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

августе 1988 года небольшая биотехнологическая компания из Дейвиса в Калифорнии под названием Calgene объявила, что решила проблему безвкусных помидоров благодаря возможностям генной инженерии. Ученые (причем не только из Calgene) наблюдали в своих теплицах, что по мере созревания у помидоров повышается концентрация белка полигалактуроназы, сокращенно ПГ. Кроме того, они заметили, что мутантные помидоры, которые не становились мягче при созревании, содержали мало ПГ. Эти наблюдения легли в основу гипотезы, что мягкость вызывается именно ПГ, и в Calgene решили поискать способ помешать экспрессии ПГ при созревании. Целью ученых стало создать помидор, который покраснеет, но не загниет. Чтобы контролировать экспрессию ПГ, ученые из Calgene ввели в геном помидора лишнюю копию гена ПГ, но только перевернули ее задом наперед. Перевернутую копию назвали антисмысловой, поскольку она лишала первоначальную копию возможности вырабатывать ПГ. В получившихся помидорах при созревании не накапливалась ПГ, а главное – после сбора они оставались крепкими на несколько недель дольше обычных. В компании Calgene предположили, что их новые помидоры можно собирать уже спелыми, а потом развозить на дальние расстояния. Прощайте, загазованные зеленые помидоры!

Компания Calgene сразу поведала миру о своем долговечном помидоре, который впоследствии был назван «Флавр Савр», однако путь этого плода в соусы и салаты оказался долгим. Calgene была маленькой компанией, а примеров продвижения на рынок генно-инженерных продуктов еще не существовало и опереться было не на что. Вдобавок нашелся конкурент, который тоже разрабатывал антисмысловую технологию ПГ. Компании предстояло порадовать совет директоров обнадеживающими финансовыми прогнозами, а юристов – тщательно отобранными лабораторными журналами. Требовалось овладеть навыками выращивания и транспортировки помидоров. И, разумеется, нужно было проложить путь к коммерциализации первого в мире генно-инженерного пищевого продукта, предназначенного именно для людей.

Естественно, в Calgene знали о движении противников ГМО и о распространенном в обществе недоверии к генной инженерии, которое посеяло это движение. Однако ее помидор отличался от других ГМО, и в компании считали, что общество по достоинству оценит эти отличия. Помидор подвергся генной инженерии вовсе не для того, чтобы экспрессировать токсины бактерий или вирусов, и не для того, чтобы быть устойчивым к гербицидам. А задача, которую решал помидор – избавить всех и каждого от огорчений из-за загазованных зеленых помидоров, – была понятной и актуальной для людей. Так что помидор компании Calgene вполне мог стать продуктом, который пробьет собой заслон движения противников ГМО.

В Calgene были убеждены, что путь к общественному одобрению для помидоров Флавр Савр лежит через законодательство, а точнее – через его изменение: нужно было, чтобы органы, ответственные за охрану общественного здоровья, заявили, что продукт не просто безопасен, но еще и настолько похож на традиционные сорта, что никаких дополнительных ограничений не требуется. Учитывая агрессивность движения противников ГМО, компания понимала, что и сам продукт, и ее намерения вызовут подозрения. Она решила подойти к этому прямо и открыто и сделать все свое взаимодействие с органами государственного регулирования предельно прозрачным и доступным – обнародовать всю документацию, все данные и описания всех экспериментов. В компании хотели действовать с осторожностью, так как под угрозой находился не просто новый сорт помидоров, а будущее индустрии в целом.

Долгий путь к отмене ограничений начался для компании Calgene с доказательства безопасности самого спорного, как ей казалось, свойства новых помидоров – генов устойчивости к антибиотикам. Как и большинство генных инженеров того времени, Calgene включила эти гены в качестве маркеров в свои плазмиды агробактерий, чтобы получить возможность быстро проверить, насколько успешным был эксперимент, то есть в данном случае – удалось ли включить в геном помидора антисмысловой ген ПГ. Но это означало, что оба гена – и антисмысловой ген ПГ, и ген устойчивости к антибиотикам – экспрессировались в каждой клетке помидора. Чтобы убедить Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами, что употреблять в пищу помидоры с генами устойчивости к антибиотикам не опаснее, чем есть помидоры без них, сотрудникам Calgene требовалось представить себе все возможные варианты, когда употребление в пищу этих генов могло кому-то навредить, а потом проверить, возможно ли это в действительности.

Так какими же опасностями чревато употребление в пищу генов устойчивости к антибиотикам? Первая гипотеза: если человек (или животное) съест такие гены, он (оно) и сам (само) станет устойчивым к антибиотикам. К такому тревожному итогу теоретически можно прийти не через интеграцию этих генов в нашу ДНК (все, что мы едим, содержит ДНК, но мы не боимся отчасти превратиться в корову, съев котлету), а потому, что ДНК из нашей пищи, сохранившись непереваренной, интегрируется в геномы бактерий в нашем кишечнике. Возможно ли такое? Или же ДНК в процессе пищеварения распадется и усвоится, как все остальное? Компании Calgene предстояло это выяснить.

Чтобы измерить, насколько быстро распадается ДНК из нашей пищи, Белинда Мартино из исследовательской группы Calgene подвергла ДНК воздействию синтетических пищеварительных жидкостей. После десяти минут, проведенных ДНК в синтетическом желудочном соке, и десяти минут – в синтетическом кишечном соке (обычно нашей пище требуется гораздо больше времени, чтобы пройти через пищеварительный тракт) она проверила, что осталось от ДНК. Ничего, кроме фрагментов, которые были короче гена устойчивости к антибиотикам! Поскольку поврежденный ген функционировать не может, результаты Мартино означали, что шансы, что ген устойчивости к антибиотикам сохранится непереваренным и встроится в геном микроба, живущего в нашем кишечнике, очень-очень-очень малы. Но насколько малы? Чтобы приблизительно ответить на этот вопрос, Мартино измерила сохранившиеся фрагменты ДНК и дала следующую консервативную оценку: на каждую тысячу человек, съевших по помидору Флавр Савр, приходится один случай, когда ген устойчивости к антибиотикам попадает в кишечник невредимым, что позволило бы одному микробу инкорпорировать его в свой геном. Поскольку в кишечнике человека живут миллиарды микробов, многие из которых уже устойчивы к антибиотикам, Мартино сочла (и Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами с ней согласилось), что ее эксперимент доказал: употребление помидоров Флавр Савр в пищу не повысит устойчивость к антибиотикам у наших кишечных бактерий сколько-нибудь значимым образом.

Раз и навсегда решив больной вопрос с устойчивостью к антибиотикам, Calgene перешла к сорту Флавр Савр как таковому. Требовалось, чтобы его одобрило и Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами (подтвердило, что его можно есть), и Министерство сельского хозяйства США (которое должно было подтвердить, что он не вытеснит другие растения). Для начала ученые из Calgene составили список всего того, чем Флавр Савр должен был отличаться от других помидоров согласно планам его создателей. Например, у этих помидоров имелась дополнительная антисмысловая копия гена ПГ и наблюдалась