Жодне з наукових напрямів не викликало в наші дні настільки запеклих суперечок, як впровадження генної інженерії у виробництво харчових продуктів. Одні вчені вважають, що тільки таким способом можна прогодувати населення планети, врятувати природу від виснаження і захистити людину від отруєння нітратами та гербіцидами. Інші, навпаки, бачать у нових біотехнологіях загрозу для людства і всієї екосистеми планети, а самі генетично змінені продукти називають мутантами. Спробуємо розібратися, в чому ж суть нових технологій.
Операція на генах
За великим рахунком, людина стала застосовувати біотехнології з самого початку розвитку цивілізації, за кілька тисячоліть до нашої ери. Обробіток культурних рослин, обробка їжі на вогні, застосування дріжджових заквасок для випічки хліба, виробництво вина і сиру були не чим іншим, як успішними спробами наших пращурів змінити задані природою властивості харчових продуктів. Найбільше в цьому досягли успіху селекціонери, цілеспрямовано створювали нові сорти рослин. Але сучасні генні інженери багаторазово прискорили цей процес і розширили його можливості, навчившись надавати рослинам бажані властивості за допомогою своєрідних генетичних операцій.
Ген (від грецького genos - рід, походження), що представляє собою маленький шматочок молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), відповідає за наявність кожного конкретного ознаки рослини і тварини. Такі ознаки і визначають його індивідуальність. Вчені порівнюють ці структури з текстами: у різноманітних лінійних послідовностях «букв» - нуклеотидів - закодована специфічна біологічна інформація. Наприклад, в спадковому «тексті» людини з 5 «букв» -нуклеотидів складені 3,5 млрд «слів», наділених в десятки тисяч генів, через які і передається наша генетична інформація. Повний набір генів конкретного живого організму називається геномом.
Ідея трансформації генів запозичена вченими у самої природи. Вивчаючи одну з бактерій, яка утворює на стовбурах дерев і чагарників характерні нарости, дослідники звернули увагу на її витончену здатність паразитувати на рослинах. Використовуючи яке-небудь пошкодження кори, ця найпростіша бактерія впроваджується всередину рослини і переносить в ядро його клітини фрагмент власної ДНК, який спокійно вбудовується в хромосому рослини.
Втім, подібний спосіб паразитичного існування обрала не тільки агробактерії. Не менш яскравий приклад - збудники вірусних захворювань. Віруси мають здатність вбудовуватися в геном клітини господаря, яка потім при діленні відтворює крім власного ще й вірусний геном. Успішно поневолюють хазяйські клітини і глисти. Такий природний механізм горизонтального перенесення генів (між окремо існуючими організмами, а не від батьків до потомства) і став принципом генної інженерії.
Вивчаючи інформаційні макромолекули, генні інженери виявили, що ДНК за допомогою особливих ферментів або електрофорезу можна розрізати в різних напрямках і зшивати в різних комбінаціях нуклеотидних послідовностей. А з фрагментів - робити безліч копій. У процесі трансгенеза це і роблять, коли вводять один або кілька генів одних організмів у клітини інших, часто еволюційно дуже далеких від донорів. Це дозволяє надати рослині нові цінні якості. При цьому вчені ретельно прораховують свої дії, щоб введений ген не змінював метаболізм (обмін речовин) рослини, не порушував функції інших його генів і успадковувався потомством точно так само, як «рідний».
Процес пошуку потрібних генів - дуже тривалий і копіткий, і методи створення ДНК-конструкцій не обмежені використанням однієї тільки агробактерії. Схем і технологій трансформації декілька, але найбільш ефективним є застосування «біологічної гармати». Стріляючи, вона бомбардує безліч рослинних клітин мікрочастинками золота, вольфраму або іншого важкого металу, на які нанесено генетичний матеріал.
«Золоті» рослини
Перше трансгенну рослину було отримано в 1983 році в Інституті рослинництва в Кельні. У 1992 році в Китаї почали вирощувати трансгенний тютюн, що не губили комахи-шкідники. Потім в США з'явився помідор, що не псується при транспортуванні і довго зберігає товарний вигляд. Цей овоч сподобався біоінженерії як об'єкт експериментів (рослини сімейства пасльонових легше модифікуються): сьогодні ними створений помідор, в ДНК якого вбудований ген арктичної камбали, що дозволяє овочу легко переносити холоду, ведуться дослідження зі створення помідорів кубічної форми, які буде легко упаковувати в ящики . Вивели американські вчені і сорт картоплі, який при смаженні вбирає менше жиру. Ну а в цілому в світі створено і доведено до випробувань в польових умовах більше 900 ліній генетично змінених рослин, що відносяться до 50 видів, а більше 100 видів допущено до промислового виробництва. Серед найбільш поширених культур - соя, кукурудза, рапс, бавовник, буряк, картоплю. Площа, яку займає трансгенними культурами, постійно збільшується. Сьогодні вона досягає 81 млн гектарів в 18 країнах. Виробники сільгосппродукції високо оцінили, по-перше, хорошу генетично задану стійкість нових культур до комах-шкідників і різним гербіцидів, а по-друге, їх високу врожайність.
Сьогодні генна інженерія стоїть на гребені другої хвилі, яка обіцяє людству створення рослин з абсолютно новими, дивними властивостями. Один із прикладів - «золотий рис», створений швейцарськими вченими. Вони ввели в геном рису гени, відповідальні за синтез бета-каротину (попередника вітаміну А в організмі), і гени, що сприяють росту вмісту заліза в зернах. Ця технологія вже використовується з метою поліпшення харчування країн Південно-Східної Азії, населення яких, віддаючи перевагу рису, відчуває в той же час дефіцит вітаміну А і багатьох мінеральних речовин. Інший приклад - створення генетично модифікованих (ГМ) сортів сої з підвищеним вмістом олеїнової кислоти, вживання якої покликане знизити ризик серцево-судинних захворювань. До того ж отримане з такої сої масло не буде швидко руйнуватися при нагріванні, як це відбувається поки з усіма рослинними оліями. Словом, як вважає лауреат Нобелівської премії миру Норман Ернст Борлоуг - вчений, якого називають батьком «зеленої революції», поширення нових біотехнологій по всьому світу дозволить позбавити людство від ганебних для XXI століття голодних смертей, а в майбутньому допоможе компенсувати брак площ для землеробства і прогодувати населення планети, яке, за прогнозами вчених, вже через півстоліття виросте мало не вдвічі.
Не менш вражаючих результатів чекають вчені від іншого напрямку біотехнологій - створення нових ліків і вакцин. Людство успішно використовує (про що багато хто навіть не підозрюють) отримані генно-інженерним способом інсулін, інтерферон, вакцину проти вірусного гепатиту В і інші препарати. Сьогодні на плантаціях США та інших країн вирощуються цілі біофабрики ліків. Ведуться дослідження зі створення рослин-біореакторів для виробництва різних промислових продуктів, щодо використання трансгенних тварин як джерела органів і тканин для трансплантології. Як не фантастично це звучить, генні інженери серйозно заявляють про те, що рослини зможуть стати навіть джерелом нових видів палива і замінити нафту, запаси якої неухильно виснажуються.
І не те щоб так, і не те щоб немає
Більшість людей з великим сумнівом відноситься до продуктів, отриманим з генетично модифікованих джерел. І не тільки тому, що всяке нове і незрозуміле сприймається з недовірою. У даному випадку мова йде про вторгнення в святу святих природи - природний процес її відтворення. На сьогоднішній день немає доказів небезпеки трансгенних продуктів, але немає і впевненості в їх повній безпеці.
Несподіванки можуть виникнути в процесі трансформації генів: дослідник не знає заздалегідь, скільки копій транспортується гена і в які хромосоми вбудується, і не може це коригувати. Причому при використанні гарматної «бомбардування» вірогідність збоїв вище. Але найбільше турбує непередбачуваність віддалених наслідків «впровадження людини у природні спадкові механізми, які можуть обернутися негативним впливом на здоров'я людини і всієї природного середовища. Чи не занадто людина багато на себе взяв, не втрутився чи в промисел Творця? А може бути, ці тривоги - лише відгомін того одвічного страху людини перед могутністю і таїнством природи? Сьогодні важко відповісти на такі питання. Тому й розпалюються суперечки між прихильниками і противниками генної інженерії.
Скажімо, критики нових біотехнологій закликають обмежитися більш «екологічно чистої» традиційної селекцією, якою людина займався близько десяти тисяч років, постійно покращуючи і пристосовуючи для своєї користі різні види рослин і тварин. У відповідь на це біоінженери кажуть, що поняття «екологічно чисті» - елементарний обман, бо нічого природного і натурального в природі вже давно не існує. Адже традиційна селекція так само штучно змінює ознака, обумовлений тим чи іншим геном. Але якщо генний інженер діє дуже тонко, цілеспрямовано вводячи вставку виділеного гена на крихітний шматочок ДНК, то селекціонер домагається бажаних змін в результаті використання грубих мутацій, що відбуваються під впливом агресивних методів радіації і застосування хімії, які надзвичайно забруднюють навколишнє середовище. За словами біотехнологів, навіть звичайне схрещування може бути небезпечніше генної інженерії.
Багато дискусій розгорається з проблеми горизонтального переносу генів. Опоненти нових технологій стверджують, що існує реальна можливість перенесення генів від ГМ-продуктів до бактерій шлунково-кишкового тракту людьми тварин, які споживають такі продукти. У цьому випадку властивості бактерій будуть безконтрольно змінюватися, а це небезпечно!
Словом, світ відносно ГМ-продуктів розділився. Лідер в розробці ГМ-технологій США і найбільші експортери трансгенної сільськогосподарської продукції - Канада, Аргентина, Австралія, Бразилія - прагнуть збільшити її експорт в слаборозвинені країни і в Європу. Наприклад, тільки американських соєвих бобів на старий континент надходить щорічно 6 млн тонн. Об'ємнішому експорту та широкому використанню ГМ-продуктів Європа поки пручається, хоча в ряді країн ведуться свої розробки трансгенних культур, і нещодавно Євросоюз скасував мораторій на ліцензування нових сортів трансгенних рослин.
У Великобританії, на батьківщині овечки Доллі - першої тварини, отриманого за трансгенної технології - думки «за» і «проти» розділилися приблизно навпіл. Принц Чарльз відкидає саму ідею таких продуктів, а прем'єр-міністр Тоні Блер, навпаки, заявив, що не уявляє без них раціону своєї сім'ї.
Поки йдуть найгостріші дискусії, багато регіонів оголошують себе зонами, вільними від такої продукції. Правда, ці виступи можна пояснити і суто економічними інтересами: в Європі настільки розвинене сільське господарство, що вже виникла криза перевиробництва. Навіщо ж їм чужі продукти? Зрозуміло, фермери виступають проти, а політики і громадські діячі підігрівають пристрасті.
Прихильники генетично модифікованого харчування, зокрема, наводять такий аргумент: жителі США, де вперше почалося вирощування ГМ-культур, абсолютно спокійно ставляться до споживання трансгенних продуктів, які там навіть не маркуються. При цьому американці дуже трепетно ставляться до свого здоров'я. Довід, ніби вони намагаються «спихнути» таку продукцію в слаборозвинені країни, не переконливий: на експорт у них йде лише 30% трансгенної сої, а 70% споживають самі американці. Вся справа в тому, стверджують прихильники біоінженерії, що вчені зробили впровадження генних технологій надбанням гласності. Вони не тільки не приховували суть своїх експериментів, а й невтомно пояснювали населенню, що вони собою являють. Так їм вдалося уникнути даремних страхів.