пятница, 16 мая 2014 г.

Памятка о ГМО



Некоторое время назад в средствах массовой информации, и ещё больше – в средствах массовой дезинформации – прокатилась волна статей о новом законе, регламентирующем работу с трансгенными организмами и продукты с участием оных.
Да-а… это он самый – страшный закон о ГМО! Вообще-то я биолог по образованию, и хотя я и привык к негативному отношению к ГМО, всё же был удивлён резко отрицательной реакции некоторых своих знакомых (людей, в общем-то, аполитичных и законами не интересующихся).
Нет, конечно, зная общественное мнение по данному вопросу, я предполагал, что мои друзья, как часть общества, "смутно против", но не ожидал что, во-первых, это волнует их до такой степени, чтобы самим затевать разговор. А во-вторых, насколько же нелепое представление у моих знакомых на эту тематику. И что самое главное: они не хотят разобраться в этом вопросе! Они просто против, против без всяких аргументов, и совершенно неважно, что им говорят. Да, в наше время мода на незнание, но железную позицию по любому вопросу.
Вбив в поисковик "ГМО" и посёрфив немного, легко убедиться, что различных статей и даже отдельных сайтов на эту тематику тьма-тьмущая. И все они о вреде ГМО. Обоснования "вреда" самые различные, и одним только перечислением можно занять несколько листов. Я взявшись за этот пост, поставил себе задачу объяснить людям что же такое ГМО и чем же они отличаются от О_без_ГМ, а потому я опущу интернетовские страшилки (если же вас заинтересует конкретный вопрос, задавайте, отвечу чего уж там), и перейду непосредственно к образовательной части :).

ГМО – генно модифицированный организм – это организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение я взял в Википедии, и оно мне нравится, так как описывает суть, без эмоциональной окраски. Собственно на этом объяснение, что такое ГМО закончилось :), правда, быстро и легко?

Перейдём ко второй задаче – чем же собственно отличается такой организм от "обычного". Короткий ответ на этот вопрос – "Ничем". Но такой ответ не содержит аргументов, которые так нужны для понимания. А аргументы эти скрыты в истории сельского хозяйства и учебнике биологии не_буду_врать_за_какой_класс (уж слишком давно я учился).

Часть 1. История вопроса.

И так, всё началось с неолитической революции. Тогда часть наших предков решила, что бегать за дичью по лесам трудно, и зачастую неэффективно, они быстро переименовали копья в палки-копалки и перешли на сельское хозяйство. С тех самых пор, уже 10 тыс. лет человек по большей части обеспечивает себя едой "с полей". В течение всех эти времён, человечество непрестанно увеличивалось, а значит, надо было получать с полей всё больше и больше еды. Вышли мы из этой ситуации остроумно – мы изобрели селекцию. И хотя человечество не понимало как "это" работает, ему не мешало все 10 тысяч лет пользоваться селекцией в свою пользу. Но время шло, и примерно пяток веков назад мы начали потихоньку разбираться, что к чему.
Для начала человек сильно не парился, просто в один момент заметил, что если сеять зёрна с колосков, где много зёрен, то много зёрен и вырастет. Ничего сложного. Этому простому закону подчинялись высота стебля, кустистость, цвет и размер зёрен. Да и вообще всё. Надо было просто сеять то, что тебе больше всего хотелось съесть. Ну, в случае с животными, сводить тех, кто был более аппетитен :).
И хотя развитие селекции как технологии сильно упростили и ускорили выведение новых сортов, население Земли росло ещё быстрее. Ведь селекция требует множества поколений, для получения нужных свойств. Надо было что-то делать! И вот примерно в 70-80 годах прошлого столетия начало приходить понимание, что мы уже знаем достаточно, чтобы сократить селекцию до одного поколения, а если выразиться точнее, то непосредственно разработать нужную нам культуру. Так зародилась генная инженерия.
Ну вот, мы и разобрались с историей вопроса, осталось выяснить, чем же отличается генная инженерия от селекции, а заодно в чём преимущества и недостатки каждого из методов.

 Часть 2. Технология.

Перейдём к биологии, сильно упрощая и сокращая (исключительно ради места), но не меняя сути(!) селекция выглядит так:
У нас есть два организма с нужными нам свойствами, которые закодированы в ДНК (ДНК в свою очередь запакованы в хромосомы) этих организмов. Для получения нужного нам сорта мы скрещиваем "многочисленные плоды" с "гигантскими плодами" желая получить всё и сразу, выглядит это примерно так: 
Однако при такой схеме селекционер может лишь "замаксить" те показатели, что уже есть в геноме вида. Так не получить принципиально новый сорт. И тут на помощь селекционеру приходит мутация! Даже тот же гигантизм чаще всего мутация, не характерная для вида в целом. И здесь задача селекционера сводится к обнаружению либо созданию нужных мутаций, и закреплению их через скрещивание (зачастую близкородственное). Образование самих мутаций я оставлю за скобками, ибо одна их классификация дело отдельной статьи, не то, что описание механизмов возникновения этих мутаций (вот кратенько об этом вопросе). А сейчас вернёмся к нашим помидоркам :), рассмотрим описанную выше ситуацию с другой точки зрения, у нас есть уже грозди, и вот нам посчастливилось и мы заметили мутацию гигантизма:
То есть работа селекционера свелась к закреплению мутации (случайной или вызванной специально), изменился лишь незначительный кусочек ДНК, хотя в целом генотип остался тот же что и был. Обычно "селекция" это нечто среднее между первым и вторым случаем.
Теперь разберёмся с генной инженерией и с тем, что представляет собой генная модификация организма. И снова наши помидорки! :) Получим наших "гроздящихся гигантов" с помощью инженерии:


Прошу заметить, что в данном случаи генотип "реципиента" вообще целиком и полностью остался прежним, мы лишь добавили маленький кусочек чужой ДНК, который отвечает непосредственно за гигантский размер. А вот селекция смешивает две половины разных генотипов. То есть, мы помимо нужного нам гена, "засоряем" ДНК ещё и другими участками ДНК, которые несут кучу нейтральных для нас, а может и потенциально вредных генов, и селекционеру приходится полагаться на случай (либо на многолетний труд по выведению чистых линий).
В отличие от селекции, генная инженерия на то и инженерия, чтобы выполнять работу по заданному плану и получать заданный результат. Здесь мне кажется уместной аналогия плотины. Каждый человек способен создать плотину сдерживающую ручей, но если вы решили создать водохранилище, то вам не обойтись без инженера.

 Заключение.

И так подведём итоги. Селекция – древнейший инструмент человечества, позволяющий получать новые сорта культурных растений и породы животных. Селекция позволяет быстро максимизировать нужные качества породы, но лишь в пределах того фенотипа который встречается в изначальной совокупности организмов доступных селекционеру.
Однако все живые организмы способы "спонтанно меняться" это называется мутацией. Мутация в теории может вызвать любые нужные селекционеру изменения организма, которые останется лишь закрепить в породе. На практике же мутация процесс случайный, с труднопредсказуемыми последствиями, причём в большинстве случаев приводящих к дефектам фенотипа, а не его прогрессии (такое, к сожалению, только в комиксах). Важно понимать, что мутация это в любом случае изменение генотипа организма. Нельзя сделать зерно более полезным за счёт выработки витаминов, и не изменить генотип этого зерна, так же как нельзя из обычной овцы получить курдючную не изменив её генотип, даже если вы добились этих изменений классической селекцией.
К недостатку селекции можно отнести невозможность скрещивания отдалённых видов. Нельзя скрестить картошку с вишней. Мы привыкли к этому ограничению, и даже не задумываемся над его механизмом, однако если вы хотите решить для себя сами, вредно ГМО или нет, вам необходимо понять причину этого ограничения. Сейчас я снова сильно упрощаю, но поверьте, суть остаётся неизменной.
Вернёмся к первому рисунку, как из него видно, дочерний организм получает по половинки хромосомного комплекса от каждого из родителей. Не забывайте, что хромосома – это заархивированная ДНК, а она в свою очередь инструкция того, как должен развиваться организм.
И вот, мы пытаемся получить более крахмалистую вишню, скрещивая картофель с вишней, при этом на молекулярном уровне организм по одной инструкции должен формировать стебель, а по другой ствол, по одной вкусные ягоды вишни, а по другой ядовитые ягоды картошки. При том нужные нам гены формирования крахмала находятся в части инструкции по формированию корня. Это то же самое, что смешивать проект лёгкого самолёта и камаза, пытаясь создать грузовой самолёт. В действительности различия между двумя видами могут быть настолько существенными, что в большинстве случаев даже не дойдёт до оплодотворения – то есть, до объединения генотипов в одной клетке.
Генная инженерия же, на то и инженерия, чтобы просчитывать последствия наших действий.
Вернёмся к примеру с вишней: для начала генетик изучит ДНК вишни, разберётся какой ген (участок ДНК) отвечает за стебель, какой за формирование плода… Так же подробно подвергнется изучению генотип картофеля (ведь мы хотим получить "крахмалистую вишню"). Определив, какой именно участок ДНК картофеля отвечает за создание крахмала, генетик вырежет этот участок и вставит в генотип вишни, но не куда попало, а в тот участок генотипа вишни, который определяет именно формирование плода. Все "инструкции" по формированию вишнёвого дерева остались прежними, они не конфликтуют с инструкциями картофеля, изменился лишь конкретный, нужный нам участок, в нужном нам направлении. Мы не пытались совместить проект камаза и самолётика, мы, основываясь на общих принципах авиастроения, сделали самолёт больше, переняв от камаза лишь "большой объём".
Таким образом, генная инженерия позволяет избежать главных недостатков селекции – случайности, длительности времени (множества промежуточных поколений), и ограниченности в возможностях "смешивать". Да именно генные модификации заставляют кроликов светиться, но не потому, что над ним провели страшный обряд, а потому что в ген формирования раскраски шерсти ввели ген выработки фосфора из генотипа медузы. То есть, кролик светится не потому, что из-за ГМО мутировал в чудовище, а потому что изначальной целью генной модификации было создание светящегося кролика.
Непонимание именно этого момента вызывает большинство интернет-страшилок. Генно-модифицированные крысы болеют раком не потому, что модифицированы, а потому что их модифицировали так, что бы у них появлялся рак (для изучения методов лечения рака), вы чувствуете разницу?
Надеюсь, я смог объяснить, что такое ГМО и чем же оно отличается от классических методов получения сортов и пород, и надеюсь, что теперь у вас будет собственная позиция о вреде/безвредности ГМО основанная на знаниях, а не просто твёрдая убеждённость, что это плохо.

5 комментариев:

  1. Блин, ну никак мне не приладиться к разметке страницы в блоггере, обязательно что нибудь да сбивается.

    ОтветитьУдалить
  2. Анонимный11 июля 2014 г., 21:02

    Хорошая статья. Коротко и ясно)

    ОтветитьУдалить
  3. Насколько я знаю, проблема плохого отношения к ГМО как раз в том и заключается, что генетик тоже лишь приблизительно знает, что он вырезает и что вставляет в генах.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Запоздалый ответ.
      Вы не очень правильно знаете. Здесь более всего подойдёт аналогия с физиками где нибудь в ЦЕРНе. Они прекрасно знают что должно получится от столкновения тех или иных частиц, однако сталкивают их что бы разобраться в некоторых маловероятных случаях.

      Так и генетики, прекрасно понимают какой ген и куда переносят, но есть и экспериментальные работы где генетики действительно не вполне уверены как отреагирует организм, однако такие продукты не попадают на прилавки и не идут в продукцию это, ещё раз подчеркну, эксперименты направленные на дальнейшее изучение механизмов наследования и работы генетического аппарата.

      Удалить