Александр Панчин - Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей

Сегодня благодаря развитию технологий нового поколения процедура чтения геномов стала сравнительно дешевой. Производителю это обойдется от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч долларов на каждый сорт, в зависимости от размера генома организма. Учитывая, что в супермаркетах мы покупаем преимущественно продукты массового потребления от крупных производителей с оборотами в миллиарды долларов, это капля в море производственных издержек. Зато потом на этикетку каждого продукта питания можно поместить правдивую информацию: "Продукт содержит молекулы ДНК со следующими нуклеотидными последовательностями…” Дальше, поскольку геном растения, как правило, составляет сотни миллионов или даже миллиарды нуклеотидов, последовательность которых, естественно, не уместится на этикетке (и даже на всей поверхности магазина, если писать читаемым шрифтом), прикрепляется ссылка на адрес сайта, где эту информацию можно скачать. Ниже приведен QR код. Если навести на него свой телефон, вы попадете на сайт, где размещен геном риса Oryza sativa japonica.

Если производитель откажется читать геном своего продукта, пусть отмечает, что его продукт является БОНГом – то есть биологическим организмом с неизвестным геномом. Уверен, что тут многие защитники “натуральных" продуктов резко изменят свою точку зрения, опомнятся и заявят, что не хотят такой маркировки. Они будут правы, когда скажут: рядовой потребитель все равно не понимает, что означает эта генетическая информация! Миллионы нуклеотидов проанализировать сложно даже специалисту! Но рядовой потребитель, скорее всего, точно так же не понимает, что означает фраза “не содержит ГМО”. А для специалиста полный геном – это интересные данные, которые можно исследовать как из чисто научного интереса, так и с точки зрения поиска в продукте каких-нибудь потенциально опасных аллергенов.

Наличие прочитанного полного генома также облегчит выявление несоответствия товара этикетке – например, если в фарш из баранины подмешивают свинину или если один сорт картошки подменяют другим. А на сайте производитель также может выложить подробную информацию о том, прошел ли сорт какие-нибудь исследования на безопасность. В последнем случае преимущество сразу появится у ГМ сортов.

Мне кажется, что предложенный подход решает все проблемы маркировки. Перейдя от термина ГМО к новому термину БОНГ, мы защитим интересы всех. Потребитель получит максимально подробную информацию о генетическом составе продуктов, которые он употребляет, ученые получат доступ к огромному количеству прочитанных геномов, которые можно исследовать. Исчезает дискриминация по отношению к продуктам, созданным методами генной инженерии. Довольны все честные бизнесмены и производители, кроме тех, которые пытались продавать картошку в два раза дороже, наклеив на нее бессмысленные этикетки.

Маркировка “не содержит ГМО” в лучшем случае отражает отсутствие в геноме организма известных вставок ДНК, которые используются для генной инженерии, зарегистрированы и для которых разработаны протоколы обнаружения. А что, если есть другие, не зарегистрированные вставки? Дело в том, что запретительные и ограничительные меры по отношению к созданию, выращиванию, маркировке или торговле организмами, созданными методами генной инженерии, могут привести к развитию черного рынка биотехнологий. А то и уже привели.

Если организм был создан методами генной инженерии в тайне и при его создании были приняты меры предосторожности, то определить, что он является генетически модифицированным, будет довольно сложно. Существующие тесты для обнаружения ГМО основаны на том, что известен набор генов, которые использовались генными инженерами при создании зарегистрированных ГМ сортов. Как правило, эти гены хорошо изучены и запатентованы, их последовательности известны ученым и контролирующим организациям. Наиболее простые тесты на ГМО сводятся к тому, что мы проверяем, есть ли в образце последовательности упомянутых генов. Если их нет, организм признается “не содержащим ГМО".

Продукт, созданный методами генной инженерии, пройдет этот тест, если при его создании использовались другие (незарегистрированные) гены или если переносимые гены были правильным образом изменены. Фактически он будет ГМО, но доказать это в суде будет очень трудно. Давайте рассмотрим один из способов изменить уже изученный ген таким образом, чтобы его присутствие было сложно обнаружить в ходе рутинной проверки.

Ранее мы обсуждали ген, кодирующий Cry-токсин, который производится бактерией Bacillus thuringiensis, – он делает растение устойчивым к вредителям. Как уже упоминалось, это одна из самых распространенных, изученных и экономически выгодных генетических модификаций. Ниже приведена нуклеотидная последовательность природного гена Cry-токсина в одном из бактериальных штаммов.

А вот аминокислотная последовательность белка, который кодирует этот ген.

Все последовательности находятся в свободном доступе, и любой специалист знает, где их найти. Обычный тест на наличие вставки в геноме организма заключается в поиске ее нуклеотидной последовательности в образце. Самый простой способ называется полимеразная цепная реакция (ПЦР). Его часто представляют как точный и надежный подход для обнаружения трансгенных вставок 247. Существуют и другие, но метод ПЦР в его различных вариациях – самый дешевый, широко используемый и признан большинством регулирующих организаций.

ПЦР – один из важнейших многофункциональных инструментов в руках биотехнолога. Он был разработан в 1984–1986 годах американским биохимиком Кэри Муллисом 248и принес своему изобретателю Нобелевскую премию. ПЦР позволяет в считанные часы размножить одну-единственную молекулу ДНК определенной последовательности до миллиарда копий.

Эта реакция стала возможной благодаря открытию бактерий, живущих в горячих источниках. ДНК-полимераза человека может достраивать вторую цепочку ДНК при температуре тела около 36 градусов. А вот у термофильных бактерий в результате эволюции появились ДНК-полимеразы, работающие при более высоких температурах, например при 72 градусах, и не разрушающиеся даже при очень высоких температурах порядка 95 градусов. Для проведения ПЦР нам понадобится именно такая термофильная полимераза, а также три чайника. В принципе можно было бы обойтись и одним чайником, а на практике и вовсе использовать программируемые термостаты, но так нам будет проще описать процедуру.