Шварц Е.С., к.б.н.
Генная инженерия – надежда на спасение или угроза гибели?
Сегодняшние российские газеты на перебой пишут об огромных масштабах ввозимой в Россию немаркированной ГМ-продукции и о тех опасностях, которые с нею связаны. Вот некоторые заголовки недавних публикаций: «Россиянам расскажут, что вырастает от ГМ-продуктов», «Кто тайно кормит россиян ГМ-продуктами», «Лужков будет бороться с генетически модифицированными продуктами». Напуганная общественность во главе с «Гринпис России» протестует против импорта генетически модифицированных товаров. Люди начинают отказываться покупать продукты многих популярных до того компаний. Но по-прежнему остаются в неведении относительно того, что такое «генетически модифицированный» и что от этого на самом деле бывает.
Надо сказать, что Россия – не единственная страна, где с подозрением относятся к трансгенным продуктам. Многие европейские страны, такие как Германия и Франция, тоже стараются не допускать на свой рынок такие товары, или, как минимум, маркировать их надлежащим образом – чего, кстати, в России пока не делается.
Однако вернемся к разгорающимся сегодня скандалам в связи с ГМО. Насколько все эти волнения обоснованы или это не более чем раздутая журналистами шумиха для увеличения тиража их изданий? Или обычная политическая борьба? Ведь так легко спекулировать на чувствах непросвещенных граждан, знающих о генетике только из желтой прессы.
Да, катастрофическое отставание массового сознания от стремительно развивающейся науки и технологии – это большая проблема современной цивилизации. Общество не только не способно справиться со все усложняющейся информацией, но оно также и не способно понять возможные угрозы, исходящие от новейших научных разработок. Но это еще полбеды. Хуже то, что сами ученые часто не успевают как следует осмыслить и проверить свои открытия, как они уже преобразуются в технологии, внедряемые в массовое производство. Наибольшую тревогу вполне справедливо вызывает генная инженерия – хотя бы уже потому, что здесь человек вмешивается в фундаментальные законы самой жизни.
Итак, что же такое генная инженерия на самом деле? Что несут генноинженерные методы человечеству – спасение или разрушение? Почему крупнейшие американские корпорации производят продукты из генетически модифицированных организмов в таком массовом количестве? И почему Европа сопротивляется ввозу американских продуктов?
Годом рождения генной инженерии можно считать 1973, когда американский биохимик Пол Берг впервые получил рекомбинантную ДНК из двух вирусов, включенных в клетку бактерии E. coli. И несмотря на то, что уже в 1974 году тот же Берг и многие другие ученые начали бить тревогу по поводу возможных угроз от генноинженерных разработок для человечества, бурное развитие трансгенных методов было не остановить.
В основе генной инженерии лежит гибридизация ДНК из геномов разных организмов, что позволяет получать принципиально новые сочетания признаков (подробно о механизмах клонирования и гибридизации генов можно прочитать здесь). Посредством генной инженерии можно преодолевать практически любую несовместимость организмов и создавать гибриды не только между разными видами и родами, что возможно и при обычной селекции, но и между совершенно неродственными организмами, как, например, растениями и животными, прокариотами и эукариотами. Впрочем, здесь человек не придумал нечто небывалое, а лишь использовал механизм, давно существовавший в природе.
Давно известно, что в естественной среде тоже время от времени происходит некоторое смешение генотипов неродственных организмов. Все, конечно, знают о существовании простейших клеточных паразитов, называемых вирусами (подробнее о вирусах см. здесь). Иногда, вместо разрушения клетки, вирус как бы «вшивается» в ДНК хозяина, становясь таким образом частью генома того организма, в который он попал. Теперь клетка будет уже размножаться с новыми встроенными в нее генами. Если вирус по какой-либо причине (внешнее воздействие, например) активизируется, то выйти из состава ДНК «приютившей» его клетки он может, прихватив и часть «чужих» генов. С этими генами он может попасть в другой организм, в третий и так далее. Ученые же использовали эту способность вирусов и других родственных им мобильных генетических элементов переносить участки генома из клетки в клетку для пересадки нужных генов тем организмам, свойства которых необходимо изменить.
Сферы использования генетической инженерии чрезвычайно разнообразны. Мы постараемся перечислить основные отрасли, где сегодня успешно используется генная инженерия.
Начнем с того, что именно применение генноинженерной методики позволили расшифровать геном человека и многих других организмов, выявить гены, отвечающие за те или иные признаки, в том числе тяжелые наследственные заболевания. Последнее открывает новые пути к лечению ранее безнадежных недугов.
Весьма эффективна генная инженерия и в фармакологии. Например, пересаживают гены, кодирующие синтез того или иного ценного лекарственного препарата (эритропоэтина человека, инсулина и пр.), в молочные железы домашних животных, и это позволяет легко получать необходимые лекарства в больших количествах.
Чаще, однако, говорят о генной инженерии как о способе получения организмов с заданными свойствами, способными передавать их потомству, и именно это направление вызывает наибольшие опасения общественности. Так, путем трансплантации нужных генов добиваются устойчивости культурных растений к действию гербицидов, большей морозо- или засухоустойчивости, более высокой урожайности, у животных – более быстрого роста, повышения удойности и т.п. Интенсификация сельского хозяйства и его удешевление, безусловно, то преимущество генной инженерии, которое невозможно переоценить. Быть может, именно генноинженерные методы сделают в будущем реальностью решение проблемы голода на нашей планете.
Тем не менее, помимо бесспорных плюсов, генная инженерия несет и немало негативных последствий. И их, увы, едва ли не больше, чем преимуществ.
Риск получения опасных для здоровья людей организмов
Всегда существует риск получения при трансгенозе (переносе генов) организма, который будет вырабатывать токсичные соединения, способные вызвать онкологические или аллергические заболевания. Эта возможность существует объективно, поскольку перенос гена в чужой геном очень сложно осуществить адресно, в строго определенное место, а случайное попадание гена в чужую ДНК может инициировать дестабилизацию всего генома, в том числе активацию так называемых «молчащих» генов. Последнее чревато совершенно непредсказуемыми последствиями. Тем более риск тяжелых последствий велик, если используются синтетические гены. И несмотря на то, что утверждается, будто все трансгенные организмы тщательно проверяются и перепроверяются, нужно понимать, что в реальности проверить все влияние всех свойств ГМ-организмов, особенно в долговременной перспективе, крайне затруднительно. А желание во что бы то ни стало получить скорую прибыль вряд ли способствует особой щепетильности в этом вопросе.
Даже само экспериментирование с переносом генов, например, от вируса к бактериальным клеткам, может быть смертельно опасным. Отец генной инженерии Пол Берг, осознавший к чему может привести выход из-под контроля совершенно в природе безобидной кишечной палочки с легкомысленно пересаженным в нее вирусом рака, немедленно обратился с открытым письмом к ученым, в котором призвал прекратить опыты с рекомбинантными ДНК. Этот призыв, как показало время, был услышан лишь частично.
Уже сейчас появляются новые, устойчивые к лекарствам, формы бактерий, ранее непатогенные микроорганизмы приобретают болезнетворные свойства. Происходит это не только по вине генных инженеров, однако широкое и не слишком ответственное использование трансгенных методов открывает дополнительный и весьма широкий канал для мутации бактерий и вирусов.
Приобретение сорняками устойчивости к ядохимикатам
За счет горизонтального переноса генов, а также благодаря попаданию пыльцы от культурных растений к их диким родственникам сорные растения легко могут приобрести (и приобретают) гены устойчивости к ядам. Само по себе это способно полностью обесценить достигнутое преимущество от создания гербицидоустойчивых форм культурных растений - ведь тогда придется изобретать новые средства химической борьбы с сорняками, увеличивать дозы гербицидов. Получится порочный круг, из которого очень тяжело будет вырваться. Кроме того, появление организмов с измененными геномами сильно осложняет ведение биологической борьбы с сорняками и вредителями.
Нарушение экологического равновесия
Однако онкологические заболевания, аллергии и устойчивые к ядам сорняки и вредители, быть может, покажутся сущим пустяком по сравнению с теми глобальными нарушениями, которые способна произвести генная инженерия в биосфере в целом. Часто ли задумываются владельцы крупных корпораций и обслуживающие их ученые, во что на самом деле так бездумно они вторгаются в погоне за прибылью? Ведь синтезируя новые гены, создавая искусственные генотипы, человек тем самым творит новый живой мир. Вопреки всем законам природы, он, ничтоже сумняшеся, переносит гены от растений к животным, от вирусов к бактериям – и возникает постепенно новая природа, законы которой могут быть совершенно иными. Да и так ли хорошо мы знаем законы этого мира? Постепенно могут быть разрушены существующие трофические связи, разрушены пищевые базы многих видов, включая Homo sapiens. Биосфера начнет дестабилизироваться и, как максимум простимулированный человеком новый виток ее развития, возможно, приведет к принципиально иному состоянию – в котором уже может не найтись место многим ныне живущим организмам, в том числе и человеку.
На это могут возразить, что принимаются меры к недопущению распространения трансгенных организмов во внешнюю среду. Увы… Предотвратить такое распространение абсолютно невозможно, и оно происходит уже сегодня.
Да, борьба с голодом, получение дешевых и доступных лекарств, интенсификация сельского хозяйства ради недопущения дальнейшего разрушения природных экосистем – все эти задачи действительно острейшим образом стоят перед современным человечеством. Мы действительно столкнулись с той ситуацией, когда вынуждены выбирать между плохим и худшим, чтобы выжить. И только исключительное нравственное чутье, высокий профессионализм ученых и высокий уровень ответственности – и осведомленности - всего общества способны помочь нам на каждом следующем этапе делать верный выбор.
Постскриптум.
О некоторых мнимых опасностях
Страстные борцы с генетически модифицированными организмами иногда приводят не слишком добросовестные аргументы в пользу своих взглядов, и эта недобросовестность, конечно, только на руку их противникам. На мой взгляд, одним из таких аргументов является апелляция к тому, что в качестве переносчиков генов (векторов) обычно используются вирусы, которые, попав в клетку, якобы начинают там неконтролируемо размножаться и этот процесс невозможно остановить. Хотя я не являюсь специалистом в области трансгенных методов, простой здравый смысл подсказывает, что даже если вирусы действительно бывают наиболее частыми векторами, и действительно начинают бурно размножаться в клетке-рецепиенте, процесс этот, безусловно, чаще всего будет остановлен самим организмом, потому что сработают его защитные силы. Кстати, именно частое отторжение чужеродной ДНК из-за несовместимости – это одно из ограничений в использовании генноинженерных методов. Кроме того, вирусы используются далеко не всегда, а чаще используются искусственно синтезированные векторы, которые встраиваются непосредственно в хромосому и самостоятельно не размножаются.
В статьях «Биотехнология и биобезопасность» и «Роль генетической инженерии в адаптивной системе селекции растений» вы сможете более подробно узнать о тех проблемах и тех достижениях генной инженерии, которых я лишь коснулась в этом кратком очерке.
