Ну так вот. Не прошло и трёх лет, как я всё-таки разродился статьёй о ГМ-продуктах, и её даже напечатали в последнем журнале "Компьютерра" за 31 августа. Там ещё зубастые перцы с пистолями на обложке: http://offline.computerra.ru/2004/555/, а картинки, которые в текст вошли - так и просто выше всяких похвал, особенно мне с мышью нравится.

Полный текст, если кому ещё интересно, я выкладываю тут. Сейчас вот перечитываю - всё-таки видно, что разные части статьи я писал в разные периоды своей жизни - и когда был злой и раздраженный, и когда был добрый и хотел всё по-хорошему объяснить, хе-хе.

Всяческое обсуждение, критика и всё такое только приветствуется, но не гарантирую свою быструю реакцию, ибо времени сейчас катастрофически не хватает. Хотя, впрочем, когда его хватало?...

В ПОЛЕ КАЖДЫЙ КОЛОСОК...

В последнее время всё большую и большую популярность приобретает тема генетически модифицированных (ГМ) продуктов. Потребителю интересно узнать, что это такое и вредны или полезны ГМ-продукты для его здоровья. Обычно короткие и малоинформативные обзоры только запутывают читателя и создают довольно трудную для понимания картину происходящего - к сожалению, газетные публикации не всегда точны в анализе научных данных. Основная информация исходит, в основном, от лидеров общественных организаций или экологических движений, которые охотно и доступно излагают свою точку зрения, но отличаются при этом экстремально агрессивной позицией по всем вопросам, касающимся ГМ-продуктов, большой степенью некомпетентности и отсутствием профессионализма.

Эта статья – попытка навести относительный порядок в том потоке информации, который сейчас льётся на наши с вами головы. Я постараюсь, насколько возможно, рассказать о том, что сейчас происходит в генной инженерии с научной точки зрения, а это нелегко – доступно изложить в двух словах то, чему долго учатся в институте. Я думаю, что специалист по квантовой физике, к которому обратились с просьбой объяснить народу за чайком по-быстрому о хиггсовом бозоне, чувствует себя приблизительно так же...


ЭПИГРАФ

В Париже проходит конкурс генетиков.

Третье место знаяли французские генетики с гибридом дыни и земляники: размер, как у дыни, вкус – как у земляники. Второе место заняли американские генетики с гибридом груши и огурца: вид, как у огурца, а вкус – как у груши.

Первое место заняли российские генетики.

- Мы скрестили арбуз с тараканами, - заявили они на пресс-конференции. – Его разрезаешь, а косточки сами разбегаются!


АРБУЗ С ТАРАКАНАМИ… ИЛИ ТАРАКАНЫ В ГОЛОВЕ?

Так, или примерно так представляется сейчас людям работа современных специалистов в области молекулярной биологии и генной инженерии. Учёный в белом халате, в круглых очках и с всклокоченными волосами капает что-то в пробирку, откуда идёт белый дым. За плечами Учёного стоит Злой Босс, который кричит: «Быстрее работай! Быстрее! Мне нужны деньги! Я хочу заработать много денег!» В этот момент из пробирки выпрыгивает зелёный Бушрут и душит Учёного и Злого Босса, затем вылезает в окно и принимается за женщин и детей. Потом он отрывает от себя листочек, подмешивает его в колбасную массу цеха №5 Зеленоградского Мясного Завода, люди съедают эту колбасу и становятся Бушрутами.

Или вот еще анекдот:

- Вы будете есть помидор?

- Да.

- А трансгенный помидор?

- Нет!

- А почему?

- Потому что в обычном помидоре генов нет, а в трансгенном есть!

Смешно? Мне нет. Выйду, пожалуй, на площадь, весь в белом, и громко скажу: «Всё не так просто, ребята». Всё действительно гораздо, гораздо сложнее.

Гены есть везде. В любой живой клетке. Гены хранят в себе информацию о строении организма, для каждого – свою. С помощью информации, заложенной в генах, синтезируются белки, из которых и строится живой организм. Животные поедают растения, растения умирают и разлагаются бактериями, мы поедаем тех, и других, и третьих. И при всём при этом растения остаются растениями, кошки не превращаются в мышей, а мы – в коров или картошку. Почему?


ОТКУДА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ БЕРУТ ЭНЕРГИЮ?

Для начала вспомним, каким образом живые организмы планеты Земля обеспечивают своё существование. Растение получает энергию от Солнца. С помощью энергии кванта света из минеральных веществ, воды и углекислого газа, находящегося в атмосфере, оно синтезирует сахар – глюкозу, из неё - углеводы, в которых запасает полученную энергию и пускает её затем на синтез собственных аминокислот (из которых потом будут построены белки растения) и других необходимых молекул – например, жиров. Животный же организм поглощает сложные вещества из растений или других животных, и расщепляет их с помощью пищеварительных ферментов до простых – например, белки до аминокислот, а углеводы – до простых сахаров, а выделяемую при этом энергию использует для своих нужд. Из полученных аминокислот он строит свои собственные белки. Некоторые аминокислоты он также может синтезировать самостоятельно.

Животный организм не может взять готовый белок из пищи (растения или другого животного) и «встроить» в себя. Поглощённые белки и другие молекулы обязательно подвергаются расщеплению до строительных кипричиков, из которых затем собираются новые конструкции.


ЧТО ТАКОЕ ГЕНЫ

Итак, каждая клетка состоит из нескольких основных компонентов: белков, жиров, углеводов. Какими они должны быть? Как должны взаимодействовать друг с другом? Это определяет состав находящейся в ядре клетки ДНК – дезоксирибонуклеиновой кислоты. Отдельный участок ДНК, в котором закодирована последовательность сборки определенного белка, и называется «ген». Белки, в свою очередь, определяют строение клетки, регулируют синтез всех остальных веществ, воспринимают и передают сигналы, заставляющие клетку менять метаболизм. Совокупность всех генов организма называется генотипом. Во всех клетках одного организма генотип одинаков.

Конечно, генотип не может быть абсолютно идентичным у всех организмов, принадлежащих к одному виду - иначе мы были бы на одно лицо. Исключение составляют лишь однояйцевые близнецы. Многие гены существуют в виде нескольких вариантов, и у организма может оказаться тот или иной. Некоторые гены проявляются по-разному в разных условиях окружающей среды. Это позволяет поддерживать разнообразие организмов, необходимое для выживания всего вида в целом.


ЗАЧЕМ НУЖНА СЕЛЕКЦИЯ

Человек довольно давно заметил, что некоторые признаки проявляются у похожих организмов по-разному. Он подмечал в природе растения или животных, которые обладали нужными ему свойствами, и искусственно выращивал их в своем хозяйстве. Для скрещивания и получения потомства он выбирал самых сильных или самых вкусных – таким образом, он выбирал организмы с определенным генотипом. Так появилась селекция. О генах, которые и обуславливают проявление тех или иных свойств, человек не знал очень долго, однако продолжал скрещивать, выбирать, опять скрещивать и подмечать закономерности проявления тех или иных признаков. Традиционная селекция – длинный, трудоёмкий процесс, и на создание одного сорта растения или породы животных многие люди тратят годы и годы, и зачастую новый сорт лишь незначительно превосходит по качеству предыдущие варианты.

С развитием генетики и молекулярной биологии появилась возможность сделать процесс создания новых сортов более эффективным. Изучение ДНК, работы генов, их строения и функций позволило нам узнать, какие именно гены контролируют проявление интересных нам признаков. Используя методы генной инженерии, учёные могут управлять некоторыми из них.


ЧТО ТАКОЕ ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ?

Генная инженерия – технология, с помощью молекулярно-биологических методов позволяющая изменить строение генов или внести в организм чужеродные гены с заданными функциями. При этом в организм переносится только один ген, а остальной генотип остается неизменным, кроме того, мы можем придать организму признаки, которые нельзя перенести путем скрещивания с близкородственными видами. А это как раз то, о чем всегда мечтали традиционные селекционеры! Занятие это довольно дорогостоящее и трудоёмкое.

С помощью методов генной инженерии появилась возможность создать организмы с новыми, ранее не присущими им свойствами. Например, неприхотливые и дешевые в содержании, чрезвычайно быстро размножающиеся бактерии могут синтезировать нужный белок со встроенного в их генотип чужого гена. Так, с использованием генетически-модифицированных (рекомбинантных, или трансгенных) бактерий, дешево, быстро и в больших количествах получают интерферон, инсулин, некоторые другие лекарственные препараты. Генетически модифицированные растения тоже могут вырабатывать лекарственные вещества. Большинство генных модификаций сортов направлено на развитие устойчивости к сельскохозяйственным вредителям или вирусам, выживание при обработке полей гербицидами, повышение вкусовых и технических качеств.

Конечно, улучшения качества и срока хранения пищевой продукции добиваются и и другими, традиционными способами – например, выращивают растения с использованием большого количества химических удобрений или растительных гормонов, или обрабатывают плоды специальными сохраняющими составами. В продукты растительного и животного происхождения добавляют химические вещества – ароматизаторы, улучшители вкуса и консерванты. Оговорюсь сразу - генетический состав исходного организма при этом не изменяется, и к генной инженерии подобные методы улучшения качества продукции не имеют никакого отношения, как иногда кажется некоторым покупателям. Более того – иногда недостаточно хорошо протестированные химические вещества, полученные с помощью генетически модифицированных организмов, выпускаются на рынок и зарекомендовывают себя не лучшим образом. Ошибки системы контроля продукции остаются незамеченными, и, как только потребитель слышит слово «получено с помощью генетически модифицированных организмов», во всем становится виновата генная инженерия - ах генетически модифицированных? Ну тогда всё ясно – использовать нельзя. А ведь по сути всё равно, каким именно образом был получен продукт – химическим синтезом, или синтезирован ГМ-организмом, он должен тщательно проверяться, и ответственность за его безопасность лежит на системе контроля за качеством продукции.


КАК СОЗДАЮТ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ?

Регуляцией работы генов в клетке занимаются специальные белки – особые ферменты. Группа таких ферментов может разрезать и сшивать ДНК в определенных местах – в природе это происходит при осуществлении большого количества генетических процессов. Молекулярный биолог, имея в арсенале набор таких ферментов, может в пробирке «разрезать» и «сшить» куски ДНК в заданном районе, встраивая таким образом нужный ген в определенное место. При использовании классического метода рядом со встраиваемым геном, как правило, вставляется кассета устойчивости к антибиотику. Конструкция из гена и кассеты переносится в клетку хозяина, где встраивается в ДНК. Клетка получает новый ген и одновременно становится устойчивой к антибиотику – по этому легко определяемому признаку (маркеру) её можно отличить от остальных клеток, в которые перенос генетической конструкции по каким-то причинам не состоялся.

Сейчас конструкции создают таким образом, что работу гена и кассеты устойчивости к антибиотику можно регулировать – «включать» и «выключать», впоследствии удалять кассеты антибиотиковой устойчивости из ДНК, или обходиться вообще без них – например, в качестве маркеров можно использовать гены-кассеты флуоресцирующих белков, свечение которых заметно под ультрафиолетом.

Перенос генетической конструкции в бактерии несложен – обработанные по специальной технологии, бактерии сами поглощают её из среды.

Встраивание конструкции в растения производится с помощью так называемых агробактерий. В дикой природе эти бактерии инфицируют растения, вызывая рост опухолей. При этом агробактерии переносят в растительную ДНК свои гены, которые регулируют рост опухоли. Для создания генетически модифицированного растения молекулярные биологи используют специальный штамм – вместо опухолевых генов агробактерии переносят в растительную клетку гены, необходимые учёному.

Для генетической модификации некоторых растений, нечувствительных к агробактериям, применяют другие методы, например, биобаллистический. С помощью специальных установок микрочастицы золота или вольфрама с нанесенной на них ДНК ускоряют при помощи сжатого гелия, и они проникают в ДНК клеток-мишени, а затем трансгенная конструкция встраивается в заданный участок ДНК.

Полученное трансгенное растение выращивают сначала в лаборатории, затем на опытных делянках, и после серий обязательных тестов на безопасность, длящихся в течение нескольких лет, рекомендуют для выпуска на рынок.

Сейчас в США, Канаде, Китае и других странах выращиваются около двух десятков трансгенных растительных культур. Это картофель и кукуруза, устойчивые к насекомым-вредителям; сорт томата и сорт дыни с продленным сроком хранения плодов; хлопок, устойчивый к гербициду, применяемому для уничтожения сорняков; устойчивый к гербициду рапс, из которого получают растительное масло; устойчивая к гербициду соя. Кроме того, разработан и практически готов к внедрению на рынок трансгенный рис - "золотой рис": разновидность риса, генетически улучшенного с помощью бета-каротина, который в организме человека превращается в витамин А. Разработана еще одна разновидность риса, которая отличается повышенным содержанием усваиваемого железа. Нехватка только этих витамина А и железа может вызывать сильную анемию, отставание в умственном развитии, слепоту и даже смерть. "Золотой рис" может сыграть свою роль в решении проблемы дефицита этих микроэлементов у населения стран Азии, где рис является основным продуктом питания. Ведутся успешные разработки по внедрению гена, отвечающего за синтез жирных кислот растительного типа, в свинью. Таким образом, свиное сало будет иметь состав, близкий к растительным жирам («кошерное сало»).


БЕЗОПАСНОСТЬ ГМ-ПРОДУКТОВ

Безопасны ли для употребления в пищу трансгенные растения? Дискуссии по этому поводу не утихают. Потенциальные риски, связанные с использованием ГМ-организмов, сводятся, в основном, к следующему: 1) опасность пищи, приготовленной из ГМ-организмов, связанная с вероятным влиянием введенных генов на здоровье человека; 2) разрушение природных экосистем и нарушение экологического равновесия при массовом открытом культивировании трансгенных растений.

К сожалению, противники ГМ-технологий не могут обосновать свои опасения на сколько-нибудь приличном научном уровне, поскольку количество корректных научных работ, затрагивающих тему безопасности ГМ-организмов, весьма ограничено. Связано это с трудностями объективной и корректной постановки экспериментов по исследованию безопасности. Защитники ГМО обычно утверждают: «Если это не безопасно – докажите!», потому что в публикациях в научных журналах превалируют данные, подтверждающие безопасность (по крайней мере, в условиях поставленных экспериментов) использования ГМ-растений на полях и в пищу, но эти данные часто игнорируются и замалчиваются при вынесении вопросов безопасности биотехнологий на широкое публичное обсуждение. Ученые - биохимики, физиологи и молекулярные биологи растений Национальной Академии наук США и еще 11-ти научных сообществ из разных стран мира – утверждают, что с научной точки зрения не существует никакого различия между растениями, полученными с использованием генной инженерии и растениями, выведенными традиционными методами селекции при культивировании их на полях и использовании в производстве, поскольку сам метод получения трансгенных растений не вызывает никаких опасений. Именно поэтому проблемы безопасности и применения ГМ-растений должны решаться на уровне индивидуального продукта – с помощью различных тестов, подтверждающих соответствие исследуемой продукции существующим стандартам и нормам.
http://kostia-inochkin.livejournal.com/177947.html