Органическое земледелие и редактирование генов — оксюморон или инструмент устойчивого сельского хозяйства?
Многие сторонники органического земледелия считают генетически модифицированные культуры вредными. Сторонники биотехнологий утверждают обратное. Сейчас разгорается спор о том, является ли новая технология редактирования генов CRISPR просто «ГМО 2.0» или полезным инструментом для ускорения селекции.
В июле 2018 года Суд Европейского союза постановил, что культуры, созданные с помощью CRISPR, будут классифицироваться как генетически модифицированные. В США регуляторная система проводит различия между генной инженерией и конкретными применениями редактирования генома.
В чем разница между генной инженерией, CRISPR и мутационной селекцией?
Генная инженерия может включать:
- Введение гена от неродственного организма (например, гена Bt-токсина из бактерии в баклажан для устойчивости к насекомым).
- Перенос гена между разными сортами одного вида (например, гена устойчивости к бактериальному ожогу из дикой яблони в сорт «Gala Galaxy»).
- Ученые не могут контролировать точное место вставки гена в геноме при традиционной генной инженерии.
CRISPR — это инструмент точного редактирования. Он находит и разрезает ДНК в строго заданном месте. Затем клетка ремонтирует разрыв одним из двух путей:
- CRISPR для модификации: в место разреза вставляется новый ген.
- CRISPR для мутации: клетка «склеивает» разрыв, внося небольшие изменения (мутации) в несколько пар оснований (A, T, C, G). Это можно использовать для изменения поведения гена или его «отключения».
Мутационная селекция (с использованием радиации или химикатов для создания случайных мутаций) уже применяется в органическом производстве и считается традиционным методом селекции. CRISPR для мутации больше похож на мутационную селекцию, чем на генную инженерию, но он устраняет элемент случайности и не вводит новую ДНК.
Упущенная возможность — уроки генной инженерии
Большинство коммерческих ГМ-культур — это кукуруза, соя или хлопок с устойчивостью к гербицидам или насекомым. Многие другие перспективные разработки (гипоаллергенная пшеница, томат, устойчивый к бактериям с помощью гена сладкого перца, культуры с повышенной питательной ценностью) остаются в лабораториях из-за запретительной стоимости регуляторных процедур.
Ослабление хватки крупного агробизнеса
Разработка новой ГМ-культуры в крупных семенных компаниях стоит около 100 млн долларов США. Прохождение регуляторных барьеров (USDA, EPA, FDA) занимает 5–7 лет и еще 35 млн долларов. Это позволяет конкурировать только крупным корпорациям, которые ориентируются на массовые рынки (кукуруза, соя).
Стоимость разработки с помощью CRISPR гораздо ниже благодаря точности и предсказуемости. USDA уже заявило, что не планирует регулировать растения, созданные с помощью CRISPR, если их можно было получить традиционной селекцией. Если EPA и FDA последуют этому примеру, CRISPR может выйти из-под финансового контроля крупных компаний, открыв дорогу академическим исследователям, малым фирмам и НПО.
Общая почва: CRISPR для устойчивого развития
За 6 лет с момента открытия CRISPR были анонсированы новые сельхозпродукты:
- Для здоровья потребителей: пшеница с низким содержанием глютена.
- Для сокращения отходов: грибы, не темнеющие на срезе.
- Для устойчивости: кукуруза с повышенной урожайностью в условиях засухи, томаты, устойчивые к мучнистой росе (что сэкономит миллиарды и исключит фунгициды), томаты с ранним плодоношением для регионов с коротким сезоном.
Правила приняты, но решение окончательно?
В 2016 и 2017 годах Национальный совет по органическим стандартам США (NOSB) проголосовал за исключение всех культур, отредактированных с помощью CRISPR, из органической сертификации.
Однако некоторые органические фермеры видят в CRISPR потенциал. Том Уилли, фермер из Калифорнии, считает, что CRISPR можно мудро использовать для ускорения работы по восстановлению утраченного генетического разнообразия диких предков культурных растений, что особенно актуально в свете изменения климата.
Билл Трейси, селекционер органической кукурузы, отмечает, что многие изменения, вносимые CRISPR, могли бы произойти в природе и принести пользу всем фермерам. Но для изменения правил NOSB потребуется значительное общественное давление.
Люди по обе стороны дебатов хотят максимизировать пользу для человека и окружающей среды. Совместное решение проблем органическими и традиционными фермерами, специалистами по устойчивому сельскому хозяйству, биотехнологами и политиками принесет больше прогресса, чем действия врозь.