Не все ГМО-растения одинаковы: важна черта, а не метод
Многие имеют сильные мнения о генетически модифицированных растениях (ГМО). Но часто возникает путаница в определении ГМО. Более разумно оценивать растение по его конкретным признакам, а не по способу создания.
Эта статья объясняет, как создаются растения с модифицированными геномами. Здесь ГМО определяются как растения, чья генетическая информация была изменена в результате деятельности человека.
Люди изменили геномы практически всех растений в магазине
Если считать ГМО растения с геномами, изменёнными людьми, то большинство растений в магазине подходят под это описание. Но многие изменения произошли не в лаборатории. Тысячи лет традиционной селекции изменили геномы растений по сравнению с их дикими предками.
Например, брокколи — не естественное растение. Она выведена из дикой капусты (Brassica oleracea). Большинство современных сельскохозяйственных культур не существовали бы без вмешательства человека.
Однако эти растения обычно не ассоциируются с ГМО в общественном сознании, так как метод искусственного отбора понятен.
Создание "лабораторных" ГМО
Изучив гены растений, исследователи применили возвратное скрещивание (backcrossing) — скрещивание потомства с родителями для получения стабильной комбинации желаемых признаков.
С помощью молекулярных маркеров — специфических известных последовательностей генов — отбирались растения, содержащие как маркерный ген, так и наибольшую долю других благоприятных генов родителей. Комбинации генов у потомства всегда случайны из-за рекомбинации, поэтому такой подход (маркер-опосредованный отбор) требовал много времени и усилий для поиска лучших комбинаций.
Вставка непластичных генов в ГМО
В начале 1980-х началась эра биотехнологий растений с использованием Agrobacterium tumifaciens. Эта бактерия естественным образом передаёт ДНК заражённому растению. Учёные модифицировали бактерию, чтобы переносить в растительные клетки целевые гены.
Впервые стало возможным вставлять в геном растения специфические гены, даже не принадлежащие этому виду или вообще не растительные. Поскольку A. tumifaciens действует не на все растения, были разработаны другие методы: микроинъекция и "генная пушка", где ДНК физически вводится в растение или "выстреливается" в ядра клеток.
Современный обзор суммирует восемь новых методов редактирования генов растений. Одни методы изменяют последовательность ДНК растения. Другие оставляют последовательность неизменной, но вносят эпигенетические модификации (например, добавление метильных групп к нуклеотидам), меняя экспрессию генов и, следовательно, наблюдаемые признаки растения.
ГМО — это не обязательно устойчивость к глифосату
Название "генетически модифицированный организм" означает лишь то, что его геном изменён человеком. Однако многие отождествляют ГМО-растения с теми, что устойчивы к гербициду глифосату (Roundup). Действительно, самые известные ГМО-культуры сейчас содержат ген такой устойчивости, но это лишь один пример.
ГМО разумно оценивать не по методу создания, а по новым признакам модифицированных растений. Например:
- Золотой рис был модифицирован для выработки витамина А в зёрнах, чтобы повысить питательность.
- Некоторые ГМО вырабатывают Bt-токсин — инсектицид, разрешённый в органическом земледелии (продуцируется бактерией Bacillus thuringiensis). Это может снизить использование пестицидов, но также привести к эволюции устойчивых насекомых.
- Существуют ГМО с улучшенными характеристиками хранения или питательной ценностью: помидоры "Flavr Savr", ананасы, содержащие ликопин, или помидоры с антоцианами.
- Так называемый "рыбный томат" содержит ген антифризного белка (afa3) из зимней камбалы, повышающий морозоустойчивость. В растении нет рыбьих тканей — только ДНК с такой же последовательностью, как в геноме рыбы. Белок Afa3 производится в клетках томата с использованием тех же механизмов, что и другие белки томата.