Ген (от греческого «genos» – род, происхождение) – это всего лишь участок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), который отвечает за наличие конкретного признака организма и определяет его индивидуальность. Ученые сравнивают эту структуру с текстами в разнообразных линейных последовательностях «букв» – нуклеотидов в ДНК и РНК и аминокислот в белках, в которых закодирована специфическая биологическая информация. Например, в наследственном «тексте» человека 3,5 млрд. таких букв, облаченных в 10 тысяч генов, через которые и передается наша генетическая информация. Меняя местами, удаляя или дополняя те или иные участки ДНК и получая новые комбинации, удается осуществить такие изменения генома, которые естественным путем вряд ли могли бы возникнуть.
Сама идея переноса генов от одного организма в другой взята учеными из природы. Изучая почвенную бактерию Agrobacterium tumefaciens, образующую на стволах деревьев и кустарников характерные наросты, они обратили внимание на ее изощренную способность паразитировать. Эта бактерия, используя повреждение растения, внедряется туда и переносит в ядро его клетки фрагмент собственной ДНК, который встраивается в геном растения, вследствие чего оно начинает производить питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности агробактерий. Не менее яркий пример – возбудители различных заболеваний – вирусы, обладающие способностью встраиваться в геном клетки хозяина, которая затем при делении воспроизводит помимо собственного еще и вирусный геном. Такой природный механизм горизонтального переноса генов (между отдельно существующими организмами, а не от родителей к потомству) и стал принципом генной инженерии.
Изучая информационные макромолекулы, генетики выявили, что ДНК и РНК с помощью особых ферментов можно разрезать в определенных участках, а затем «сшить» в нужных комбинациях. В процессе трансгенеза именно это и делают: для того чтобы придать растению определенные качества, вводят один или несколько выбранных генов с заданными свойствами, взятых от одних организмов, в клетки других, зачастую эволюционно далеких от доноров. Ученые при этом рассчитывают, что введенный ген будет функционировать, не изменяя метаболизма растения, не нарушая функции других генов, и наследоваться потомством он будет точно так же, как «родной».
Схем и технологий трансформации несколько, но наиболее перспективным является применение «биологической пушки». Стреляя, она бомбардирует множество растительных клеток микрочастицами золота, вольфрама или другого тяжелого металла, на которые нанесен генетический материал.
В вопросе трансгенов Россия занимает осторожную позицию. Закон, разрешающий выращивать ГМ-культуры, у нас не принят, поэтому, соответственно, нет ни одного занятого ими гектара (исключая небольшие экспериментальные участки научно-исследовательских учреждений). Но в пищевой промышленности разрешено использовать импортные трансгенные культуры. Это 13 сортов и линий видов растений, устойчивых к ядохимикатам и вредителям: 3 линии сои производства США и Германии, 5 линий кукурузы – четыре крупнейшего производителя ГМ-продукции американской фирмы «Монсанто» и по одной – от Германии и Франции, 2 линии картофеля, не поддающегося колорадскому жуку, от той же «Монсанто», 1 линия риса из Германии и 2 линии сахарной свеклы, производимой в США и Франции.
Перед тем как попасть на наш рынок, каждая трансгенная линия должна пройти процедуру регистрации в России, которая, в свою очередь, осуществляется после проведения медико-биологической, медико-генетической и технологической экспертиз. В частности, Центр «Биоинженерия» РАН устанавливает, что в геноме продукта вставлены именно те гены, которые указаны в декларации на продукт, технологи оценивают его с точки зрения органолептических свойств, а Институт питания РАМН осуществляет проверку воздействия данного продукта на здоровье потребителя.
Как рассказал директор института академик РАМН В.А. Тутельян, Россия еще в 1997 году была первой страной, которая ужесточила методологию экспертизы: помимо соответствия химического состава ГМ-продуктов традиционным аналогам, у нас они проверяются еще на наличие токсинов, канцерогенов, мутагенных и аллергенных веществ, причем сроки отслеживания результатов по сравнению с европейскими увеличены до полугода. Более того, была введена система маркеров, помогающая выявить незаданные эффекты генетически измененных продуктов. В ходе весьма сложных исследований, проводимых на лабораторных животных, которых кормят ГМ-продуктами, сотрудники института по изменениям параметров обменных процессов оценивают степень воздействия этих продуктов на защитные системы организма, прежде всего антиоксидантную. Только после того как в ходе проводимых наблюдений подтвердится безопасность ГМпродукта для животных на всех уровнях, его допускают к регистрации на территории России.
Еще в 1996 году, когда производство трансгенов не значилось в промышленных масштабах, постановлением Главного государственного санитарного врача РФ было введено обязательное декларирование изделий на содержание таких компонентов. Впоследствии были приняты положения о маркировке продуктов питания, полученных из генетически модифицированных источников: сначала они носили рекомендательный характер, потом обязательный. До недавнего времени маркировке подлежала вся продукция, содержащая в своем составе более 5% компонентов из ГМ-источников. Сейчас же Главный государственный санитарный врач России Г.Г. Онищенко утвердил новые санитарные правила, которые устанавливают в стране пороговый уровень для маркировки пищевых продуктов из ГМИ на уровне более 0,9% их содержания в общей массе продукта, что соответствует общеевропейским требованиям. Однако наличие обязательной маркировки о содержании в нем генно-модифицированных компонентов никоим образом не указывает на его опасность или безопасность. Она просто реализует право потребителя на получение информации о продукте, который предназначен для питания. Кроме того, возможны и случайные, так называемые технологические, заносы ГМ-компонентов, наличие которых, естественно, не обозначено на упаковке. А потому задача их достоверного наличия в продуктах питания стоит достаточно остро. Для этого используется ПЦР (полимеразноцепная реакция) – с детекцией результатов с применением электрофореза или биологического микрочипа. Это точный метод, позволяющий получать множество копий определенного участка ДНК. К сожалению, возможность проводить исследование ПЦР пока имеют далеко не все лаборатории и санитарные службы. Так что об отлаженной системе контроля за движением ГМ-продуктов в России говорить рано.
Противники ГМ-продуктов в России и специалисты, занимающиеся их исследованием, скрещивают шпаги в дискуссиях не только по поводу проблем контроля и маркировки. Главные вопросы, которые волнуют всех: расширять ли объемы импорта трансгенных культур? Производить ли их в нашей стране? Ученые доказывают: у нас огромные резервы для производства продовольствия связаны именно с биотехнологиями. Отказ от них, несомненно, приведет Россию к тупиковой ситуации. По мнению академика РАСХН директора Центра «Биоинженерия» РАН К.Г. Скрябина, замораживание развития трансгенных технологий стало большой трагедией для нашей страны в ХХ веке и грозит перейти в ХХI век. Он считает, что в условиях, когда мы изза нехватки средств перестали применять гербициды на полях, нормальные урожаи сельхозкультур собрать не удается. Россия, занимающая второе место после Китая по выращиванию картофеля, ежегодно теряет 30% урожая из-за колорадского жука, который давно «съел» кредиты, полученные страной от МВФ. 25% сахарной свеклы погибает из-за сорняков, и сегодня сахар мы закупаем за границей. В то же время потерь можно было бы избежать, применяя ГМ-сорта, как это делают за рубежом.