К настоящему времени ген бактериального токсина присутствует в 60% всей выращиваемой в США кормовой и технической кукурузы, но отсутствует в сладкой кукурузе и в других сортах кукурузы, поступающих в пищевую промышленность. Этот же ген включен в большую часть выращиваемых в США хлопка и сои. Для защиты хлопковых плантаций трансгенная технология считается предпочтительнее и безопаснее, чем частое опрыскивание и опыление пестицидами. Трансгенный хлопок – пока единственная культура, которая распространилась по многим производящим его странам.

Перспективные проекты создания трансгенных культур растений и пород животных

К настоящему времени уже созданы трансгенные формы риса, содержащего бета-каротин, провитамин А. Названный «золотым рисом», он проходит испытания в разных странах. В результате длительных экспериментов в растения риса были введены два гена от желтых нарциссов и один бактериальный ген. Дефицит по витамину А, влияющий на зрение (ночная слепота), встречается главным образом среди бедного городского населения стран, имеющих неполноценную диету. Чаще всего авитаминозом A страдают дети. Рыбий жир долгое время был главным лекарством до открытия провитаминных свойств растительного каротина. Трансгенный рис, однако, пока не вошел в практику как коммерческая культура. Главным препятствием является необходимость для мелких фермеров Азии покупать семена риса для каждого посевного сезона. В Юго-Восточной Азии урожаи риса собирают нередко три раза в год. Удовлетворение потребностей в каротине значительно проще осуществляется за счет многих источников: салата, шпината, моркови и других овощей и фруктов. В недалеком будущем, когда истечет срок эксклюзивного права на продажу «золотого риса», он, очевидно, будет выращиваться более широко.

Главной формой генетически модифицированных культур пока остаются кукуруза, соя и рапс, в геномы которых были встроены гены устойчивости к гербицидам, также заимствованные у бактерий. Поскольку введение в практику сельского хозяйства гербицидов более 50 лет назад привело со временем и к появлению устойчивых к ним сорняков, то фермерам приходилось увеличивать концентрации гербицидов, что при достижении определенного уровня оказывало вредное влияние и на возделываемое растение. Увеличивая устойчивость культурных растений к гербицидам, фермеры могли проводить гербицидную прополку, применяя более высокие концентрации химических средств защиты растений. Критики отмечают, что это лишь временное решение проблемы, так как оно ведет к более высоким примесям гербицидов в урожае и к неизбежному появлению высокой устойчивости к гербицидам и сорняков – за счет отбора и межвидовой гибридизации. Генетически модифицированные на устойчивость к гербицидам культуры составляют в мировом земледелии более 60% всех возделываемых трансгенных растений. Еще около 20% трансгенных растений приходится на устойчивые к паразитам и столько же – на культуры с генами и того и другого типа. Во всех случаях это технологические трансгенные сорта. Они повышают производительность земледелия, но не влияют позитивно на качество пищевых продуктов. Скорее даже наоборот.

Улучшение качества продовольственных продуктов пока находится лишь в стадии интересных проектов. Среди них можно отметить попытку ускорить рост ценных пород рыб на рыбных фермах путем введения в геномы рыб дополнительных генов гормонов роста. В экспериментах уже были получены быстро растущие лососевые и около 20 других видов трансгенных рыб. В 2006 г. были экспериментально получены клонированные свиньи с генами из червей, которые добавляли к насыщенному свиному жиру ненасыщенные Омега-3 жирные кислоты [10].

Почему трансгенные культуры не популярны в Европе?

С 1998 г. Европейский Союз ввел полный мораторий на ввоз в Европу семян генетически модифицированных культур и на импорт и продажу продовольственных товаров, содержавших трансгенные компоненты. В 2005 г. в этот мораторий были внесены некоторые исключения. Были разрешены трансгенные технические культуры. Во многих других странах, включая Россию, Украину, Японию, Индию и Китай, мораторий на импорт генетически модифицированных продуктов не вводился. Однако в этих странах требовалось указывать наличие генетически модифицированных компонентов на упаковках продуктов в доступной для покупателя форме. Коммерческие фирмы США такого условия не принимали. В США и в других странах Америки генетически модифицированные продукты продаются без точной идентификации тех новых компонентов, которые в них содержатся. Это является нарушением принятых ранее правил. Законодатели пошли на такое нарушение под давлением биотехнологических компаний, поскольку, безусловно, понимали, что если на бутылках с соевым молоком будет написано, что продукт содержит биологический токсин-инсектицид, образуемый бактериальным геном, то число желающих купить такое молоко неизбежно сильно сократится.

Европейские запреты на импорт генетически модифицированных продуктов из США, Бразилии и Аргентины означали большие финансовые потери для американских фермеров. Этот конфликт стал также серьезной проблемой и для Всемирной торговой организации (ВТО), так как противоречил ее уставу, запрещавшему протекционизм. В результате разнообразных форм давления со стороны США и других американских стран полный мораторий на ввоз в Европу трансгенных продуктов был отменен в 2006 г. Среди стран ЕС Испания, Польша и Чехия согласились покупать в США семена генетически модифицированной кукурузы для выращивания ее на корм для свиней. Однако реализация этого проекта затрудняется тем, что испанские фермеры требуют создания карантинных зон радиусом 10 – 15 км вокруг полей с трансгенной кукурузой, чтобы предотвратить возможность переопыления местных сортов. Германия и Франция, где посевы кукурузы занимают несколько миллионов гектаров, приняли решения о запрете на трансгенную кукурузу, объявив ее культивацию угрозой для природных биоценозов.

Европейское сопротивление использованию генетически модифицированных культур и потреблению генетически модифицированных продуктов объясняется иной структурой земледелия и животноводства и другими традициями кулинарии. В Европе существует очень большое разнообразие местных сортов культурных растений, качество которых улучшалось в течение столетий. Европейская кулинария – французская, итальянская, испанская, греческая и др. – тесно связана с местными сортами растений и породами животных. В США доминируют унификация и стандартизация питания, основанные на правительственных рекомендациях. В Европе, наоборот, традиционно максимальное разнообразие, даже не по странам, а по провинциям. Это разнообразие поддерживается гибридизацией и отбором, доступными фермерам. Там нет зависимости фермеров от биотехнологических монополистов. Трансгенные культуры унифицируются, так как создание любой из них требует многих лет и затрат в сотни миллионов долларов. Рентабельность при таких расходах может обеспечить лишь крупный агробизнес, а не мелкие семейные фермы. Европейские страны не нуждаются в импорте продовольствия из США, так как способны обеспечить собственное население местными продуктами. ЕС является крупным экспортером продовольствия на мировой рынок. Трансгенные культуры или продукты пока не имеют коммерческих преимуществ. Они нередко могут стоить дороже, а не дешевле местных сортов.

Перспективы трансгенных культур и проблемы здоровья

Традиционная гибридизация существует тысячи лет и, безусловно, сохранится как основной метод получения новых сортов. Гибридизация и отбор как способы улучшения качеств растений доступны не только любому фермеру, но и любому огороднику, имеющему элементарные познания в области ботаники. Монах Грегор Мендель, экспериментируя с гибридизацией гороха на небольшом участке земли в монастырском саду, сделал великие открытия, которые стали началом новой науки о механизмах наследственности. Генетическая инженерия, одна из ветвей этой науки, пока находится в самой ранней стадии своего развития. У нее много интересных проектов, но мало еще реальных достижений. Введение каких-то запретов на исследования в этой области столь же бесполезно, как и попытки остановить, например, развитие атомной физики или органической химии, которые тоже увеличивают риски и для окружающей среды, и для населения планеты. Проблемы питания и здоровья оставались главными для человечества в течение тысячелетий. Они будут доминирующими и в XXI в. Если ученым действительно удастся улучшить качественный состав белков тех или иных культурных растений, то это, безусловно, будет важным достижением. Существует проект создания нового трансгенного малярийного комара, который окажется неспособным к переносу малярийного плазмодия, но сможет вытеснить смертельно опасного природного комара, паразитирующего на людях. Генетические модификации могли бы снизить патогенность не только многих опасных бактерий, но и вирусов гриппа, гепатита и др., упростив создание вакцин для предупреждения различных инфекций. Близок к завершению проект создания спиртовых дрожжей, устойчивых к очень высоким концентрациям спирта. Такие дрожжи сделают производство спирта намного дешевле и обеспечат экономию пищевого сырья. Активно осуществляется программа по созданию таких модифицированных компостных бактерий, которые будут обладать ферментами, способными расщеплять пластмассы и нефтяные продукты, главные загрязнители среды. Если из семян хлопка можно будет удалить гены токсинов, то содержащиеся в этих семенах белки обеспечат белковый баланс сотням тысяч людей в бедных странах. Для Узбекистана и других стран разрабатывается проект создания трансгенного хлопка, способного расти на сильно засоленных землях. Ведутся исследования по выведению культур, устойчивых к засухам. Существует множество трансгенных проектов, важных для медицины. Особенно много улучшений можно предсказать для технических культур. Картофель, дающий амилопектин для бумажной и текстильной промышленности, – это только начало. Пестицидное и гербицидное направления генетических модификаций, которые доминируют в настоящее время, считаются менее перспективными. Генетики предсказывают, что появление устойчивых форм паразитов и сорняков неизбежно в сравнительно недалеком будущем. Биотехнологи обещают найти новые формы токсинов. В 2007 г. под трансгенными культурами в мире было занято 114 млн га, около 9% сельскохозяйственных площадей, предназначенных для земледелия. Однако генетически модифицированные культуры пока не повлияли на баланс продовольствия. Существует принципиальное различие между «зеленой революцией» в недавнем прошлом и «генной революцией», которая начинается на наших глазах. «Зеленая революция» осуществлялась на территории бедных густонаселенных стран и обеспечивалась разработкой технологий, доступных для всех. «Генная революция» происходит пока в наиболее богатых и с избытком обеспеченных продовольствием странах. Она подгоняется не нуждой и голодом, а стремлением к получению коммерческой прибыли. Нам придется ждать еще много лет, пока плоды новых открытий в генетике не станут таким же всеобщим достоянием, как и открытия Грегора Менделя в 1865 г.

Литература

1. Henry Kissinger. Speech delivered at the First World Food Summit Conference, Rome, 5 – 16 November 1974.

2. Brown L. R. Eradicating hunger: A growing challenge // State of the World 2001. N. Y.: W. W. Norton & Co, 2001. P. 43 – 62.

3. McKeown A. Genetically modified crops only a fraction of primary global crop production // Vital Signs 2009. Washington: Worldwatch Institute, 2009. P. 18 – 20.

4. Mayeno A. N., Gleich G. L. Eosinophilia-myalgia syndrome and tryptophan production: A cautionary tale // Trends in Biotechnology. 1994. Vol. 12. P. 346 – 352.

5. Huang S. et al. High lysine and high tryptrophan transgenic maize resulting from the reduction pf both 19– and 22-kD alpha-zeins // Plant Molecular Biology. 2006. Vol. 61. P. 525 – 535.

6. Altenbach S. B. et al. Enhancement of motioning content of seed protein by the expression of a chimeric gene encoding a methionine-rich protein in transgenic plants // Plant Molecular Biology. 1989. Vol. 13. P. 513 – 522.

7. Nordlee J. A. et al. Identification of Brazil nut allergen in transgenic soybeans // The New England Journal of Medicine. 1996. Vol. 334. P. 688 – 692.

8. Redenbaugh R. et al. Safety assessment of genetically engineered fruits and vegetables: A case study of the Flavr Savr Tomato. Boca Raton, Florida, 1992.

9. Kanter J. E. U. approves biotech potato for cultivation // International Herald Tribune. 2010. 3 March.

10. Lai L. et al. Generation of cloned transgenic pigs rich in omega-3 fatty acids // Nature Biotechnology. 2006. Vol. 24. P. 435 – 436.

Глава 16. Восемь соток в Лондоне. Сельскохозяйственный Лондон.

Национальный институт медицинских исследований, в котором я начал работать зимой 1973 г., расположен в северном районе Лондона Мил Хил (Mill Hill), что означает «Мельничий холм». В XVI в. здесь действительно стояла ветряная мельница на вершине холма, возвышавшегося над деревней. Лондон разрастался в северном и западном направлениях быстрее, чем в южном и восточном, поглощая окрестные деревни и городки, которые, однако, сохраняли многие свои особенности. В течение двухсот-трехсот лет Мил Хил тоже вошел в состав Большого Лондона, сохранив характер зеленого пригорода. К 1941 г. в этот район провели наземную ветку Северной линии лондонского метро, и после окончания войны он стал быстро развиваться. Национальный институт медицинских исследований существовал в центре Лондона с начала прошлого века. Как и Институт Луи Пастера в Париже, он занимался разработкой вакцин и сывороток. Прививки и вакцинации активно внедрялись во время войны, и для производства сывороток требовалось большое количество различных животных, вплоть до лошадей, которые необходимы для получения противооспенной и некоторых других вакцин. Институту нужны были овцы, козы, собаки и многие другие животные. Естественно, ему становилось тесно в центре Лондона. Поэтому в 1950 г. Медицинский Совет купил больше 100 акров земли в Мил Хил, и там начали строить новое здание института с большим виварием и с полями для выгула животных.

В 1973 г. производством вакцин занялась уже медицинская промышленность. А институт в Мил Хил, сохранив большой отдел иммунологии, перешел к изучению разнообразных теоретических проблем, в том числе – биосинтеза белков и механизмов старения. По исследованиям в области синтеза белков институт вскоре стал ведущим в мире, а по изучению механизмов старения сильно отставал, не только от США, но и от СССР. В Англии тогда просто не было интереса к геронтологии. Пытаясь изменить это положение, руководство института пригласило меня в 1972 г. приехать в Лондон на год, чтобы поработать над этой проблемой. По причинам, от меня не зависевшим, этот срок оказался намного длиннее. Мы с женой и сыном Димой поселились недалеко от института, сначала сняв, а затем и купив небольшой домик. Пешеходная дорожка от дома к институту проходила через парк, правая часть которого была оборудована под детскую площадку с теннисными кортами, а левую занимал садово-огородный кооператив, расположившийся примерно на 4 га земли на склоне холма и обнесенный легким забором из металлической сетки. На воротах висело объявление о том, что в кооперативе (Allotment Association) есть вакантные участки, которые можно взять в аренду, позвонив по таким-то телефонам в местный совет. За забором были видны небольшие участки возделанной земли, огороды с разными культурами и плодовые деревья. На каждом участке стоял маленький стандартный сарай. Никаких ограждений между участками не было.