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

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 вставок²⁴⁷. 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 Муллисом²⁴⁸ и 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.

Для работы ДНК-полимеразы, кроме правильной температуры, необходимы следующие компоненты: выделенная из образца ДНК, предположительно содержащая фрагмент, который мы собираемся размножить, свободные нуклеотиды (а точнее дезоксинуклеозидтрифосфаты, но давайте не будем использовать точную терминологию), специальная буферная смесь, содержащая различные ионы, необходимые для работы фермента. Наконец, нужны особые затравки, праймеры, про которые придется сказать несколько слов отдельно.

Вот наш ген Cry-токсина. Но на этот раз запишем его в виде двух комплементарных цепей молекулы ДНК, одну под другой. Точки отображают пропущенный фрагмент середины гена.