В интернете кто-то неправ! Научные исследования спорных вопросов - Ася Казанцева

Идеи носятся в воздухе. Вот например, долгие годы на русском языке практически не было научно-популярных книжек о лженауке. Лакуну отчасти заполнили переводные “Мир, полный демонов” Карла Сагана и “Псевдонаука и паранормальные явления” Джонатана Смита, но все равно остро не хватало текста, написанного русскоязычным автором с учетом российских реалий. Конечно, существовало множество статей и записей в блогах, но они не охватывали ряд важных тем, которые слишком сложно объяснять в таком формате, и к тому же привлекали гораздо меньше внимания общественности, чем полноценная бумажная книжка. Такая ситуация сохранялась лет двадцать, но вот только сейчас мы с Александром Панчиным умудрились практически одновременно написать книги практически на одну и ту же тему. Его “Сумма биотехнологии” великолепно описывает как методики создания генетически модифицированных организмов, так и циркулирующие вокруг них популярные заблуждения. Если вы ее уже читали, то эту главу можно спокойно пролистывать. Если пока не читали, то можно начинать с моего изложения, более короткого и простого.

В случае с созданием ГМО идея тоже носилась в воздухе. Потребность улучшать живые организмы, которыми мы питаемся, присутствовала всегда, но только по мере накопления теоретических знаний и лабораторных методик начался настоящий шквал открытий. Решить, кто именно был автором самого первого осознанно спроектированного генетически модифицированного организма, сложно хотя бы потому, что мы упираемся в вопрос определений того, что такое “осознанно” и что такое “генетически модифицированный” – не стоит ли, вообще говоря, начинать отсчет с одомашнивания первых растений и животных примерно за 10 тысяч лет до нашей эры? Или с формализации принципов искусственного отбора в XIX веке? Или по крайней мере с радиационного мутагенеза, уже прямого вмешательства в геном, в начале XX века? А как насчет Фредерика Гриффита, который еще в 1928 году смешал безобидный, но живой штамм пневмококка с опасным, но убитым и обнаружил [2], что бактерии способны захватывать наследственную информацию из окружающей среды и использовать ее, превращаясь в патогенных?

Если мы сосредоточимся на экспериментах, лучше отвечающих современному пониманию того, что такое генетическая модификация, то отсчет – условно! – стоит вести с 1970 года, когда Мортон Мандель и Акико Хига выяснили, как заставлять бактерии захватывать из внешней среды любую ДНК, даже если они не хотят этого делать, – путем химической стимуляции, например, с помощью обычного хлорида кальция [3]. Эта методика существенно упростила эксперименты, и в 1972 году в лаборатории Стэнли Нормана Коэна были получены первые бактерии с заданными свойствами. Кишечной палочке E. coli сознательно подсаживали гены устойчивости к антибиотикам, и большинство протестированных колоний действительно обретали способность жить и размножаться на питательной среде, в которую эти антибиотики были добавлены [4]. В том же году будущий нобелевский лауреат Пол Берг и его коллеги создают первые рекомбинантные ДНК, то есть молекулы, сочетающие генетическую информацию от разных видов – например, гены обезьяньего вируса SV40, бактериофага λ и бактерии E. coli [5]. Но годом рождения генной инженерии все же считается 1973-й, когда созданные в пробирке рекомбинантные кольцевые ДНК (плазмиды) были введены в клетки E. coli и благополучно начали там работать [6]. С этого момента стало в принципе понятно, что можно переносить любые произвольно выбранные гены из одного организма в другой; остальное было делом техники. В следующие 10 лет в лабораториях создавались первые генетически модифицированные животные и растения, были разработаны эффективные методы расшифровки ДНК и копирования заданных последовательностей, осваивались новые методики внедрения генов, от открывающихся перспектив захватывало дух. Однако использовать ГМО в медицине и сельском хозяйстве люди начали далеко не сразу (первое лекарство – в 1982 году, а первая сельскохозяйственная культура – в 1992-м). По данным 2013 года, генетически модифицированными растениями в мире засеяно 174 миллиона гектаров [7] (это больше, чем площадь Испании, Франции и Германии вместе взятых). При этом их разнообразие невелико: львиная доля посадок приходится на хлопок, рапс, сою и кукурузу, а всего выращивают на полях только около 30 видов генетически модифицированных растений – я говорю о видах в биологическом смысле, так-то для большинства из них существует несколько разных модификаций. Относительно медленный темп появления новых культур связан со сложностями их разработки и внедрения, которые, в свою очередь, в значительной степени вызваны страхом общественности, полагающей, что ГМО содержат гены.

Пчелы против меда

Технология генетической модификации выросла из фундаментальных исследований и далеко не сразу начала коммерциализироваться. И именно это обстоятельство, вследствие открытости и непредвзятости научного сообщества, поспособствовало раннему зарождению опасений. Слышали ли вы когда-нибудь, чтобы производители мобильных телефонов или газированных напитков проводили научные конференции, посвященные тому, что мобильные телефоны или газированные напитки могут быть опасны? А создатели ГМО с этого начали. Уже в феврале 1975 года Пол Берг, создатель первых рекомбинантных плазмид, проводит в Калифорнии знаменитую Асиломарскую конференцию [8], в ходе которой биологи договариваются о мерах предосторожности, связанных с созданием трансгенных организмов. Например, исследователи постулируют, что при работе с бактериями необходимо выбирать виды, которые плохо выживают в естественной среде обитания, использовать генетические конструкции, способные заражать только этих бактерий, и при этом соблюдать в лабораториях такие же жесткие правила безопасности, как при работе с патогенными микроорганизмами. В дальнейшем рекомендации многократно дополнялись и уточнялись в зависимости от того, о каких именно задачах шла речь, но общий принцип – серьезная проверка безопасности любых модифицированных организмов – сохранился и по сей день. Если бы исследователи договорились обо всем этом тайно или вообще пренебрегли бы такими жесткими мерами контроля (как им, кстати, и предлагал поступить Джеймс Уотсон, первооткрыватель ДНК [9]), скорее всего, никто бы и не догадался, что надо бояться ГМО. Насколько мне известно, широкая общественность никогда не выступала против селекции, по крайней мере на уровне демонстраций или борьбы с экспериментальными посадками. А между тем на самом-то деле при традиционной селекции сельскохозяйственных культур используются намного более жуткие методики, чем при создании ГМО.

Мы обычно представляем себе селекцию примерно так, как описано в книжке “Приключения Незнайки и его друзей” Николая Носова. Какой-то самоотверженный исследователь пробует сок от всех кислых арбузов, выбирает наименее кислый, сажает его семечки; когда они вырастают, переходит к следующей итерации и так до тех пор, пока сок арбузов не станет сладким. Этот подход возможен, но занимает адски много времени, потому что приходится ждать, пока в арбузе случайным образом, вследствие ошибок при копировании ДНК, произойдут именно такие мутации, которые скажутся на его вкусе. С начала XX века так уже никто не делает. Селекцию, с помощью которой получена пища из нашего холодильника, лучше описывает книжка Владимира Дудинцева “Белые одежды” – с той оговоркой, что там как раз сторонники Лысенко с селекцией борются (примерно на том же уровне научной обоснованности, на котором сейчас ведется борьба с ГМО). Для того чтобы получить сладкий арбуз, морозоустойчивую картошку или плодовитую пшеницу, нужно, чтобы исследователям было из чего выбрать. Для этого на семена (или просто на клетки в культуре) воздействуют радиационным излучением или ядовитыми веществами [10]. Получаются тысячи причудливых мутантов, из которых селекционеры затем выбирают того, кто обладает нужными признаками. Какие еще новые свойства появились у такого растения – никто особенно не проверяет, потому что селекции общественность не боится. Из-за этого иногда оказывается, что в растении, например, повысилось содержание токсичных алкалоидов, и приходится постфактум запрещать продажу этого сорта [11].

Генетическая модификация – это следующая, более совершенная ступень развития технологий улучшения сельскохозяйственных культур. От индуцированного мутагенеза она отличается тем, что исследователи меняют не много неизвестных генов, а один конкретный, они знают, что именно они делают и зачем (а потом еще и проверяют, что получилось). Разница в точности подхода – примерно как между бензопилой и маникюрными ножницами.

Интересно, что риторика противников ГМО, по-видимому, практически не изменилась за последние сорок лет. Основной аргумент: “Давайте не будем ничего делать, пока не убедимся, что это полностью безопасно”. Мне удалось найти публицистическую статью Стэнли Коэна, создателя первых трансгенных бактерий, написанную в 1977 году [12]. По-моему, она по-прежнему удивительно актуальна: