Питание и долголетие

В 1961 г. мировое производство зерна в расчете на каждого жителя планеты составило 261 кг, а к 1985 г. оно выросло до 343 кг. Но затем этот показатель начал снижаться: в 1988 г. он упал до 306 кг, а к 1995-му – до 301 кг. Число голодающих в мире не уменьшалось, а росло, достигнув 1 млрд человек в 1996 г. Основной причиной этого стало не сокращение урожаев, а слишком быстрый рост населения планеты, превысившего 6 млрд [2]. В Индии и Китае, суммарное население которых составило к концу XX в. 2,3 млрд, не было голода, и эти страны продолжали оставаться основными экспортерами риса. Главные очаги недостаточного питания переместились в Африку и в те страны Азии и Южной Америки, в которых основным источником калорий были не рис или пшеница, а кукуруза, урожайность которой достигла максимума значительно раньше. В 1965 – 1985 гг. урожаи кукурузы росли медленнее, чем урожаи риса и пшеницы. Кукуруза гораздо беднее белком, чем рис или пшеница. Поэтому в обширных очагах голодания проблема осложнялась белковой недостаточностью питания. В создавшейся ситуации основные надежды в борьбе с голодом стали возлагать не на традиционную гибридизацию и селекцию, а на открытую именно в то время генетическую инженерию, которая давала возможность не просто увеличить урожаи, а изменить состав зерна. Одним из проектов генетических модификаций растений стала, естественно, и попытка улучшить качественный аминокислотный состав белков кукурузы путем внедрения в ее клетки генов новых ферментативных систем. Генетическая инженерия обещала не только увеличить биологическую полноценность продовольственных культур, ни и улучшить их вкусовые качества и даже объединить питательные и лечебные свойства растений.

Возможности генетики и реальности экономики

Нередко суть аргументов в пользу генетических модификаций состоит в том, что, создавая такие модификации, ученые делают ту же самую работу, которой в течение тысячелетий занимались селекционеры, скрещивая разные сорта растений и объединяя таким образом их генетические системы. В действительности между гибридизацией и генетическими модификациями существует принципиальное различие. При традиционной гибридизации скрещивания проводятся внутри видов, пшеницу скрещивают с пшеницей, рожь с рожью. Иногда удается скрещивать и разные, но близкородственные виды. Таким образом, например, удалось получить пшенично-пырейные гибриды. Всем известны мулы – гибриды лошади и осла. Но между представителями более отдаленных видов половая гибридизация уже невозможна. При трансгенной гибридизации нет природных ограничений. В геном пшеницы можно ввести генные комплексы или отдельные гены воробья, трески или холерного вибриона. Это осуществляется не путем полового скрещивания, а путем впрыскивания с помощью ультрамикропипеток в ядро яйцеклетки ДНК, выделенной из других растений, бактерий или животных. Новая ДНК встраивается в геном яйцеклетки, приводя к образованию трансгенного растения или животного. Внедрение новых генов в нужный участок хромосом не всегда происходит удачно, и из полученных трансгенных растений проводится отбор. Аналогичные процессы происходят и в природе при вирусных инфекциях. Вирус, например, гепатита B или иммунодефицита, попадая в кровь, внедряется в первом случае в ДНК хромосом клеток печени, а во втором – в ДНК хромосом лимфоцитов крови. Эти вирусы размножаются вместе с размножением клеток. В эволюции животных и растений вирусная ДНК может переходить из поколения в поколение, модифицируясь иногда в полезный ген. Геномы человека, животных и растений содержат много участков ДНК, которые попали в хромосомы в результате вирусных инфекций миллионы лет назад и были постепенно инактивированы. Это один из вариантов генетической изменчивости. Такой же способностью внед рять свою ДНК в геномы бактерий обладают бактериофаги. Исследователи освоили этот механизм для внедрения в хромосомы новых генов. Именно таким образом в геном бактерий был «вшит» ген гормона человеческого инсулина, необходимого больным диабетом. В прошлом инсулин для инъекций получали из поджелудочной железы свиней путем очень сложных процедур. Инсулин, получаемый из культур бактерий, намного дешевле, и в настоящее время около 80% больных диабетом получают инъекции трансгенного инсулина.

В 1974 – 1975 гг., когда трансгенная технология была открыта в США, многие ученые предлагали ввести мораторий на исследования в этой области. Но джинна уже выпустили из бутылки. К этому времени наука разработала способ изоляции отдельных генов и групп генов из разных клеток и активно занялась расшифровкой полных геномов различных бактерий, растений, животных, а вскоре и человека. В генетике возникло новое направление «геномика».