китае растет уровень жизни, соответственно увеличивается и спрос на продукты, в частности, мясо. Пока КНР во многом полагается на импортные товары. В этих условиях аграриям приходится использовать земли максимально эффективно, и помочь в этом могут генетически модифицированные семена, устойчивые к засухе и вредителям.

Виды генной инженерии

Но давайте разберемся с понятиями.

Генная инженерия - это не отдельная наука, а огромная и постоянно развивающаяся научно-технологическая платформа, которая вобрала в себя все самое ценное из генетики, биохимии, химической инженерии, молекулярной и клеточной биологии, микробиологии и вирусологии.

Выделяют два основных направления генной инженерии: генную модификацию и генное редактирование.

Генная модификация - это изменение генома живого организма путем внедрения одного или нескольких генов, взятых у другого организма-донора, для улучшения каких-либо качеств организма-реципиента.

Генное редактирование - это технология, которая позволяет направленно изменить последовательность ДНК в живой клетке, например, заменить один нуклеотид на другой в определенном месте генома. Эта технология и была использована в случае с китайскими близнецами.

В России разрешено использовать только генное редактирование. Более того, в начале этого года Владимир Путин поставил задачу в кратчайшие сроки разработать программу геномных исследований.

А вот с ГМО в нашей стране ситуация странная. С одной стороны в 2016 г. был принят закон, который запрещает выращивание генномодифицированных растений и ввоз их семян, а также разведение генетически модифицированных животных.

С другой стороны ввозить и продавать на территории России продукты питания с ГМО можно. До недавнего времени их даже не маркировали должным образом. Эта обязанность появилась у поставщиков лишь с 26 декабря 2018 г.

Кировский ГМ-ячмень и картофель

Также в России разрешены научные исследования в области генной модификации. В частности, ими занимаются специалисты лаборатории биотехнологии растений и микроорганизмов ФАНЦ Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого. Так, пару лет назад кандидат биологических наук Анна Бакулина, работая над своей диссертацией, создала ГМ-картофель и ГМ-ячмень. В геном этих растений она перенесла ген арабидопсиса (хрустальной травки).

- Мы предполагали, что этот эксперимент позволит увеличить устойчивость растений к кислотности. Поскольку основная цель института – создание сортов, приспособленных к нашим условиям. Вот и попробовали. Получилось, - рассказывает Анна Владимировна. - Клубни ГМ-картофеля выросли крупнее, красивее, чем обычные. Да и показатели продуктивности растения были намного выше. Ячмень – культура более сложная для генетической модификации. Успехом стало и то, что в ячмене закрепился ген арабидопсиса.

Но все достижения российских ученых в области генной модификации - это наука ради науки, поскольку внедрять их в практику не позволяет законодательство.

Беседуя с нами, сотрудники лаборатории вспоминают анекдот.

- Можно ли скрестить акулу с картофелем?

- Можно, но что вы хотите получить: агрессивный картофель или крахмалистую акулу?

Суть в том, что за счет генной модификации теоретически можно создать организмы с любыми характеристиками. Например, растения с устойчивостью к заморозкам, к засухе, к болезням. По словам ученых, с ГМ-организмами мы встречаемся постоянно, хотя и сами об этом не знаем.

- Все мы едим ГМ-продукты, не подозревая об этом. Вспомните, например, импортные круглые глянцевые томаты, - улыбается заведующая лабораторией, доктор биологических наук Ирина Широких. - Для декора в аквариумах разводят светящихся рыбок с геном люминесцирующего белка. Садоводы-любители разводят тюльпаны, похожие на орхидеи, ирисы, лилии. Все это продукты генной модификации.

Риски применения ГМО

Принимая закон об органичении ГМО в России, его создатели руководствовались тем, что влияние генномодифицированных продуктов на человека и окружающую среду до конца не изучено.

И в этом опасении наша страна не одинока. Такой же мораторий на ГМО действует в Германии, Франции, Великобритании, некоторых регионах Бельгии.

Между тем, в 2016 году 107 нобелевских лауреатов подписали обращение к организации Greenpeace с просьбой пересмотреть взгляды на генную инженерию и генетически модифицированные продукты. Ученые подчеркнули, что ГМО ничем не опаснее культур, полученных в результате традиционной селекции. Более того, по их мнению, генетически модифицированные продукты более полезны для здоровья человека, поскольку не требуют использования пестицидов.

- В настоящее время нет никаких убедительных доказательств опасности употребления ГМ-культур в пищу, тогда как в отношении экологии некоторые опасения вполне оправданы, - горит Ирина Широких.

Генное редактирование

Генное редактирование, разрешенное в России - это совершенно новое направление генной инженерии и, по мнению ученых, более совершенное.

В последние годы было предложено несколько технологий, но прорывной стала методика CRISPR-Cas9, разработанная в 2015 г. Ученые сравнивают ее с функцией «найти и заменить» в текстовом редакторе. Эта технология подразумевает поиск нужного гена и его последующую правку, которая может заключаться в удалении гена, его «выключении», «ремонте» или дополнении.

Возможно, через несколько десятилетий CRISPR поможет избавиться от ВИЧ и других вирусов, которые прячутся внутри человеческой ДНК, или даже победить рак и тысячи генетических заболеваний. Например, муковисцидоз и гемофилию.

В последние годы все чаще предпринимаются попытки использовать CRISPR для улучшения продукции сельского хозяйства. Например, китайским ученым удалось создать сорта пшеницы, устойчивые к мучнистой росе. Японские исследователи увеличили срок хранения томатов, «включая» и «выключая» гены, отвечающие за их созревание. Британские специалисты смогли повысить всхожесть семян ячменя. В ходе других исследований были значительно улучшены свойства картофеля, соевых бобов и риса.

Технология CRISPR стремительно развивается в США, Китае и Европе. Россия же значительно отстала в этой сфере.

– Мы лишь подбираемся к тому, чем уже пользуются на Западе. В том числе, из-за нашего негативного отношения к ГМО, генной инженерии, страха перед ними, - констатирует Ирина Широких.