ДНК. История генетической революции

Современные биотехнологии позволяют не только защитить растения от вредителей, но и вывести на рынок более привлекательную продукцию. К сожалению, иногда даже умнейшие биотехнологи не в силах разглядеть «лес за деревьями» (или плоды за посевами). Именно такая история приключилась с Calgene – инновационной калифорнийской компанией. В 1994 году Calgene была отмечена тем, что стала производить самый первый генетически модифицированный продукт, попавший на полки супермаркетов. Calgene решила важнейшую проблему, связанную с выращиванием томатов: как доставлять на рынок спелые овощи, а не собирать их еще зелеными (традиционная практика). Однако, празднуя технологический триумф, компания упустила самую суть: их помидоры, довольно неудачно названные FlavrSavr, поскольку никаким особым ароматом они не отличались, к тому же получились невкусными и совсем недешевыми. Помидоры FlavrSavr относительно недолгое время просуществовали на рынке и стали первым генно-модифицированным претендентом на выбывание.

Технология, использованная Calgene, была весьма интересной. Известно, что при созревании помидоры размягчаются – за это отвечает особый ген, кодирующий фермент под названием полигалактуроназа (ПГ); этот фермент размягчает плод, разрушая в нем клеточные стенки, что делает их более восприимчивыми к повреждениям от грибковых инфекций. Поскольку мягкие помидоры сложно транспортировать, их обычно собирают, пока они еще зеленые (и, соответственно, крепкие), а затем оставляют доспевать под действием газа этилена. Сбор помидоров в незрелом состоянии позволяет упростить обработку и увеличить срок хранения. В случае с FlavrSavr генетическая трансформация не предусматривала встраивание какого-либо гена, касаясь лишь удаления гена полигалактуроназы, фермента, катализирующего расщепление пектина, что приводило к появлению помидоров с повышенной мягкостью. Они внедрили в помидоры обратную копию гена полигалактуроназы, который комплементарен фрагменту мРНК, благодаря чему способен образовывать с мРНК гибрид и ингибировать ее нормальную трансляцию на рибосомах. Таким образом, ген олигалактуроназы переставал синтезировать размягчающий пектин фермент. Поскольку при отсутствии полигалактуроназы помидоры получались более крепкие и лежкие, то открывалась возможность доставлять эти овощи на полки магазинов более спелыми и свежими. Однако Calgene, преуспевшая в молекулярном чародействе, упустила нюансы простейшей культивации помидоров. Один земледелец, нанятый на работу в компанию, отозвался об этом так: «оставьте молекулярного биолога на ферме, и он умрет с голоду». Тот сорт помидоров, который взялись модифицировать в Calgene, оказался абсолютно пресным и почти безвкусным: никакого «аромата», который стоило бы сохранять, там не наблюдалось, была одна лишь «свежесть». С технологической точки зрения это был успех, а с коммерческой – провал.

Потенциально наиболее важный вклад растениеводства в благосостояние человека, возможно, заключается в том, что агрономы смогли оптимизировать питательность сельскохозяйственных культур, частично устранив их естественные продовольственные недостатки. Обычно растения бедны аминокислотами, важными для жизнедеятельности человека, поэтому те из нас, кто придерживается чисто вегетарианской диеты, могут страдать от дефицита тех или иных аминокислот. Благодаря генной инженерии растение накапливает более полноценный набор питательных веществ, в том числе аминокислот, по сравнению с немодифицированными культурами, которые выращиваются и используются в пищу.

Например, в 1992 году, по оценке ЮНИСЕФ, около 124 миллионов детей по всему миру страдали от опасного дефицита витамина А. В результате ежегодно фиксировалось около полумиллиона случаев ретинопатии; многие из этих маленьких пациентов даже умирали, не дождавшись витамина А. Поскольку рис не содержит витамина А или его биохимических предшественников, такие «обделенные» витамином А популяции сосредоточены в основном в тех регионах, где основу рациона составляет рис.