Благодаря ГМО слабые культуры могут стать более устойчивыми, и тогда можно будет использовать меньше удобрений и пестицидов.
Вы стоите перед полкой с хлебом в супермаркете. В одной руке вы держите буханку мягкого цельнозернового ржаного хлеба с классической красной эко-эмблемой на упаковке. В другой руке у вас похожий ржаной хлеб, но с совершенно другой эмблемой: на этом хлебе стоит «ГМО».
«Фу!» — такой вам уж точно не нужен.
Вы хватаете последнюю буханку экологичного мягкого ржаного хлеба и опасливо кладете хлеб с ГМО обратно на заполненную под завязку полку.
Таков был бы ход мыслей, вероятно, у многих из нас, если бы мы обнаружили на полке в супермаркете хлеб с ГМО. Мы бы не захотели его покупать.
Генное манипулирование опасно и неестественно. Вот классическое представление о ГМО, глубоко укоренившееся у многих из нас.
Но многие ученые говорят, что страх перед ГМО необоснован и наши сомнения в отношении ГМО на самом деле могут даже помешать развитию более плодородного сельского хозяйства:
«Все ведущие исследователи ГМО придерживаются единого мнения, что генная инженерия сама по себе неопасна. Это вообще одна из наиболее изученных областей науки, и пока что не было найдено ни одного доказательства того, что мы должны бояться ГМО», — говорит профессор и руководитель кафедры физиологии растений Стефан Янссон (Stefan Jansson) из шведского университета Умео.
Если генную модификацию растений использовать правильно, это действительно может помочь спасти мир, сделав наши сельскохозяйственные культуры более устойчивыми, чтобы их можно было меньше удобрять и поливать пестицидами, считают ученые — даже те, кто был настроен скептически.
Ученые: ГМО не опасны
Стефан Янссон — один из защитников генной инженерии растений.
Он исследует использование CRISPR (семейство последовательностей ДНК антивирусного защитного механизма бактерий и архей — прим. перев.) в качестве элемента, включаемого в генетическое наследие растений. Он проводит фундаментальные исследования, которые в первую очередь должны помочь понять роли отдельных генов у растений. Выделяя отдельные гены и изучая, как они влияют на развитие растений, он разбирается, за что отвечает тот или иной ген.
Стефан Янссон критически настроен по отношению к природоохранным организациям, которые выступают против всех форм генной инженерии и добились в ЕС очень строгих законов насчет ГМО, сделавших по большому счету невозможным культивировать генетически модифицированные культуры для употребления в пищу европейцами.
«Нет никаких примеров того, чтобы ГМО бесконтрольно распространялись в природе. Также нет никаких доказательств, что генномодифицированные культуры вредны для здоровья или ядовиты».
«Если оценивать пищевую безопасность и более продуктивное производство сельскохозяйственных культур, то генная инженерия наоборот может сыграть важную роль в спасении мира. Мы можем создать культуры, которым нужно меньше удобрений и химикатов», — говорит Стефан Янссон.
Профессор кафедры изучения растений и окружающей среды в Копенгагенском университете Микаэль Пальмгрен (Michael Palmgren) с ним согласен.
«ГМО — это лишь инструмент. Все инструменты могут использоваться как должны образом, так и неправильно. Оценивать нужно результат», — говорит он.
Что он, в самом деле, хочет этим сказать?! Либо растение генетически модифицировано, а значит, неестественное, либо не модифицировано, а значит, появилось естественным путем.
Радиоактивное излучение и ядовитые химикалии
Нет, на самом деле формирование наших сельскохозяйственных культур всегда было далеко не естественным. Давно прошли те времена, когда крестьянин ходил от растения к растению и выбирал семена лучших их них, чтобы использовать потом для посева.
Традиционное разведение подразумевает создание мутаций в ДНК растений, чтобы они давали фермеру лучший результат. Например, более крупные томаты или больше картофелин на одном кусте.
Мутации возникают естественным образом, когда случаются повреждения ДНК их клеток. Таким образом, разведение растений подразумевает причинение правильных травм, вызывающих нужные мутации в генетическом материале сельскохозяйственных культур.
Традиционно человек это делает с помощью радиоактивного излучения и химикалий, которые повреждают ДНК клеток, вызывая тем самым мутации. И кстати, именно из-за этого радиоактивное излучение и некоторые химикаты могут вызывать рак.
«В традиционном растениеводстве человек пытается увеличить генетическую вариативность с помощью имеющихся у него инструментов в надежде, что скоро он получит какие-то мутации, которые будут полезны для сельского хозяйства», — объясняет Микаэль Пальмгрен.
Таким способом мы получили большие помидоры, уничтожив ту часть ДНК, которая замедляет их рост. Изначально помидоры представляли собой маленькие ягоды размером с чернику, которая, кстати, тоже была культивирована и сейчас в хозяйствах вырастает гораздо крупнее, чем в природе.
«Разведение растений в принципе связано с уничтожением генов. Тут нет ничего нового», — подчеркивает Микаэль Пальмгрен.
Гены разрушаются вслепую
Когда мы таким образом вызываем мутации в растении, чтобы получить желаемое качество, с ним одновременно происходят и другие мутации, которые мы далеко не всегда обнаруживаем.
«Видишь только, что твой картофель стал больше и что плоды появляются и растут, как им положено, но не знаешь, нет ли каких-то непредвиденных мутаций», — говорит Микаэль Пальмгрен.
Из-за традиционного способа разведения наши растения утратили свою естественную способность самостоятельно поглощать достаточно пищи и сопротивляться атакам грибков и бактерий.
«Если правильно вмешаться в генетический материал растений с помощью новейших генных технологий, мы сможем улучшить старые сорта, которые изначально были стойкими, и вернуть уже культивированным сортам их жизнеспособность», — говорит Микаэль Пальмгрен.
Целенаправленное уничтожение генов
«CRISPR — это новейший метод, который ученые используют, чтобы формировать ДНК сельскохозяйственных культур. CRISPR основывается на использовании энзима, который можно провести к конкретному месту в цепочке ДНК, где он ее рассечет. Когда ДНК рассечено, растение будет восстанавливать повреждение и вновь соединит концы. Но энзим вновь перережет ген. И так будет продолжаться до тех пор, пока не случится мутация и ген немного не изменится», — объясняет кандидат наук с кафедры изучения растений и окружающей среды Йеппе Тулин Эстерберг (Jeppe Thulin Østerberg).
Тогда энзим перестанет распознавать участок ДНК и перерезать его. И вот у вас есть мутант.
Этот метод можно использовать, чтобы удалять нежелательные гены в сельскохозяйственных культурах.
Возьмем в качестве примера пшеницу. Пшеница — одна из самых ценных травяных культур наряду с рисом и маисом (да, сахарная кукуруза на самом деле — трава, которую культивировали так, чтобы у нее были гигантские стволы с початками).
Пшеницу часто атакует грибковая плесень, которая в экологическом сельском хозяйстве может нанести большой ущерб, так как злаки вянут еще до того, как успевают образовать зерна.
В традиционном сельском хозяйстве, чтобы избежать плесени, используют химикаты.
Устойчивость к грибкам
Исследователи обнаружили, что споры плесени распознают пшеницу по особому белку на ее поверхности.
Это значит, что споры активизируют энергию на прорастание только тогда, когда они опускаются на пшеницу, на которой они предпочитают расти.
«Существует всего три гена, которые обеспечивают пшеницу таким белком. Если эти гены удалить, плесень пшеницу просто не распознает, а значит, пшеница станет устойчивой к этому грибку», — объясняет Микаэль Пальмгрен.
И это действительно удалось сделать ученым из Китая. Они в своих лабораториях создали пшеницу, которую можно не обрабатывать средствами против плесени.
Статья об их достижениях была опубликована в 2014 году в журнале «Нейче Биотекнолоджи» (Nature Biotechnology).
Однако эту пшеницу нельзя выращивать в ЕС, ведь она подпадает под законы о контроле над ГМО, запрещающие использовать в пищевой промышленности генномодифицированные культуры.
Ученые из Италии провели успешные эксперименты, проделав то же самое с винными лозами.
Винные сорта винограда практически невозможно выращивать без пестицидов, так как они страдают в том числе и от плесени. Поэтому во многих странах даже при производстве экологических вин на виноград разрешено распылять тяжелый металл медь, которая устраняет плесень. Медь ядовита для микроорганизмов, поэтому она убивает и грибы.
Если удалить гены, которые позволяют плесени распознавать виноградную лозу, можно будет избежать как грибковых заболеваний, так и использования химикатов против них.
Таким образом, удаление генов может обеспечить сельскохозяйственным культурам новые полезные свойства, а также повысить их жизнеспособность.
Исправление поврежденных генов
Включить ген в цепочку немного сложнее: например, вернуть культурному картофелю ген его дикого предка, который защищал его от грибковых атак.
«Как правило, поврежденный ген по-прежнему существует, но он неконкурентоспособен из-за мутации», — объясняет Микаэль Пальмгрен.
Если вы хотите вновь вдохнуть жизнь в мертвый ген, вам нужно сначала перерезать цепочку ДНК в том месте, где надо «залечить» старую травму.
Когда ДНК срастается вновь, вы помогаете клетке, давая ей образец, который подходит для обоих обрезанных концов, но в середине при этом имеет изначальную последовательность, которая должна заменить неудачную мутацию.
«Растительная клетка получает шаблон, который содержит ту мутацию, которую вы хотите привить. Так что на самом деле человек ничего не добавляет от себя — это само растение создает копию шаблона», — объясняет Йеппе Тулин Эстерберг.
И Микаэль Пальмгрен, и Стефан Янссон, и Йеппе Тулин Эстерберг убеждены, что расширение исследований в области генной инженерии, направленных на то, чтобы сделать растения более устойчивыми, — это важнейшая часть деятельности по эффективизации сельского хозяйства.
Законодательство по ГМО тормозит развитие
По словам Микаэля Пальмгрена, потенциал CRISPR в области эффективизации сельского хозяйства будет ограничиваться или даже вовсе сойдет на нет, если CRISPR будет подпадать под правила регулирования ГМО в ЕС.
Сегодня, чтобы получить разрешение на выращивание генномодифицированных культур на корм животным, вам потребуются обширные исследования, доказывающие, что модифицированные культуры не будут стихийно распространяться и что они не опасны для людей и животных.
По словам Микаэля Пальмгрена, это значит, что надо рассчитывать на траты более чем в 1 миллиард крон (примерно 9 миллиардов рублей) только для того, чтобы получить разрешение выращивать и продавать эти культуры в ЕС.
«Это очень высокая плата за так называемый вход на рынок. Единственные, кто может себе это позволить, — это интернациональные компании агрохимической промышленности. Для всех игроков поменьше вход на этот рынок закрыт», — говорит он.
Поэтому агрохимическая промышленность заинтересована в том, чтобы новые технологии с CRISPR охватывались законодательством по ГМО.
«Природоохранные организации со своими добрыми намерениями имеют те же цели и в этом смысле парадоксально идут рука об руку с представителями той индустрии, с которой они в остальном борются», — говорит Микаэль Пальмгрен.
CRISPR нужно освободить от законодательства по ГМО
И Микаэль Пальмгрен, и Стефан Янссон считают, что законодательство по ГМО не должно охватывать CRISPR.
На это есть три основные причины.
1. С помощью CRISPR создаются мутации, которые в принципе могли бы произойти и естественным способом или при применении традиционных способов вызывать мутации в растениеводстве — с использованием радиоактивного излучения и химикатов.
3. Генная инженерия, если ей дать более широкое распространение, может помочь эффективизировать сельское хозяйство при меньшем использовании химикатов.
Правда, другие ученые по-прежнему считают, что оценивать риски и регулировать этот процесс очень важно.
Хватит обсуждать ГМО
У многих из нас наверняка сложилось представление, что отказ от ГМО подразумевает, что вы предпочитаете натуральное. То, что не мутировало неестественным образом.
Но это не так. Все наши сельскохозяйственные культуры были выведены с помощью более или менее намеренных мутаций.
Поэтому преподаватель биоэтики Микки Гьеррис (Mickey Gjerris) из Копенгагенского университета считает, что пора обсудить способы контроля и маркировки сельскохозяйственных культур.
«Возможно, нам следует вообще прекратить эту дискуссию о ГМО и вместо этого больше рассказывать потребителям о том, что давно есть ряд способов культивирования растений, и все они связаны с изменением генетического материала», — говорит он.
С его точки зрения, важно, чтобы пользователи знали, сколько именно генов в генном материале того или иного растения изменены.
Проблема этого подхода заключается в том, что при традиционном культивировании вы точно не знаете, насколько сильно изменяете гены.
Однако Гьеррис подчеркивает, что и при использовании CRISPR могут возникать побочные эффекты, если энзим перережет цепочку ДНК и вызовет мутации в незапланированном месте.
Что такое ГМО?
ГМО значит генетически модифицированный организм. Однако, по словам ученых, это определение вводит в заблуждение, так как абсолютно все организмы, если только они не клоны друг друга, генетически модифицированы.
Генетические модификации постоянно случаются совершенно естественным образом.
Но когда речь идет о ГМО, большинство из нас думают об организмах, которые были генетически модифицированы людьми.
Эти модификации могут проводиться тремя способами.
Трансгенез: в сельскохозяйственную культуру вводится ген отдаленно родственного организма. Например, этот способ использовала компания «Монсанто» (Monsanto), чтобы привить сое ген резистентности к «Раундапу» (Roundup), взятый у бактерии.
Ген позволил сое выживать после того, как ее полили гербицидом «Раундап». Если бы не человек, такая форма трансгенеза никогда бы не случилась сама собой в природе.
Если ген дает растению новое свойство, он будет наследоваться как доминантный ген. Это значит, что при скрещивании с изначальным видом растения потомство тоже будет обладать новым свойством.
Цисгенез: в растение вводится ген от его близкого родственника. Этот способ можно, например, использовать, чтобы снабдить ценные культуры свойствами их диких родственников.
Цисгенез может происходить в природе, когда два близкородственных растения скрещиваются друг с другом путем опыления. Ген, дающий растению новое свойство, наследуется как доминантный ген.
Направленный мутагенез: с помощью новых технологий человек изменяет генетический материал и создает мутации. Этим способом можно удалять нежелательные свойства у растений.
Если ген разрушается, он наследуется как рецессивный ген. Это значит, что нежелательное свойство вернется, если новое растение снова скрестить с его изначальным вариантом.
Этот метод также можно использовать, чтобы создавать доминантные мутации, например, для восстановления поврежденного гена.
Ученые, с которыми разговаривала «Виденскаб», не считают, что направленный мутагенез должен называться ГМО и подпадать под законодательство ЕС о ГМО.
Генномодифицированная свинина и химикаты
Те формы ГМО, которые выращиваются сегодня, не уменьшили количество химикатов.
Напротив, растения намеренно модифицируются так, чтобы выдерживать воздействие ядохимикатов, и поэтому там, где выращивается генномодицифированная кукуруза или соя, люди льют на землю еще больше химии.
Сегодня большая часть свиней, которых мы едим в Дании, вскармливается соей, с помощью трансгенеза получившей в свой генетический материал целый ген от бактерии. Этот ген делает сою устойчивой к химическому препарату «Раундап».
Многонациональная агропромышленная компания «Монсанто» вывела эту сою и продает «Раундап».
Те виды генной инженерии, в пользу которых говорят ученые, должны, напротив, сосредоточиться на создании устойчивых растений, которым понадобится меньше химикатов.
Где мне взять больше ГМО?
Считаете, что ГМО может спасти мир? Как больше пользоваться ими? Вот лучшие советы ученых.
Например, разместите такие сообщения в социальных сетях:
• Исследования, ведущиеся вот уже 30 лет, не смогли выявить никаких рисков для человека и окружающей среды, связанных с ГМО.
• ГМО может дать нам более эффективное сельское хозяйство.
Строгое законодательство насчет ГМО выгодно крупным компаниям
Законы насчет ГМО, действующие в ЕС, не разрешают производить генномодифицированную пищу для человека.
Даже если вы хотите выращивать генномодифицированные культуры на корм животным, разрешение получить очень трудно. Лишь один генномодифицированный сорт кормовой кукурузы одобрен и выращивается в небольших количествах в Испании.
Но селекция, основанная на мутациях, под эти правила не подпадает. Поэтому возникает вопрос, создает ли метод CRISPR, когда его используют, чтобы вызывать конкретные мутации, ГМО или нет? И должна ли продукция, созданная с использованием CRISPR, подпадать под законы о ГМО и маркироваться согласно им?
В 2018 году Европейский суд примет решение о том, будут ли новые методы генной инженерии, использующие CRISPR для удаления генов сельскохозяйственных культур, регулироваться законодательством о ГМО в ЕС.
