Яблони на Марсе

— Кто знает! Абсолютного запрета на создание крылатого велосипеда нет. Вопрос только в том, как должен выглядеть тот приводимый ногами в движение мотор, который поднимет велосипед к облакам. И, видимо, подобные задачи станут нам под силу, когда мы поймем, как функционируют уже не отдельные гены, а их большие комплексы, генные ансамбли. Возьмем проблему азотфиксирующих растений. Эту идею фикс генных инженеров: растений, способных черпать азот не из почвы, а непосредственно из воздуха, как то умеют делать некоторые микробы. Выяснилось, что в свойстве этом повинен целый «оркестр» генов, насчитывающий порядка полутора десятков генных единиц. И еще стало понятно: любая произвольная перестановка генов нарушает слаженную работу всего ансамбля, и потому нежелательна.

Кроме того, необходимо сделать так, чтобы вся генная структура была встроена в подходящее генное окружение, в особую генную среду. Показательна здесь такая аналогия. В сое удалось найти и выделить гены, обеспечивающие образование аминокислот, эти гены встроили в клетку табака. И табак начал продуцировать белок, но… в мизерных количествах, в сотни-тысячи раз меньших, чем это делает соя…

Голубая пшеница

В 1984 году за успешную разработку фундаментальных основ клеточной генетической инженерии растений ряд сотрудников Института ботаники во главе с Сытником и Глебой были удостоены Государственной премии СССР. Константин Меркурьевич Сытник, директор Института ботаники, рассказывает, какую пользу делу селекции культурных растений приносят разработки клеточных инженеров:

— Трудности традиционной селекции известны. Скрещивание возможно только между филогенетически близкими растениями. Это ограничение настолько въелось в сознание селекционера, что ему и в голову не приходит мысль об использовании донора нужных генов из другого рода, а тем более трибы или семейства. Клеточная инженерия многое изменит в этом стереотипе. Кроме того, теперь, экономя массу времени, поиск нужных мутантов можно вести уже не в поле, а в стенах лаборатории, дав селекционеру практически готовый продукт, полуфабрикат, требующий только полевой обкатки. Приемы клеточной селекции настолько эффективны, что, по нашим подсчетам, одна лаборатория со штатом из нескольких сотрудников в состоянии обеспечить нужды крупного селекционного центра…

— Одна из важных задач, — рассказывает Константин Меркурьевич, — гибридизация культурных и диких видов. Дикарь малопривлекателен по своим пищевым качествам. Природа не стремится создавать очень вкусные яблоки, они будут быстро съедены зверьем, шанс на выживание у таких яблонь невелик. Зато генетически устойчив к различным возбудителям болезней, вирусам, грибкам, более вынослив к воздействию погодных зигзагов и т. д. Но беда в том, что при скрещивании дикий сорт, этот варвар, как тип более сильный, забивает культурное растение. И только методами клеточной селекции удается пересадить нужные гены дикаря в ядро культурного растения, не утеряв всех его ценных качеств.

Профессия клеточного инженера сродни искусству, — продолжает Сытник. — Вот рядом два исследователя, они используют одни и те же методики, те же приемы работы, приборы. И объект наблюдения у них один — и все же у одного дело ладится, другой же терпит неудачу за неудачей: клетка словно бы чурается исследователя, не доверяет ему, не идет навстречу… Другой момент, который необходимо также подчеркнуть, то, что клеточная инженерия прокладывает пути к качественно новому способу производства пищи — биотехнологии. Агротехнологии очень зависят от погоды, организованности людской, умелости руководства. Многое надо «подстегивать», и в ход идут лозунги: «Сейте в срок!», «Соберем урожай без потерь!» и так далее. Но вряд ли когда-нибудь мы увидим надписи вроде: «Биотехнологи, увеличивайте количество гормонов!», ибо заранее предполагается: то, что наука на данный момент способна сделать, реализовано в биотехнологическом реакторе и никак не зависит от людского произвола…

Сытник говорит мне и о последних успехах клеточной инженерии. Соматическая гибридизация завоевала прочные позиции в семействе пасленовых, важном для человека отряде растений, куда входят картофель, томат, табак, перец, баклажаны. Усилиями ученых всего мира искусство выращивания растений из одной клетки распространено на такие важнейшие зерновые культуры, как рис, кукуруза. Есть надежда, что в ближайшие годы сюда добавятся и бобовые. И лишь пшеница, рожь, овес, ячмень и многие другие представители семейства злаковых — растений для планеты номер один — никак не уступают атакам науки. Трудности? Они в чисто эмпирическом характере поиска условий культивирования клеток. Очень непросто найти то единственное сочетание воздуха, воды, минеральных солей, углеводов и стимуляторов, способных заменить для клетки утерянный родительский организм — тут необходимо перепробовать миллионы вариантов.