Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • bio-mol-tekst-2021
  • Save Sci-Hub
  • vsh25

Британия замерла в ожидании

Опасно ли редактирование генов?

Вера Кюппер, «Наука и техника»

Посредством редактирования генов можно вырастить культуры, которые требуют меньше пестицидов, удобрений или имеют улучшенные питательные свойства. 

Редактирование генов сельскохозяйственных культур и домашнего скота может скоро быть впервые разрешено в Англии. Британия замерла в ожидании.

Генетическое модифицирование и редактирование генов. В чем разница?

Генетически модифицированные культуры создаются путем введения чужеродных последовательностей ДНК. Генетически отредактированные культуры создаются путем редактирования собственного генома организма.

Редактирование генов более эффективно, дешевле, быстрее и точнее. Изменяя структуру ДНК гена, можно изменить характеристики клетки или организма. С помощью редактирования генов ученые могут отключать гены-мишени, исправлять вредные мутации и изменять активность определенных генов у растений и животных.

Ученые считают, что редактирование генов так же безопасно, как селекция растений. Генетические изменения, используемые селекционерами, представляют собой мутации, возникающие спонтанно и случайным образом у сельскохозяйственных культур. Обычно выбирают несколько полезных изменений на фоне тысяч других мутаций, которые являются либо нейтральными, либо отрицательными. При редактировании генов генетические изменения такие же, как и те, что используются селекционерами, но они точно нацелены.

Сельскохозяйственная отрасль перешла на редактирование генов по множеству причин. Эта процедура быстрее, дешевле и точнее, чем обычная генетическая модификация, позволяет производителям улучшать урожай без добавления генов. С помощью редактирования генов исследователи получили помидоры без косточек, пшеницу без глютена и грибы, которые не темнеют при хранении.

Итак, как это работает?

Есть много способов редактировать гены, но самым большим достижением последних лет является молекулярный инструмент под названием Crispr-Cas9. Он использует направляющую молекулу (бит Crispr), чтобы найти конкретную область в генетическом коде организма – например, мутированный ген – который затем разрезается ферментом (Cas9). Crispr-Cas9, позволяет ученым точно нацеливать участки ДНК, удалять или изменять их, или включать или выключать определенные гены. Crispr, разработанный в 2012 году, стоит недорого и получил широкое распространение среди ученых.

Вместо Cas9 можно использовать другие ферменты, такие как Cpf1, которые могут помочь более эффективно редактировать ДНК. Редактирование генов включает разрезание и сращивание участков ДНК в пределах одного генома, чтобы вызвать изменения, которые ранее были возможны только при длительном селективном разведении растений и животных. Это процесс, отличный от генетической модификации, которая включает введение ДНК одного вида в другой, и который будет по-прежнему подлежать почти полному запрету.

Посредством редактирования генов можно вывести культуры, требующие меньшего количества пестицидов или удобрений или имеющие улучшенные питательные свойства. Например, помидоры, которые могут снизить кровяное давление, недавно были лицензированы для продажи в Японии. Гены животных также можно было редактировать таким образом, чтобы позволить разведение домашнего скота, устойчивого к основным заболеваниям , что снизило бы потребность в антибиотиках и, таким образом, снизило бы вероятность развития устойчивых супербактерий .

Редактирование генов можно также использовать для выведения более приспособленных и здоровых животных. Не так давно компания Monsanto была признана «самой злой корпорацией в мире», когда стало ясно, что ее ученые-генетики объединяют гены одного организма в ДНК другого, делая это осознанно, пропагандируя и продвигая свою продукцию на рынки других стран подкупом и обманом. И хотя, селекционеры веками создавали новые культуры, скрещивая разные сорта одних и тех же растений, но до развития генной инженерии они не могли комбинировать гены биологически разнородных организмов. Эта технология, с ее практически безграничной способностью изменять жизнь, по понятным причинам пугает. Под борьбу с ГМО попало и редактирование генов.

ЕС, Россия, США

В 2018 году Европейский суд постановил, что редактирование генов по сути то же самое, что и генетическая модификация, и должно подчиняться тем же строгим правилам. ГМ-культуры находятся под почти полным запретом в ЕС.

Действительно, практически невозможно определить, была ли отредактирована ДНК растения или животного или нет, потому что происходящие изменения неотличимы от естественных мутаций. Тем не менее, Европейский суд постановил, что редактирование генов по своей сути небезопасно, в то же время разрешая использование канцерогенных химикатов и ионизирующего излучения, которые создают случайные вариации, в традиционных методах селекции сельскохозяйственных культур.

Все эти годы в научных кругах Британии шли споры, которые считают, что необходимо изменить текущих строгих правил, которые исходят от ЕС и делают практически невозможным редактирование генов сельскохозяйственных культур и домашнего скота. Считают его абсурдным и ограничивающим целенаправленное разведение растений.

Другие группы ученых, занимающиеся защитой окружающей среды и животных, выражают обеспокоенность по поводу того, что ослабление правил по редактирование генов может привести к снижению благополучия животных, например, технология будет использоваться для ускорения роста, а не здоровья животных. В США в настоящее время на сельскохозяйственном рынке представлено более 20 видов растений с отредактированным геномом, в числе которых в основном злаки и бобовые культуры. К числу самых распространенных модификаций относится удаление генов, ответственных за синтез биологических молекул, для улучшения потребительских свойств получаемых из них продуктов. В России в 2019 – 2027 годах должно быть создано с помощью генетических технологий 30 линий растений и животных (включая аквакультуру). В соответствии с программой в ближайшие три-шесть лет с помощью генетического редактирования должны быть созданы линии как минимум четырех основных сельхозкультур, быстрорастущие линии деревьев и технических растений для плантационного выращивания, линии устойчивых к вирусным заболеваниям сельхозживотных, а также комплекс геномно-эмбриональных технологий получения и тиражирования высокопродуктивных животных. Кроме того, планируется создать генетическую базу данных биологических объектов, содержащую геномные данные не менее 2,5 тыс. организмов.

Что ждать?

Чтобы накормить примерно 10 млрд человек к 2050 году, используя существующие земли и имеющиеся у нас ресурсы, нужно менять систему сельского хозяйства и животноводства в целом. В сельскохозяйственной отрасли необходимо повышать продуктивность, разрабатывая новые технологии для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. В контексте меняющегося глобального климата, который приводит к учащению экстремальных погодных явлений и росту населения, что существует острая необходимость в создании новых сортов сельскохозяйственных культур, которые могут противостоять неблагоприятным погодным условиям и давать больший урожай на том же участке земли.

Одним из способов, которым редактирование генов может помочь климату, является улучшение самой биологии растений. В частности, он может улучшить фотосинтез – процесс, который растения используют для преобразования энергии солнечного света в сахар и кислород. В этом процессе растения потребляют углекислый газ, самый распространенный парниковый газ. В настоящее время леса и другая наземная растительность удаляют около 30% антропогенных выбросов углекислого газа из атмосферы во время фотосинтеза.

При редактировании генов растения потенциально могут удалить больше. Большинство растений используют от 1 до 2% падающего на них света, но ученые считают, что их максимальная мощность на самом деле составляет около 12%. Редактирование генов может быть использовано для повышения их эффективности, чтобы растения могли поглощать больше углерода из атмосферы. Редактирование генов также может быть использовано для ускорения роста деревьев и расширения корневой системы растений – и то, и другое может повысить их способность поглощать углерод.  И хотя мы не должны рассчитывать на генетически отредактированные растения и животных для решения климатического кризиса, в конечном итоге они могут сыграть роль в сдерживании глобальных выбросов. По мере усугубления климатического кризиса покупателям, возможно, придется быть непредвзятыми, когда генно-отредактированные продукты наконец появятся на полках продуктовых магазинов.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


назад

Читать также:

CRISPR вне закона

Решение суда ЕС ударит по инновациям и научным исследованиям в Европе и захлопнет дверь перед революционными технологиями.

читать

Комментарии к закону

Закон о запрете выращивания генетически модифицированных организмов ничем не хуже остальных российских законов. Поэтому новость о полном запрете ГМО на 1/8 части суши резонирует как-то вяло.

читать

Россия без ГМО

Госдума приняла в третьем чтении законопроект, который запрещает выращивание и разведение в России генно-инженерно-модифицированных растений и животных.

читать

Что мы думаем о ГМО?

ВЦИОМ представляет данные о том, знают ли россияне, что такое ГМО, какие продукты его содержат, а какие – нет, и какой продовольственной продукции наши сограждане отдадут предпочтение в магазине.

читать

Болезни растут, как на дрожжах

Биологи из Университета Техаса опубликовали обзор работ по изучению природы различных заболеваний человека на модельных организмах – не только на уже привычных трансгенных мышах, но и на лягушках, растениях и даже дрожжах.

читать