Наталя Аднорал, кандидат медичних наук
Про генної інженерії говорять сьогодні все. Одні пов'язують з нею надію на порятунок людства від страждань. Інші вважають реальною небезпекою, що веде світ до моральної та екологічної катастрофи. На чиєму боці правда?
Основа генної інженерії - теорія гена. Ген - одиниця спадкової інформації, ділянка ДНК, що кодує структуру певного білка, який вносить свій внесок у формування конкретного властивості живого організму. Мета генної інженерії - зміна властивостей цього організму. Метод - введення нових генів, отриманих або від інших організмів, або штучним шляхом. Результат - генетично модифікований, або трансгенний, організм. Результат вважається успішним, якщо властивості організму змінилися саме так, як було задумано. І невдалим - якщо змінилися, але не так ( «зробити хотів грозу.») Або не змінилися зовсім. Чи є ці метод, мета і результат принципово новими для еволюції природи? І так і ні. Ні, оскільки обмін генами один з основних механізмів еволюції живих істот. Так, оскільки те, що завжди робила природа, тепер намагається зробити людина.
трансгенні бактерії
Першим і вельми перспективним об'єктом генно-інженерних маніпуляцій стали бактерії, оскільки вони:
1) фантастично плідні;
2) слухняні волі генного інженера, бо пристрій їх генетичної системи такий, що вони відповідають на впровадження нових генів дуже швидко і однозначно: є ген - буде і білок;
3) звичні до чужих генів.
Саме популярністю природного генної інженерії в середовищі бактерій пояснюється їх унікальна пристосовність до найнеймовірніших умов. Наприклад, обмінюючись генами, бактерії набувають здатність не тільки виживати в присутності антибіотика, а й використовувати це спрямоване проти них «зброю» в якості їжі.
Бактерії обмінюються генами як безпосередньо, так і опосередковано - через віруси. Не виключається і варіант обміну генами між бактеріями і вищими організмами.
Завдання генних інженерів - виділити або штучно створити потрібний ген і вбудувати його в бактерію з метою. Цілі вчених настільки ж численні й досить різноманітні, як численні і різноманітні самі бактерії.
Ведуться роботи по створенню трансгенних бактерій, які:
1) поглинають CO2 з атмосфери (зниження парникового ефекту);
2) поїдають речовини, що забруднюють грунти і водойми;
3) виробляють водень (екологічно чисте паливо);
4) синтезують біодеградіруемие пластики, каучук, шовк;
5) прицільно знищують комах і бактерій, що вражають сільськогосподарські рослини.
У НАСА обговорюється проект створення бактерій, здатних переробляти марсіанський грунт і виділяти при цьому вуглекислий газ, - з метою глобальної зміни клімату на Марсі. Потенційні астронавти - бактерії, які мешкають в Антарктиді.
З низкою поставлених завдань бактерії вже впоралися. Наприклад, більше 20 років трансгенні бактерії успішно роблять у промислових масштабах людський інсулін.
Генно-інженерними способами отримують також інтерферон (противірусний препарат широкого спектра дії), інтерлейкін (протираковий препарат) і ін.
трансгенні рослини
Трансгенні рослини - плоди багаторічних спроб людини змінити властивості створеного природою на свій розсуд. Шанс зустріти ці плоди на своїй тарілці тепер є у кожного з нас. Для кого вони корисні - для шлунків покупців або гаманців виробників? Прихильники широкого впровадження генно-інженерних технологій, що дозволяють отримувати велику кількість продуктів швидко і дешево, переконують, що це допоможе нагодувати голодуючого через нестачу продуктів світ. Противники вважають, що світова «голодної» проблемою хтось прикриває свої економічні інтереси. І на підтвердження наводять факти: в голодуючих країнах експорт сировини для отримання продуктів харчування перевищує імпорт готових продуктів; темпи зростання виробництва харчових продуктів перевищують зростання населення на 16%.
Про те, які цілі все-таки переважають, можна судити по характеристикам вже створених трансгенних культур. До них відносяться рослини:
1) стійкі до речовин, що знищує бур'яни. Наприклад, трансгенна соя компанії «Монсанто» стійка до гербіциду - хімічної речовини, нищівному рослинність, - який ця ж компанія і виробляє. Результат - максимум врожаю при мінімумі витрат: розпорошувати гербіцид простіше, ніж виполювати бур'яни;
2) стійкі до комах-шкідників. Такі рослини завдяки вбудованим бактеріальним генам здатні виробляти власні засоби захисту від шкідливих комах. В результаті трансгенні картоплю і томати придбали стійкість до колорадського жука, бавовник - до бавовняної совку, а застосування інсектицидів (від лат. Insectum - «комаха» і caedo - «вбиваю») - дорогих і токсичних речовин - скоротилося на 40-60%;
3) з подовженим терміном дозрівання плодів (НЕ перестигають при транспортуванні);
4) декоративні рослини (флуоресцентні квіти, наприклад).
Чи впливають всі ці хитрощі на поживну цінність продукту? На смак, як правило, не впливають. А ось в хімічний склад можуть привносити доповнення, нешкідливість яких для людини, не дивлячись на затвердження виробників, викликає великі сумніви. Недарма все більше людей (особливо в Європі) віддають перевагу продуктам органічного сільського господарства.
Чим же загрожує людині використання трансгенних рослин?
2. Поведінка самих генів (в разі їх вбудовування в геном клітин людини) непередбачувано. Подібні події малоймовірні, але дослідження Х. Гілберта (Великобританія) показали, що одна з 3000 бактерій мікрофлори кишечника може захопити ДНК з клітин генетично модифікованої їжі. А в кишечнику людини живуть мільярди бактерій.
3. Нешкідливі віруси-переносники цих генів здатні перетворитися в агресивних збудників відомих і невідомих хвороб.
4. Небезпека для екології в цілому пов'язана з тим, що трансгенні рослини можуть розпорядитися набутих на власний розсуд, а саме: а) поділитися отриманими генами з іншими рослинами і з живуть в грунті бактеріями, непередбачувані модифікації яких у назві місії виробника не входили; б) направити вбудоване в геном «зброю» не тільки проти шкідливих, а й проти корисних комах (наприклад, бджіл) та ін. У результаті і без того крихкого рівноваги в природі може бути завдано відчутного удару.
Тому виникають сумніви, але не в цінності наукових досліджень як таких, а в своєчасності їх широкомасштабного впровадження. Може бути, плід наукового пошуку ще не дозрів? І тому, як всякий незрілий продукт, погано засвоюється природою?
генотерапія
В отриманні трансгенних рослин зацікавлені в основному виробники. Зовсім інакше люди ставляться до генодіагностика і генотерапіі, тим більше що в розряд перспективних об'єктів генно-інженерних технологій входять не тільки відносно рідкісні спадкові хвороби, але і такі поширені, як рак та інсульт. Генотерапія - спосіб лікування захворювань (як спадкових, так і придбаних), викликаних порушенням роботи генів. Він полягає у введенні здорових генів з метою виправлення або компенсації функцій дефектних генів.
Вже досягнуто успіху (аж до повного зникнення симптомів) в лікуванні вродженого спадкового імунодефіциту, що викликається дефектом одного гена, структура якого розшифрована і функція імовірно ясна. Щодо інших спадкових і набутих хвороб успіхи не такі очевидні. Пов'язано це в першу чергу з тим, що взаємозв'язок між геном і ознакою нелінійна і неоднозначна. І щоб зрозуміти, як ті чи інші порушення в структурі та / або роботі гена призводять до тих чи інших збоїв в роботі органів і організму в цілому, недостатньо знати, де ген знаходиться і як він улаштований. Необхідно уявляти собі, як регулюється його робота.
Все більше вчених приходить до висновку, що еволюція йшла не стільки шляхом зміни кількості і структури генів, скільки шляхом вдосконалення систем управління їх роботою.
Експериментальними моделями для вивчення цього процесу служать тварини. Але! Регуляція активності генів у людини і тварин не відбувається однаково. Інакше людина не була б людиною, адже, наприклад, 99% генів людини і миші збігаються!
Що робити?
Так, в генній інженерії, як і в будь-якій справі, існують проблеми і породжувані ними небезпеки. Так, не варто поспішати з практичним застосуванням технологій, в теоретичному обґрунтуванні яких ще занадто багато білих плям. Поки багато. Але хто знає, може бути, в майбутньому ці технології стануть більш досконалими, більш людяними, будуть більше відповідати законам природи? А може, наука піде іншим шляхом і отримають розвиток інші способи лікування хвороб? Хочеться вірити, що біотехнології майбутнього не розділять долю відкриття атомного ядра. Хочеться вірити, що наука майбутнього, яких би форм вона прийняла, стане наукою для Людину.
А що для цього ми можемо зробити вже зараз, за часів, далекі від ідеальних?
Перш за все - не боятися! У Росії трансгенних продуктів поки не так багато, а в світі вже набирає силу обнадійлива тенденція до екологічно чистого способу життя, в тому числі і харчування. Страх ніколи не був ефективним захистом від чого б то не було. Якщо постійно боятися трансгенних продуктів, можна отруїтися і звичайними.
Ми не завжди можемо змінити ситуацію, в якій опинилися, але завжди можемо змінити своє ставлення до неї, тобто змінити себе. А для цього пропоную використовувати основний метод генотерапіі: знайти дефектний «ген» - недолік, який заважає нам бути самими собою, і не видаляти його (як не видаляють і «хворі» гени), а компенсувати відсутню функцію. Як? Додаванням в наше життя здорового «гена» - відповідного гідності.
Основною рушійною силою розвитку генної інженерії сьогодні є не прогрес науки, не лікування хвороб і не перемога над голодом. Вона - в бажанні добитися нечуваних досі баришів.
Ф. Капра
Перенести гени в нове середовище і змусити їх працювати, як раніше, з урахуванням всіх залучених до роботи регуляторних механізмів, виявляється поки що занадто складним завданням для молекулярних генетиків.
Д. Уезеролл, директор Інституту молекулярної медицини при Оксфордському університеті
Люди мають і матимуть ту культуру і ту науку, які виникають з їх спільних духовних зусиль.
В. Порус
Генна інженерія народилася в 1972 році в Стенфордському університеті (США). Саме тоді Пол Берг вперше об'єднав в пробірці фрагменти ДНК фага лямбда, кишкової палички та мавпячого вірусу. Отримана рекомбінантна ДНК була введена в бактерію, що стала першим трансгенним організмом.
Причиною інсулінозалежного цукрового діабету є нездатність клітин підшлункової залози виробляти інсулін - життєво важливий гормон. Зараз це захворювання лікують тільки одним методом - вводячи пацієнтові чужий інсулін. Інсуліну, що отримується з органів тварин (корів і свиней), вистачало тільки 60-70% хворих. Генні інженери ідентифікували, виділили і ввели в бактерію людський ген інсуліну. З 1982 року налагоджено виробництво генно-інженерного інсуліну - хумуліна в США, Японії, Великобританії та інших країнах. З 1000 л бактеріальної культури отримують стільки ж інсуліну (200 г), скільки з 1600 кг підшлункової залози тварин. Проблема, здавалося б, вирішена. Але у деяких пацієнтів хумулін викликає важкі ускладнення, а іноді призводить до смерті.
Вперше трансгенні рослини виростили в 1982 році вчені з Інституту рослинництва в Кельні і американської компанії «Монсанто». За 20 років тільки в цій компанії отримано більше 45 000 незалежних ліній трансгенних рослин. У список входять: яблуня, слива, виноград, томати, капуста, баклажани, огірок, кукурудза, пшениця, соя, рис, жито, тютюн і ін.
У виробництві трансгенних культур лідирують США, Аргентина, Канада, Бразилія, Китай.
У Росії масове виробництво таких рослин поки заборонено. Всі модифіковані продукти ввозяться з-за кордону. Згідно із законом продавці зобов'язані попереджати покупця про вміст у продукті генетично модифікованих компонентів відповідним маркуванням. На практиці цього часто не відбувається.
В даний час відомі 4000 спадкових захворювань, для більшості з яких не знайдені ефективні способи лікування.
Більше 1% новонароджених мають генетичні захворювання, які призводять до фізичних і розумових порушень, а також до ранньої смерті.
Генні інженери розробили методи діагностики генетичних аномалій на самих ранніх термінах вагітності. У пар, що мають підвищений ризик народження хворих дітей, з'явилася можливість вибирати з декількох ембріонів потенційно здоровий. Відібраний ембріон імплантується в матку і далі розвивається природним шляхом.
У селекції (виведення нових штамів мікроорганізмів, сортів рослин, порід тварин) схрещуються організми; в генній інженерії - гени, а в організми вводяться вже готові генетичні конструкції. Цим способом генні інженери намагаються обійти пильність природних механізмів, що стоять на сторожі чистоти і стабільності генома, тобто намагаються схрещувати між собою неспоріднені види.
Обговорити статтю в сообществечітателей журналу "Людина без кордонів"