Книга Жизнь, которую мы создали. Как пятьдесят тысяч лет рукотворных инноваций усовершенствовали и преобразили природу - Бет Шапиро

почве и заражающие растения через поврежденные корни, стебли и листья. Попав в клетку растения, они вводят плазмиду (частицу своей ДНК) в геном растения – подобно тому, как лямбда-вирусы и бактериальные плазмиды внедряются в геном бактерий. Затем у зараженного растения экспрессируются гены введенной в геном плазмиды агробактерии так, словно это гены самого растения. Но это никакие не гены растения, а самые настоящие захватчики. Гены агробактерий заставляют растение образовывать галлы – подобия опухолей, где бактерии живут и размножаются. Кроме того, они заставляют растение вырабатывать гормоны, которые подрывают его способность сопротивляться болезни, и молекулы опины, при помощи которых бактерии размножаются. Согласитесь, это исключительно ловкий трюк, если, конечно, вы не на стороне растения. Кроме того, это тот самый трюк, при помощи которого легко создавать рекомбинантные растения.

Сегодня ученым известно, какие фрагменты плазмид агробактерий необходимы, чтобы они интегрировались в геном растения. А еще ученым известно, какие фрагменты вызывают болезнь, и благодаря рекомбинантным технологиям ДНК они могут отсекать эти фрагменты (поскольку не хотят, чтобы растение болело), а вместо них вставлять другие ДНК. Затем ученые задействуют возникший в ходе естественной эволюции механизм заражения поврежденных растений, чтобы ввести в геном растения модифицированную плазмиду.

В 1983 году на одной из сессий биохимической конференции «Зимний симпозиум в Майами» три независимые исследовательские группы, годами конкурировавшие друг с другом, в трех сделанных подряд докладах объявили, что успешно редактировали геномы растений при помощи агробактерий. Все три группы убрали из плазмид агробактерий болезнетворные фрагменты и вставили ген, который должен был сделать растения невосприимчивыми к антибиотикам. Ген сопротивляемости антибиотикам служил своего рода маркером и позволял понять, удалось ли заразить и изменить какие-то клетки растения, и если да, то какие именно. В течение следующего года все три лаборатории опубликовали статьи с описанием своего подхода к генной инженерии растительных клеток.

На протяжении нескольких лет после «Зимнего симпозиума в Майами» 1983 года развитие технологий рекомбинирования ДНК для сельского хозяйства щедро финансировалось. Академические и коммерческие лаборатории совместно выясняли, какие гены растений вызывают те или иные черты (какой ген заставляет шкурку картофеля стать коричневой), и придумывали генетические фокусы, чтобы изменить функции генов (как отключить ген, который заставляет шкурку картофеля стать коричневой) и повысить эффективность передачи ДНК при посредстве агробактерий (как вставить подправленный ген в геном картофеля). Так называемая генная пушка, изобретенная в 1987 году, стала главным двигателем инноваций. До ее появления ученые, чтобы ввести модифицированные плазмиды в клетки растения, опирались на природную инфективность агробактерий со всей ее непредсказуемостью – и инфицировалось слишком мало клеток растения. Генная пушка выстреливает частицами, покрытыми ДНК плазмид, непосредственно в ткани растения, что повышает темпы интеграции плазмид. Мало того: при применении генной пушки модифицированная ДНК часто интегрируется в каждый геном растения по нескольку раз.

Вскоре растения, созданные при помощи системы с участием агробактерий, росли уже на фермах, а не в теплицах. В первых таких растениях были методами генной инженерии усилены черты, полезные для фермеров. В 1986 году растения табака с искусственно созданной устойчивостью к гербицидам испытали одновременно на французских и американских фермах. Теперь фермеры, выращивавшие генно-инженерные растения, могли вместо не слишком эффективных гербицидов, которые долго сохраняются в окружающей среде, пользоваться более мощными и быстро разлагающимися гербицидами. Год спустя были высажены первые Bt-культуры – растения, экспрессирующие ген бактерии Bacillus thuringiensis. Эта бактерия вырабатывает белок, токсичный для насекомых, что позволяет фермерам применять меньше инсектицидов. Вскоре после этого Китай начал первым в мире использовать генно-модифицированную культуру в коммерческих целях: там одобрили продажу табака, невосприимчивого к вирусу табачной мозаики, от которой листья зараженного растения обесцвечиваются и морщатся, что останавливает рост растения и снижает прибыль.

Поскольку первые эксперименты с генетической модификацией растений делались не ради улучшения качества самих растений, а ради повышения урожайности, общество (то есть конечные потребители этих продуктов) было, можно сказать, исключено из дискуссий о научной основе происходящего. Обычный человек не мог ни уяснить себе пользу генной инженерии, ни понять, что – благодаря дальнейшему развитию этих технологий – получит лично он. В частности, никто не удосужился доходчиво объяснить людям, что годы исследований подтвердили: Bacillus thuringiensis токсична только для некоторых насекомых, а для человека и других млекопитающих не токсична. Лишь немногие знали, что существуют инструменты контроля над экологическими последствиями разведения генно-модифицированных семян. А кампании дезинформации против этих технологий между тем набирали обороты. Распространялись фейки, порочащие новые культуры, – и при этом почти никто не пытался хоть как-то уточнить информацию, которая становилась достоянием публики. Необходимо было срочно создать генно-инженерный продукт, нацеленный на потребителя, а не на производителя, – нечто крайне масштабное, что оправдало бы эту технологию в глазах общества, позволило бы разъяснить ее научную основу и доказало безопасность генно-модифицированных растений. Промышленности нужен был сюжет, который обезоружил бы противников ГМО. И это оказался сюжет о помидоре – о восхитительно вкусном, кругленьком и крепеньком помидоре, который можно будет найти на полках магазинов даже в разгар зимы.

Самый вкусный помидор

Я обожаю помидоры. Особенно мелкие и сладкие. Но и большие мясистые, и разномастные деревенские, и диковинные зеленые в крапинку. Однако мне то и дело попадаются помидоры… ну, скажем, так себе. Нередко помидор, не оправдывающий моих ожиданий, выглядит очень аппетитно: ярко-красный, с тугой безупречной кожицей, идеально-сочный. Но стоит мне надкусить его – и оказывается, что он мягкий и мучнистый, или слишком водянистый, или просто безвкусный. К счастью, в последнее время такие помидорные разочарования случаются редко. Но в восьмидесятые и девяностые почти все томаты на полках магазинов меня огорчали, особенно не в сезон. Между тем каждому хотелось помидоров, которые оправдывали бы ожидания круглый год, и именно поэтому они были идеальными кандидатами на улучшение методами генной инженерии.

С помидорами есть одна сложность, которую и предстояло преодолеть: они печально знамениты тем, что плохо хранятся. Спустя несколько дней восхитительный вкус свежего помидора улетучивается, мякоть теряет упругость, и плод начинает гнить. Чтобы обойти это препятствие, нужно выращивать огромное количество помидоров в теплых краях и собирать их зелеными, твердыми, как камень, поскольку зеленые помидоры можно хранить в ящиках и перевозить на дальние расстояния. Затем, прямо перед тем, как отправить их со склада в магазин, плоды окуривают газом этиленом, который подражает природным стимулам, вызывающим созревание плода, и от него помидоры аппетитно краснеют и начинают размягчаться. Однако внешность обманчива. Когда помидоры созревают не на кусте, а под воздействием газа, вкус у них остается как у зеленых, а это не оправдывает наших ожиданий.

В