"Выключатели смерти" могут сделать генетически модифицированную пищу более приемлемой

В США можно купить и есть генетически модифицированные яблоки, которые не темнеют, картофель, с меньшей вероятностью вызывающий рак, и — с недавних пор — лосося, который растет быстрее. Но в Европе 19 из 28 государств-членов полностью запретили выращивание генетически модифицированных культур из-за обеспокоенности общественности.

Генетически модифицированные организмы (ГМО) предлагают ряд преимуществ, но также вызывают общественные опасения, включая потенциальное воздействие на здоровье человека и доминирование крупных корпораций. Например, главной обеспокоенностью аудитории во время дебатов о ГМ-бактериях был потенциальный побег ГМО и загрязнение окружающей среды.

Что, если наука может это исправить? Недавний прогресс в технологии ГМ позволил ученым создать "выключатели смерти" (kill switches) — встроенные механизмы аварийной остановки для ГМО. Это вставленные участки генетического кода, которые предотвращают выживание и размножение ГМО в случае их "побега" из контролируемой среды (например, поля с ГМ-культурами) в дикую природу.

Нет выживания в дикой природе

Один тип "выключателя смерти" делает ГМО зависимыми от питательных веществ, не встречающихся в природе. В начале 2015 года два независимых исследования перепрограммировали бактерии Escherichia coli так, чтобы они требовали для выживания и роста синтетические версии необходимых питательных веществ. Если бы эти генетически перекодированные организмы (GROs) попали в естественную среду, они не смогли бы получить нужные питательные вещества и погибли.

В другом изящном подходе исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали два новых "выключателя смерти": "Deadman" и "Passcode". Система использует оба переключателя для контроля организма. "Passcode" позволяет организму обнаруживать специфические изменения в окружающей среде, что затем активирует "Deadman", заставляя организм производить мощный токсин, убивающий его клетки.

Авторы показали, что различные сигналы среды (например, появление или исчезновение определенного сахара) могут выступать в качестве механизма управления. Это дает гибкость при создании новых систем "выключателей смерти". Хотя текущие исследования основаны на бактериях, эта технология потенциально позволяет запрограммировать любой ГМО на "самоуничтожение" (например, ГМ-культуры, которые погибают, если покидают зону выращивания).

Уничтожение ДНК

Остается проблема: когда некоторые организмы умирают, их ДНК может сохраняться в окружающей среде. У бактерий это может привести к естественной генетической трансформации — поглощению ДНК из среды. Если эта ДНК несет полезные признаки, она может быть ассимилирована в геном бактерии, создавая естественный ГМО.

Решение этой проблемы может заключаться в другой недавней работе, описывающей "выключатель смерти" на основе технологии CRISPR. CRISPR — это короткие последовательности ДНК в бактериях, остатки прошлых вирусных инфекций, которые помогают иммунной системе распознавать и уничтожать вирусную ДНК с помощью фермента, разрезающего ДНК.

Исследователи из MIT использовали концепцию CRISPR для создания "выключателя смерти", который эффективно стирает ДНК из ГМ-бактерий. Вставленный в ГМО код включал короткие последовательности, распознаваемые системой CRISPR. При активации сигнала "выключателя смерти" CRISPR нацеливалась и уничтожала вставленную ДНК, возвращая организм в исходное немодифицированное состояние.

Комбинирование этой системы с другими "выключателями смерти может позволить ученым быть уверенными, что ни ГМО, ни его ДНК не смогут сохраниться за пределами контролируемой среды.

Эти разработки показывают, что ученые, создающие ГМО, учитывают мнение общественности. Остается вопрос, решит ли технология "выключателей смерти" опасения по поводу "побега" ГМО и "загрязнения дикой природы". Это определенно шаг в правильном направлении.