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

Еще один важный результат использования РНК-интерференции в биотехнологии – создание деревьев с низким содержанием лигнинов и высоким содержанием целлюлозы. Лигнины придают дереву твердость и защищают его от вредителей, поэтому древесина с высоким содержанием таких полимеров используется для изготовления мебели. А вот для эффективного производства бумаги высокого качества полезно иметь деревья, в которых лигнинов минимальное количество, но много целлюлозы. Существуют ферменты, участвующие в выработке лигнинов в растениях²⁵². ГМ деревья с подавленным синтезом одного из таких ферментов дают больше древесной массы, необходимой для производства высококачественной бумаги, то есть позволяют сделать процесс более дешевым и экологически чистым, ведь обычно лигнин приходится удалять при помощи довольно опасных для окружающей среды химических веществ.

Похожие подходы используются для создания гипоаллергенных продуктов, яблок, которые не темнеют на воздухе из-за сниженной активности окислительных ферментов, и так далее. А вообще РНК-интерференция применяется для снижения уровня синтеза тех или иных белков в ГМ растениях уже очень давно. Еще в 1988 году с ее помощью удалось сделать помидоры, которые остаются твердыми, хорошо переносят транспортировку и при этом не теряют вкуса. В них уменьшили содержание фермента, который разрушает клеточную стенку растительных клеток, приводя к размягчению плода²⁵³. Томатная паста с ГМ помидорами, разработанными британской компанией Zeneca, стала первым ГМ продуктом питания на рынке. Она продавалась с добровольной гордой маркировкой “сделано из генетически модифицированных помидоров!” и пользовалась огромной популярностью у покупателей, опережая многих конкурентов. Это длилось вплоть до 1999 года, когда истерия вокруг ГМО (подкрепленная некорректной публикацией Арпада Пуштаи) достигла таких масштабов, что продавать ГМ продукты стало очень невыгодно и этот товар, увы, исчез с полок магазинов. Сегодня на прилавках мы часто видим недозрелые помидоры, вкус которых принесен в жертву товарному виду.

Любопытно, что и при обычной селекции некоторые новые признаки культивируемых растений могут возникать из-за включения РНК-интерференции. Кожура бобов дикой сои имеет черный цвет из-за наличия в ней большого количества антоцианов. Селекционеры вывели сою с желто-коричневой кожурой. Отсутствие черного пигмента связано со спонтанной мутаций – инвертированным удвоением довольно большого участка ДНК, кодирующего ферменты²⁵⁴, необходимые для синтеза антоцианов²⁵⁵. В результате мутации синтезируются не только правильные молекулы РНК этих генов, но и комплементарные молекулы. При взаимодействии этих двух типов молекул образуются двухцепочечные РНК, возникает РНК-интерференция, и РНК обоих типов разрушаются. В результате мутация носит доминантный характер. Есть и другие аналогичные примеры²⁵⁶.

Теперь, когда мы знаем о некоторых правилах синтаксиса жизни, мы можем наконец поговорить о методах создания трансгенных организмов, не способных к размножению.

Первая технология самая простая и не основана на генной инженерии – создание стерильных гибридов. Если скрестить осла и лошадь, то получится мул, который с высокой вероятностью будет стерилен. Если скрестить гипотетическую трансгенную лошадь и осла, мы получим стерильного трансгенного мула. Аналогичный подход годится и для других организмов, в том числе для растений: две линии подбирают таким образом, чтобы их гибриды были стерильны. Делают одну или обе линии трансгенными. Эти трансгенные особи могут производить семена, но когда возникает необходимость получить стерильное потомство, две линии перекрестно скрещивают, получая гибриды, неспособные к половому размножению.

Второй способ – выведение растений, способных размножаться только вегетативно. Наверное, вы пробовали кишмиш – виноград без косточек, но задумывались ли вы, как он размножается? У кишмиша оплодотворение происходит самым обычным путем: в ягоде закладываются зачатки семян, но их развитие на ранних стадиях обрывается. Отсутствие семян не препятствует размножению этого винограда черенками и отводками. Другой пример – культивируемый банан. В результате мутаций, отобранных селекционерами, его плод не содержит семян, способных дать потомство, поэтому размножаться он может только вегетативным путем. Банан и кишмиш – мутанты, как и любые другие культурные растения, которые мы едим.