ГМО: мифы и факты

В связи с недавно развернувшейся на этом сайте дискуссией и возникшим по итогам данной дискуссии предложением «написать статью самим» мы пришли к выводу о необходимости развенчать некоторые популярные мифы о генетически модифицированных организмах, а также упомянуть о реальных проблемах, связанных с ГМО, и обозначить пути решения данных проблем.

В данной статье мы постараемся не поднимать вопросы о политических и экономических проблемах, касающихся использования ГМО, в частности, о фирме Монсанто и ее методах защиты своей монополии на рынке, поскольку этот вопрос имеет косвенное отношение к проблеме ГМО как таковой. Специалистов в области политологии и экономики на этом сайте и без нас хватает.

Цель статьи, прежде всего, заключается в том, чтобы убедить читателей – запрет создания, использования и употребления любых ГМО в России, а также создание препятствий в разработке новых видов ГМО для российских исследователей может привести в среднесрочной и долгосрочной перспективе к таким же катастрофическим последствиям для страны, к каким мог бы привести, к примеру, полный запрет освоения космоса в СССР в 60-е годы XX столетия.

Первый и самый опасный миф о ГМО – распространенное мнение о том, что само использование механизма получения трансгенных организмов нужно запретить, так как получившиеся в итоге модифицированные организмы коренным образом отличаются от природных, могут заражать другие организмы своими генами, и по умолчанию вредны для человека и окружающей среды. Для понимания того, почему приведенное выше утверждение неверно, достаточно помнить курс школьной биологии и прочитать пару научно-популярных статей о получении ГМО.

ДНК любого живого существа представляет собой набор последовательностей, в которых записан детальный план строения данного организма. У человека длина генома составляет 6 миллиардов «букв»-нуклеотидов. При делении клетки весь геном копируется в дочернюю клетку. Частота ошибок этого механизма – 1 на 10 в шестой степени. То есть один нуклеотид из миллиона отличается от исходной последовательности. Легко рассчитать, что при каждом копировании шестимиллиардного генома в нем возникает шесть тысяч новых мутаций. Все мы несем в себе те или иные мутации, а то, что они произошли не в значимых генах и мы не погибли на стадии одноклеточного зародыша – всего лишь везение. Традиционные методы селекции основаны на отборе растений, отличающихся по набору признаков от своих предков в нужную для селекционера сторону. При этом селекционер не имеет ни малейшего понятия о том, что происходит с геномом растения, и не возникли ли в нем какие-нибудь другие мутации. В XX веке появление новых мутаций решено было взять в свои руки -  семена начали облучать рентгеновскими и гамма-лучами и использовать различные химические агенты, такие как колхицин. Большинство мутантов, разумеется, погибали из-за вредных мутаций, а из выживших семян чаще всего получались растения с ухудшенными свойствами. Однако скорость появления мутантов с полезными свойствами сильно увеличилась – теперь не приходилось ждать десятки лет, достаточно было взять больше семян и подобрать оптимальные условия облучения. Какие еще мутации получились в таком растении, селекционеров не интересовало. Более того, они даже не могли это проверить.

Создание ГМО основано на включении в геном организма известной генетической последовательности. Чаще всего то место в геноме, куда встраивается последовательность, неизвестно, но это можно узнать пост-фактум с помощью ПЦР или полного секвенирования генома ГМО. Общий алгоритм создания ГМО включает следующие этапы:

1. Получение изолированного гена.

2. Введение гена в вектор для встраивания в организм. «Вектором» в данном случае называется генетическая конструкция, способная встраиваться в геном растения или животного. В случае растений чаще всего используют вектора на основе плазмид бактерии Agrobacterium tumefaciens.  Плазмида – это кольцевая молекула ДНК, содержащая несколько генов. Плазмида из Agrobacterium tumefaciens содержит гены белков, продуцирующих фитогормоны, несколько генов, кодирующих небольшие аминокислотные последовательности, а также концевые участки, которые позволяют плазмиде встраиваться в геном растения. При создании вектора из данной плазмиды вырезаются все ее родные гены, а вместо них встраивается нужный исследователям ген. Кольцевые плазмиды бактерий практически неспособны встраиваться в геном животных, поэтому для модификации животных используют вирусы, из которых также удаляются все их родные гены, необходимые, в частности, для того, чтобы вирус мог самопроизвольно перемещаться по геному и синтезировать свою белковую оболочку, необходимую ему для распространения и заражения. Вектор на основе вируса способен встроиться в геном один раз, но неспособен самопроизвольно копироваться, так как ответственный за это ген из него вырезали. Внесенная последовательность превращается таким образом в еще один ничем не примечательный участок генома.

Интересно, что согласно современным данным, многие участки генома человека и животных представляют собой как раз фрагменты древних вирусов, потерявшие в результате мутаций способность к самокопированию. Некоторые ученые даже предлагают рассматривать такой механизм как важный эволюционный фактор.

3. Перенос вектора с конструкцией в модифицируемый организм-рецепиент.

4. Отбор ГМО и проверка правильности внесенной генетической конструкции.

Генная инженерия, таким образом, представляет собой единственный метод получения модифицированных организмов, включающий в себя проверку того, что, собственно говоря, получилось в итоге. И, разумеется, ГМО ничем принципиально не отличаются от любых других мутантов, полученных любыми другими путями, и «заразиться» геном лосося, встроенным в организм моркови, так же вероятно, как «заразиться» геном лосося, находящимся в организме лосося.

Следующий широко распространенный миф о ГМО – «с помощью ГМО можно повлиять на геном того, кто будет питаться данным ГМО». К этому же мифу относятся утверждения о том, что ГМО вызывают рак, аутизм, аутоимунные заболевания и бесплодие. В частности, небезызвестная доктор Ермакова (не к ночи будь упомянута) в своей книге ссылается на статью (Schubbert c соавт., 1994) в которой утверждается, что после употребления мышами ГМ-кукурузы в крови, «а также некоторых других органах» мыши появились фрагменты генома ГМ-кукурузы. Однако доктор Ермакова весьма удобно для основной мысли своей книги умалчивает о том, что фрагменты ГМ-кукурузы были обнаружены в иммунной системе мыши, в частности, в лейкоцитах. Задачей лейкоцитов является поглощение и обезвреживание чужеродных для организма веществ. В тех же лейкоцитах были обнаружены бактериальные последовательности, а также последовательности безвредного для мыши фага лямбда. Сенсацией стало бы заявление, что эти последовательности встроились в геном мыши, или же в крови или клетках мыши была обнаружена транскрипция белков ГМ-кукурузы, однако авторы статьи такого не пишут.

В конце 2000-х годов начало появляться все больше исследований, свидетельствующих о том, что в крови животных и человека могут появляться целые гены употребленных в пищу организмов, причем механизм попадания этих генов в кровь неизвестен. Однако о встраивании генов пищи в геном человека или животного никаких сведений не поступало. Как бы то ни было, ГМО и не-ГМО пища поступила в организм, на наличие в крови фрагментов ДНК никак не влияет. Никаких особых отличий у ГМО «в общем случае» нет. Оно неспособно магическим образом повлиять на геном съевшего его человека, вызвать рак, аутизм или что-либо еще только потому, что это ГМО.

Получается, что все ГМО абсолютно безвредны? Конечно же, это не так. Та же доктор Ермакова ссылается на статью (Prescot с соавтор., 2005) в которой показано, что ген ингибитора альфа-амилазы фасоли, встроенный в горох, в организме гороха подвергается модификации, в результате чего становится аллергеном и вызывает заболевания у мышей. Однако какое отношение этот факт имеет к самому механизму создания ГМО? Это всего лишь означает, что новые виды растений, созданные человеком, необходимо тестировать, прежде чем пускать в производство. Более того, растения, полученные в результате традиционной селекции, также в некоторых случаях обладали дополнительными свойствами, вредными для человека. Например, сорт картофеля Lenape, выведенный методами классической селекции, устойчив к колорадскому жуку, но содержит опасную для человека концентрацию токсина солонина.

Генетические модификации, как и любую технологию, можно использовать во вред человеку и природе. Конечно же, ГМО способен вызвать рак, отравление или тяжелую иммунную реакцию – если, например, встроить в геном растения гены, необходимые для синтеза яда, аллергена или онкогена. На основе данного очевидного факта развился следующий миф о ГМО, не менее опасный, чем вышеперечисленные суждения.

Мы легко и просто проживем без технологии ГМО: у нас хватит возможностей прокормить себя традиционными методами, поэтому ГМО следует запретить.

Замечательно. Давайте запретим. А инсулин будем получать из поджелудочной железы свиней, и наплевать что вялотекущая иммунная реакция на чужеродный белок за несколько лет будет превращать диабетиков в полуслепых, покрытых язвами инвалидов. Противовирусные препараты на основе человеческого интерферона, полученного из ГМ-бактерий, тоже запретим. И вирусные инфекции будем лечить танцами с бубном. Заодно и гемофилии у нас в стране не будет – потому что человеческие белки, обеспечивающие свертываемость крови, получают из ГМ-бактерий, а без них гемофилик 15 лет от роду будет считаться долгожителем. Заодно и количество онкобольных у нас в стране резко снизится, по сравнению с западными странами так точно - потому что современные методы терапии рака основаны на получении антител в трансгенных животных. И конечно же, вакцины мы будем делать только на основе ослабленных вирусов, и наплевать, что иммунитет некоторых детей не будет справляться даже с ослабленным возбудителем, и миф «врачи убивают детей прививками» станет суровой реальностью. Ведь получать компоненты от вирусов отдельно, в безвредных бактериях, а потом вводить небольшое количество этого белка при прививке мы не сможем. Да и уколов наши дети будут бояться по-прежнему – мы же так и не сможем проверить, сработает ли идея выращивать ГМ-фрукты с компонентами вирусного белка в составе мякоти и при потреблении их в пищу вырабатывать иммунитет к болезням.

Кстати, витамины у нас будут стоить примерно столько же, сколько полноценный пищевой набор, содержащий все эти витамины. Впрочем, вру – намного дороже, следует включить затраты на переработку и очистку витаминов из этого набора. Ну и конечно же, экспорт сельхозпродуктов в другие страны для нас станет сопоставим по значению в общем бюджете страны с экспортом черной икры и соболей. Кроме отдельных богачей и фриков есть дико дорогие продукты, щедро политые химикатами, никто не станет. И разумеется следует забыть об имперской политике и вообще о каких-либо попытках что-либо вякнуть против «сильных мира сего». Чтобы какой-нибудь ГМ-грибок не сожрал весь урожай пшеницы на корню, и не пришлось бы умолять одну из парочки ТНК продать семена пшеницы, устойчивой к выведенному ими же грибку.

Комментарии по данному вопросу, я думаю, излишни.

А проблема монокультур? Вдруг вся ГМ-пшеница, устойчивая к заболеванию А, погибнет от заболевания Б, к которому была устойчива нормальная, не ГМ-пшеница?

Так а зачем засаживать все одним сортом пшеницы? Делайте несколько модификаций ГМО с разными генами, сохраняйте семена всех сортов в запасниках, периодически их высаживайте, и будет вам счастье. Между прочим, этой проблеме не так уж мало лет. Вскоре после открытия Америки в Европу завезли картофель. За сотни лет отбора картофель потерял гены, отвечавшие за сопротивляемость грибку фитофторе. А потом в Ирландию случайно завезли фитофтору… О Великом Голоде в Ирландии знают все, а о важнейшей из его причин часто забывают.

А как же экологические проблемы? Вдруг ГМО вытеснят все остальные растения, и вместо колокольчиков и ромашек на лугу будут расти соя с кукурузой? А что если из-за ядовитой для мышей пшеницы вымрут мыши, после чего вымрут питающиеся ими хищники, и через десять лет вокруг поля с пшеницей будет пустыня?

Такое вполне вероятно. Впрочем, этой проблеме тоже немало лет. Кролики в Австралии, ядовитые змеи на полинезийских островах… Да хотя бы сибирский борщевик в Подмосковье. Здесь готовых рецептов нет. Либо разумный контроль решит эту проблему, либо человечество в очередной раз уничтожит несколько крупных экосистем, резко сократится природное разнообразие, а выжившая природа в результате эволюционной гонки вооружений сумеет приспособиться и в очередной раз попытается обойти человечество. Пытаться предсказывать все повороты этого бесконечного и многоступенчатого процесса я считаю бесполезным.

Заключение. Так что же нам делать с ГМО? То же, что и с любой другой технологией. Внедрять механизмы контроля и защиты потребителей, вести просветительскую работу среди населения, не идти на поводу у общественного мнения, которое на данный момент в области ГМО формируется кучкой невежд и лжеученых, а формировать это мнение на основе реальных фактов. Вкладывать деньги в развитие собственных технологий, поддерживать отечественных производителей. Не допускать монополизации рынка ГМО в стране. А пока можно просто купить отечественной ГМО-картошки и высадить ее у себя на даче. Не забыв, конечно, при этом уточнить, какой именно ген был изменен в данном сорте картофеля, с помощью какого механизма, и как именно проводились эксперименты по определению безопасности данного ГМО для человека и окружающей среды.