Как же получают так называемые трансгенные растения? Так ли много опасного и страшного в трансгенных растениях, как о том говорят средства массовой информации? И чем они лучше «обычных» растений, если во многих странах их продолжают активно выращивать, несмотря на негативное отношение общественности?
Веками селекционеры работали над выведением разных сортов культурных растений, придавая им различные полезные свойства. Чем лучше сорт растения, тем он капризнее, больше подвержен различным инфекционным заболеваниям, неустойчив к вредителям или засухе.
В принципе, выведение генетически модифицированного (или, как говорят ученые, трансгенного) растения ничем не отличается от получения генетически измененной бактерии. Главная задача — выделить нужный ген и встроить его в структуру ДНК растения. Но такая задача кажется простой только на первый взгляд. Ведь геном растения гораздо больше генома бактерий, он содержит многие тысячи генов. Так, совсем недавно ученые выяснили, что геном самого обычного риса по своим размерам превосходит даже геном человека! Теперь понятно, что встроить чужеродный ген в нужное место растительной ДНК вовсе не так просто.
На помощь ученым в решении столь сложной проблемы пришли … бактерии, вернее, одна из них, которая в переводе с латыни называется «полевая бактерия, вызывающая опухоли». Это не совсем обычная бактерия — она способна встраивать в хромосомы заражаемого растения часть своей ДНК. Клетки растения, зараженные чужой ДНК начинают бурно делиться, в результате чего возникает опухоль, в которой живут и размножаются сами бактерии.
Получается, что бактерия может сделать за человека значительную часть работы: достаточно встроить нужный ген в ДНК бактерии (а это ученые уже научились делать), и дальше бактерия сама «заразит» им растения. Для этой цели исследователи даже специально вывели особую форму полевой бактерии, которая не вызывает развития опухоли — кому будут нужны трансгенные растения, страдающие раком?
Итак, процедура получения генетически измененного растения выглядит следующим образом: нужный ген размножают и встраивают в ДНК полевой бактерии, затем модифицированными бактериями заражают культуру клеток нужного вида растений, а выращивать целое растение из одной-единственной клетки ботаники научились уже довольно давно.
Однако оказалось, что этот метод подходит не для всех растений — полевая бактерия не может заразить такие важные культурные растения, как рис, кукуруза или пшеница. Поэтому ученым пришлось разрабатывать и другие способы получения трансгенных растений. Самый экзотический из них — это так называемая ДНК-пушка. Причем «пушка» в буквальном смысле этого слова: нужную ДНК наносят на микрочастицы (диаметром всего лишь в несколько тысячных миллиметра) какого-нибудь металла, например вольфрама или золота, а получившимися «снарядами» обстреливают растительную клетку. ДНК-заряды легко пробивают клеточную оболочку, некоторые из них проникают внутрь ядра клетки, при этом молекулы ДНК попадают прямо в цель — в хромосомы растений. Далее из клеток, которые восприняли нужный ген, выращивают целые растения, размножающиеся обычным способом.
Иногда в оболочке растительных клеток проделывают мельчайшие отверстия короткими импульсами высокого напряжения, а через них в клетку проходят кусочки ДНК. В некоторых случаях успешно применяется впрыскивание ДНК в клетку специальным шприцем под микроскопом.
Итак, сам процесс получения генетически измененных растений сейчас не вызывает никаких затруднений, над созданием трансгенных растений работает множество научных лабораторий в различных странах мира. Лишь в активе одной из американских фирм, впервые получившей генетически измененное растение в 1982 году, к настоящему времени имеется более 45 тысяч различных сортов трансгенных растений! Список растений, к которым были применены методы генной инженерии, составляет несколько сотен видов, это и яблоки сливы, виноград, капуста, баклажаны, огурцы, а также пшеница, рис, соя, рожь и множество других культур. Чем же так привлекательны генетически измененные растения?
Одна из важнейших задач, стоявших перед учеными, — получить растения, устойчивые к вирусам и насекомым-вредителям. Ведь на борьбу с вредными насекомыми ежегодно во всем мире тратятся миллионы долларов, на поля выливаются тысячи тонн опаснейших для окружающей среды химических соединений, а проблема все еще далека от решения.
Генетики изобрели интересный способ борьбы с вредителями: в геном растений внедряются гены, ответственные за синтез биологически активных веществ — инсектицидов. В результате культурные растения становятся не только несъедобными, но даже смертельно опасными для насекомых-вредителей. Другими словами, «нужные» гены могут «научить» растение самостоятельно бороться с тем или иным вредителем.
Американским ученым удалось таким образом получить картофель, который устойчив к колорадскому жуку, хлопчатник, несъедобный для гусениц хлопковой совки, и многие другие подобные трансгенные растения. Эти открытия позволили почти в 2 раза уменьшить использование химических препаратов, опасных для окружающей среды.
Точно также растениям можно «привить» гены устойчивости к различным вирусам: к настоящему времени получены трансгенные растения, которые могут противостоять воздействию огромного количества разнообразных вирусных инфекций. Конечно, трансгенные растения получают не только для того, чтобы отпугнуть вредителей или не дать распространиться опасному вирусу, — возможности генной инженерии гораздо шире.
