Генетически модифицированные растения сегодня выращивают на 175 миллионах гектаров по всему миру (13% всех возделываемых площадей). Появляются они и в Европе: с апреля 2015 года в ЕС разрешил ввоз и продажу 17 типов ГМО.
Скоро наступит черед животных? Хотя опыты в области животной генной инженерии проводятся с 1980-х годов, пока что все еще находится на стадии исследований. Как бы то ни было, сейчас появляется все больше примеров конкретного применения полученных знаний. Рушатся последние технологические барьеры, которые не давали человеку испробовать любые возможные сочетания генов.
Процесс сродни селекции
Человек меняет гены животных на протяжение столетий. «Мы всего лишь называли эту практику селекцией», — объясняет генетик Марк Вестхузин. Если несколько поколений скрещивать одну породу собак с другой, в результате получится генетический коктейль, который природа вряд ли бы смешала сама — это болонка.
Новые генетические инструменты позволяют сделать изменения точнее и быстрее. «Мы меняем черты более точечным образом: мы можем точно сказать, что создаем», — объясняет Элисон Ван Эрнам, специалист по геному и биотехнологиям из Калифорнийского университета.
Первым животным, чей геном подвергся изменениям в лабораторных условиях, стала мышь. В 1982 году ученым удалось создать мышь, организм которой выделял значительное количество гормонов роста. И та достигла размеров небольшой крысы.
Лечение трансгенным молоком
Животное выросло вдвое больше нормальных размеров? Этой научной находке есть чем заинтересовать сельское хозяйство. В два раза больший лосось уже был выведен (коммерческое название AquAdvantage) и может стать первой генетически модифицированной рыбой, которую будут продавать для употребления в пищу. Компания ждет лишь отмашки американских властей.
Кроме того, животные могут получить иммунитет от эпидемий. Так, например, британские генетики вывели курицу, которой не страшен птичий грипп. В Бразилии генетически модифицированных комаров используют для борьбы с лихорадкой денге.
Что еще интереснее, молоко трансгенных животных таит в себе безграничные возможности. Коров уже меняли для получения материнского и гипоаллергенного молока (для тех, у кого имеется непереносимость лактозы). В будущем же можно будет получить молоко с человеческими антителами для борьбы с меланомой. Американская компания GTC Biotherapeutics вывела коз, чье молоко содержит антитромботические вещества: получивший название ATryn предотвращает возникновение кровяных сгустков.
Вариантов скрещивания генов существует множество, и некоторые из них весьма необычны: после испытания на козах бактерии изменили для выработки паутины. Этот материал (считается самым прочным в мире) позволил бы создать сверхэффективные пуленепробиваемые жилеты и медицинские ткани.
Рыбам-зебрам же досталась ДНК светящейся медузы. Цель эксперимента: заставить их светиться в присутствии определенных токсинов для выявления загрязнения воды.
Как бы то ни было, GloFish снискали больше успеха в аквариумах американцев, став первым генетически модифицированным домашним животным.
Генетические «скальпели»
Ученые продвигаются все дальше и дальше в расшифровке генома. Речь идет о понимании того, как тот или иной ген определяет характеристики вида. Прогресс в генетике ускорился еще больше с обнаружением новых эффективных инструментов, в первую очередь Cas9.
Техника Cas9 была «случайно» открыта учеными Эмманюэль Шарпантье и Дженнифер Дудной в ходе опытов на вирусах. Если не вдаваться в подробности, она позволяет найти определенный участок ДНК и вырезать его. При добавлении другого материала она также дает возможность заменить его иным участком ДНК.
По словам Дженнифер Дудны, все это стало большим шагом вперед:
«Если в прошлом технологии были подобны кузнечному молоту, сейчас мы работаем с геномом молекулярными скальпелями».
Возрождение мамонтов и динозавров
Имея на руках подобные технологии, некоторые ученые собираются возродить исчезнувшие виды или даже создать новые.
В теории ученые уже понимают, как можно было бы вернуть к жизни исчезнувшего 10 тысяч лет назад шерстистого мамонта: благодаря найденным во льдах тканям и кусочкам зубов им удалось практически полностью воссоздать его геном. Остается лишь изменить гены слона или вживить его ДНК в яйцеклетку слонихи, чтобы на свет появился маленький мамонт.
А что насчет динозавров? Раз курица — потомок некоторых из них, всего лишь достаточно обратить процесс вспять… Ученые уже проделали это и смогли реактивировать древние «динозаврьи» гены курицы.
Из-под генетического скальпеля на свет могли бы выйти мифические или даже абсолютно фантастические существа. Американский палеонтолог Джек Хорнер говорил о возможности создать единорога.
Как бы то ни было, вывести животных необычных размеров (утку размером с лошадь или лошадь размером с утку) представляется нетривиальной задачей: рост определяется сотнями генов. То же самое касается и крылатых свиней. Ученые не видели позвоночных с шестью конечностями, и понятия не имеют, на что был бы похож их генетический код.
Как далеко можно зайти?
Но куда могут привести подобные манипуляции с геномом? Научная фантастика на свой манер уже не раз предупреждала человечество об опасностях таких экспериментов. Вспомните хотя бы эту цитату из «Парка Юрского периода»:
«Наши ученые так сосредоточились на том, что они могли сделать, что даже не задумались, было ли у них на то право».
Если отойти в сторону от причудливых генетических созданий, трансгенные изменения животных для повышения качества и производительности могли бы обеспечить продовольственную безопасность по всему миру. Но какими были бы долгосрочные последствия? Экологические и санитарные риски? Лосось AquAdvantage еще даже не появился на наших тарелках, но уже вызывает опасения насчет «генетического загрязнения».
Хотя пока что никто не в силах ответить на эти вопросы, нам давно пора очертить этические пределы: как стало известно, китайские ученые начали менять человеческий геном.