Биосталь оказалась прочнее и легче кевлара — материала, из которого делаются современные бронежилеты. Недавно в Японии аналогичным образом улучшили шелк, изменив геном шелкопряда. Шелк с примесью белков паутины прочнее и эластичнее обычного[2], он лучше подходит для создания хирургических нитей. Отдельные созданные учеными варианты белков паутины даже обладают антимикробными свойствами[3].
Другим козам в геном смогли встроить ген антибактериального белка лизоцима[4]. В норме этот белок содержится в грудном молоке женщин, защищая от инфекционных воспалений груди. Потребление обогащенного лизоцимом молока генетически модифицированных коз может защитить многих детей разного возраста от инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта. Эти болезни являются причиной смерти от одного до двух миллионов детей ежегодно. Еще одно изобретение — изготовление кошерного сыра. Традиционно для изготовления сыра берется сычуг (отдел пищеварительного тракта жвачных животных), высушивается и помещается в молоко. Сычуг содержит сычужные ферменты, превращающие молоко в сыр, но в Ветхом Завете сказано: «Не вари козленка в молоке его матери», и такой сыр, полученный из мяса и молока, — пища, неугодная Б-гу из Торы. Генные инженеры взяли гены сычужных ферментов и встроили их в геном бактерии. Такие бактерии вырабатывают сычужные ферменты, а мы с их помощью можем получать кошерный сыр без использования кишки жвачных животных. Никогда еще наука так тесно не сотрудничала с религией.
Недавно генным инженерам удалось встроить в геном томата ряд генов львиного зева (ярко окрашенных цветов, как правило желтых, фиолетовых или синих, напоминающих по форме цветка львиную пасть), чтобы увеличить производство особых веществ — антоцианов. В норме антоцианы присутствуют в большом количестве в голубике, ежевике и черной смородине, которым они придают характерный темно-синий цвет. Употребление антоцианов связывают со сниженным риском развития некоторых форм рака[5], сердечно-сосудистых заболеваний[6] и ожирения (как было показано в опытах на грызунах)[7]. В одном исследовании мыши, генетически предрасположенные к раку, которых кормили ГМ помидорами, обогащенными антоцианами, жили в среднем на 25% дольше![8] Хотя существуют селекционные сорта «синих» помидоров с повышенным содержанием антоцианов в кожуре, в ГМ помидорах антоцианы производятся и в мякоти, поэтому итоговое их содержание намного выше и сопоставимо с содержанием в вышеупомянутых ягодах.
Благодаря антоцианам подобные генетически улучшенные помидоры примерно вдвое дольше хранятся и значительно меньше подвержены воздействию плесени. Их можно собирать позже, а это дает им возможность выработать больше питательных веществ. К сожалению, я пока не могу попробовать эти помидоры и сказать, что они вкуснее (хотя их создатели утверждают, что это так), ведь в связи с жестким регулированием ГМО томатам предстоит пройти целый ряд проверок, прежде чем они окажутся на прилавках магазинов.
Генная инженерия играет огромную роль и в современной медицине. В 1978 году были созданы первые трансгенные бактерии, вырабатывающие человеческий инсулин (белковый гормон, регулирующий углеводный обмен в организме), а сегодня подавляющее большинство препаратов инсулина, поддерживающих жизнь миллионов людей, больных диабетом, производят генетически модифицированные микроорганизмы[9]. Аналогично с помощью генетически модифицированных организмов производят факторы свертывания крови для больных гемофилией (врожденным заболеванием, при котором плохо сворачивается кровь)[10] и гормон роста для детей с генетически обусловленной низкорослостью[11]. Есть и более экзотичные разработки, например по созданию безобидных генетически модифицированных бактерий, которые смогут защищать зубы от кариеса, устраняя вредных бактерий[12], или уберечь человека от ожирения[13].
Генетически модифицированные растения могут применяться для производства антител (молекул, используемых иммунной системой для распознания вирусов, бактерий и других чужеродных объектов), гормонов, вакцин и ферментов. Например, ученые научились производить внутренний фактор человека в растениях[14]. Внутренний фактор секретируется желудком и переводит неактивную форму витамина B12, поступающую с пищей, в активную, которую легко усвоить. Витамин B12 очень важен для жизнедеятельности нашего организма. В частности, он необходим для нормального протекания процесса репликации — удвоения молекул ДНК в клетках, происходящего перед их делением. У некоторых людей секреция внутреннего фактора нарушена. Это может быть связано, например, с аутоиммунными заболеваниями или гастритом. Такие люди плохо усваивают витамин B12 из пищи и заболевают злокачественным малокровием. Сейчас это заболевание лечится инъекциями витамина B12, но налаженное производство внутреннего фактора благодаря развитию генной инженерии позволит заменить уколы препаратами, принимаемыми вместе с едой.
2
Wen H. et al.: Transgenic silkworms (Bombyx mori) produce recombinant spider dragline silk in cocoons. Mol Biol Rep 2010, 37(4):1815–21.
3
Gomes S.C. et al.: Antimicrobial functionalized genetically engineered spider silk. Biomaterials 2011, 32(18):4255–66.
4
Maga E.A. et al.: Human lysozyme expressed in the mammary gland of transgenic dairy goats can inhibit the growth of bacteria that cause mastitis and the cold-spoilage of milk. Foodborne Pathog Dis 2006, 3(4):384–92.
5
Wang L.S., Stoner G.D.: Anthocyanins and their role in cancer prevention. Cancer Lett 2008, 269(2):281–90.
6
Toufektsian M.C. et al.: Chronic dietary intake of plantderived anthocyanins protects the rat heart against ischemia-reperfusion injury. J Nutr 2008, 138(4):747–52.
7
Tsuda T. et al.: Dietary cyanidin 3-O-beta-D-glucoside-rich purple corn color prevents obesity and ameliorates hyperglycemia in mice. J Nutr 2003, 133(7):2125–30.
8
Butelli E. et al.: Enrichment of tomato fruit with health-promoting anthocyanins by expression of select transcription factors. Nat Biotechnol 2008, 26(11):1301–8.
9
Walsh G.: Therapeutic insulins and their large-scale manufacture. Appl. Microbiol Biotechnol 2005, 67(2):151–9.
11
Baxter L. et al.: Recombinant growth hormone for children and adolescents with Turner syndrome. Cochrane Database Syst Rev 2007(1):CD003887.
12
Hillman J.D. et al.: Modification of an effector strain for replacement therapy of dental caries to enable clinical safety trials. Appl Microbiol 2007, 102(5):1209–19.
13
Chen Z. et al.: Incorporation of therapeutically modified bacteria into gut microbiota inhibits obesity. J Clin Invest 2014, 124(8):3391–406.
14
Fedosov S.N. et al.: Human intrinsic factor expressed in the plant Arabidopsis thaliana. Eur J Biochem 2003, 270(16):3362–7.