БИОТЕХНОЛОГИИ
КАК УМНОЖЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
С биотехнологиями, опирающимися на самые передовые методы исследования, связывают решение множества проблем, стоящих перед человечеством.
Как-то на одном из научных форумов выступающий провозгласил, что биотехнологии — самый действенный прием совершенствовать мир гуманными способами. А способов предлагается немало. Вот что рассказывает советник РАН академик В. К. Шумный.
Л. Юдина, «НВС»
 |
| Академик; В. К. Шумный — лауреат золотой медали им. Н. И. Вавилова. |
— Недавно наш Институт цитологии и генетики совместно с национальным институтом по исследованиям в области сельского хозяйства Франции (ИНРА) провел российско-французскую конференцию «Проблемы и перспективы биотехнологии растений». Между ИНРА, РФФИ и РАН в нынешнем году заключены договоры о сотрудничестве. Перед специалистами и той, и другой страны стоит немало проблем, но перспективы обозначены довольно четко, и совместными усилиями легче решать поставленные задачи.
Темы, которые обсуждались на конференции — биоразнообразие растений, геномика, хромосомная и генная инженерия, клеточная и системная биология. В каждой из перечисленных областей есть громкие результаты, вызывающие всеобщий интерес и подстегивающие к активизации работы.
Когда мы говорим о биотехнологии, то прежде всего в этом широком понятии выделяем генную инженерию, т.е. направленную манипуляцию генами, увеличивающую возможности и растений, и животных создавать генетическое разнообразие.
— Активная помощь матушке Природе?
— Не до конца еще познанная матушка Природа немало потрудилась и представила в распоряжение человека громадный материал для эволюции и селекции. Идет перетасовка генов, их мутаций, рекомбинации и т.д., появляются новые формы, в дело вмешиваются селекционеры, чтобы внести свою «творческую жилку». Эволюция движется в сторону создания видов, селекция — сортов и гибридов, штаммов микроорганизмов. Природа не приемлет единообразия.
Но при всем при том возможности эволюции и селекции ограничены целым рядом существующих в природе запретов. Скажем, если взять отдаленную гибридизацию, это означает, что гены перенесены из одного вида или рода в другой. Дальше — табу! Здесь не должно быть хаоса, правила эволюции требуют строгости, порядка и определенных слагаемых изменчивости, наследственности и отбора.
Биотехнологии позволяют создавать исходный материал широкого спектра действия. Разработано множество так называемых биотехнологических приемов для маневров с генами, переноса их из одного объекта в другой; человеческие гены, например, научились встраивать в растения и т.д. В этом случае запреты, выставленные природой, учеными преодолеваются.
— Все манипуляции сопряжены с конкретно поставленной задачей?
— В каждом случае цель четкая и вполне прагматичная: получить то, чего нет в природе, объект с заданными свойствами. Иными словами — продуцент, селекционный продукт, ориентированный на решение изначально сформулированной задачи. Подчеркну, вся генная инженерия направлена сегодня на то, чтобы создавать формы, не существующие в природе. Причем, перенос генов осуществляется от очень далеких в систематическом отношении категорий — родов, семейств, подтриб...
— Означают ли данные факты, что сегодня нет невозможного?
— Пожалуй... Конечно, исследователи прошли в этом направлении не такой большой отрезок пути, но нет сомнений, что впереди нас ждут большие открытия. Появляется возможность создавать более полезные продукты, эффективные лекарства, уникальных животных, наконец.
— Владимир Константинович, все это означает, что термин «трансгенез», трансгенные растения должны прочно войти
в нашу жизнь?
— На российско-французской конференции день специально был посвящен генетически модифицированным организмам (ГМО). Тема эта всегда привлекает внимание и вызывает неоднозначную реакцию, много сомнений и споров.
— Более того, люди панически боятся продуктов, где есть генетически модифицированные организмы!
— Человек, зачастую, право, как ребенок: боится, а сам не знает чего. Давайте обратимся к фактам. Каждый из нас в течение дня съедает самые разные продукты: молочные, мясные, ест хлеб, пьет чай с сахаром и т.д. А значит, имеет дело с чужеродной ДНК. В сутки потребляет ее в пределах одного грамма. Процесс непрерывен. И никого сей факт не пугает. То есть в нашем организме довольно мирно уживаются интернациональные гены. Что такое генетически модифицированные организмы? Продукты с чужеродными генами. Например, в пшеницу вставлен ген от риса, от ячменя или от какой другой культуры, т.е. в трансгенных растениях присутствует всего один единственный чужеродный ген. А в организме человека, через который гены проходят, работает целый набор ферментов: они режут чужие ДНК, как ножницами, на мелкие кусочки, превращая в материал для синтеза нашей ДНК.
Но велика сила общественного мнения! Во Франции действует запрет на генетически модифицированные организмы, в нашей стране — тоже. Хотя во многих странах их свободно получают, продукты с ГМО вовсю продаются. Наверняка и к нам попадает значительная их часть.
В мире генетически модифицированными культурами занято более
100 млн га. (К слову заметить, в России всех посевных площадей примерно 120 млн га). Работа в этой области расширяется. Процесс, как любят сегодня говорить, пошел. Исследования, сязанные с ГМО, во-первых, прекрасная современная наука. Во-вторых, накоплен интереснейший материал. И, наконец, перспективы очень радуют. Время такое — открытий, побед, стремительного движения вперед.
Представьте сегодня мир без сотовых телефонов? Нереально! А ведь об их неблагоприятном воздействии на организм тоже частенько предупреждают.
— Как же быть тем странам, где ГМО запрещены?
— Решено так — пока будем их очень тщательно изучать. Об этом на конференции много говорили — тем более, что есть очень любопытные результаты.
— Владимир Константинович, авторский коллектив Института цитологии и генетики в содружестве с белорусскими коллегами получил премию имени ак. В. А. Коптюга за цикл работ «Реорганизация ядерного и цитоплазматического геномов при создании новых форм злаков методами биотехнологии». В этом случае новый материал создается без участия чужеродных генов?
— Без участия, но с применением клеточных технологий. Я упоминал, что биотехнологии — это целый арсенал приемов. Здесь используются свои технологии: геноинженерные (перенос генов) и клеточные, т.е. приемы культивирования клеток, тканей, в перспективе органов растений, животных, да и самого человека.
— В Институте цитологии и генетики создано растение с человеческими генами — имею в виду табак. Для чего он нужен, где может быть использован?
— Разрабатываем несколько так называемых платформ. Скажем, заражаем табак вирусом, в который встроен человеческий ген, и он начинает продуцировать определенный белок. То есть появляется возможность поставить на конвейер производство растением человеческого белка. Причем белок, нормально функционирующий. Выделять его можно вполне достаточное количество. А это путь к созданию новых лекарств и вакцин.
— Интересно, есть ли все-таки статистические данные, убеждающие, что генетически модифицированные организмы вредны?
— Я в свое время просматривал всю литературу по ГМО. Не нашел ни одного тому подтверждения. В одной или двух работах говорилось, что возможны аллергические проявления. Но тут же были изъяты компоненты, их вызывающие, заменены на новые. В другом случае упоминалось о том, что повышается кислотность у животных. Тоже были приняты меры.
Исследователи утверждают, что на 90 % можно быть уверенными в безопасности генетически модифицированных организмов.
— А что делать с оставшимися десятью?
— Это своеобразный допуск: продолжать изучать, проверять, чтобы исключить малейшие сомнения.
Необходимо знать, будут ли проявления в длительном ряду поколений. Но на это нужно время. Идут эксперименты на мышах. Требуется провести их примерно через сто поколений.
— И все-таки: можно ли обойтись в нашей жизни без ГМО?
— Трудно сказать. Но наверняка решение многих проблем, стоящих перед человечеством, пришлось бы отложить. Вспоминаю выступление Нобелевского лауреата Н. Э. Борлоуга на конгрессе в Израиле. Он прежде был противником ГМО, а тут заявил, что поддерживает все работы, связанные с генными манипуляциями, ибо только они могут дать будущему какие-то перспективы.
Биотехнологиям во всем мире уделяют повышенное внимание. И наша российско-французская конференция, в которой принимали активное участие специалисты в области биоразнообразия растений, геномики, хромосомной и генной биоинженерии, системной биологии обсудила много горячих тем «из жизни растений».
Впрочем, биотехнологии завладели многими областями знаний. В нашем институте исследователи работают над получением нокаутных линий мышей — их в мире созданы тысячи и тысячи. Суть экспериментов в том, что последовательно выключается один из генов и прослеживается, как на это реагирует организм, к чему ведет отсутствие данного гена. Генов, как известно, в организме тысячи. Задача генетиков — перебрать весь геном мыши и понять функционирование как отдельных генов, так и их комплексов.
— А может ли при отсутствии одной малюсенькой «детальки» произойти серьезный сбой?
— Знаете, есть очень любопытные факты реакции организма. И вот что интересно. Ген выключен, не работает. Но приходят в действие компенсаторные механизмы. В резервах организма множество запасных вариантов. Они не проявляются, пока животное не попадает в жесткую стрессовую ситуацию.
— Живой организм проверяется на прочность?
— В конечном счете, такая задача всегда стоит перед исследователем. В настоящее время, когда он вооружен генно-инженерными, клеточными технологиями, возможностей стало много больше. Методы стремительно совершенствуются, в каждом случае предполагая полезные выходы, порой неожиданные. Сколько шуму наделали стволовые клетки! Чуть ли ни каждый день — нечто новое. Появилась возможность получать стволовые клетки из эпидермальных. Сенсация! Первыми заявили об этом японцы, затем подтвердили в экспериментах американцы. Казалось бы, все замечательно. Но есть проблемы. Там встроены четыре транскрипта, в том числе и онкогены, от которых предстоит избавиться. Мы тоже работаем в данном направлении — с москвичами, с «Вектором». Предстоит заложить другую идеологию — нейтрализовать некоторые гены.
Исследования в «стволовой» области идут так активно, что, думаю, лет через пять, может, чуть больше, наступит полная ясность в том, как и где использовать стволовые клетки. Сейчас действуют в основном на уровне НИР, экспериментируют. И та же японская технология, по сути своей революционная, не предложила окончательных вариантов, а указала путь, по которому следует идти.
— Во время вашей конференции французы побывали в Институте цитологии и генетики?
— Прошлись по всем лабораториям, посмотрели оборудование — оно такое же, как у них. Не отстаем.
— О чем договорились на будущее?
— Основной целью нашей конференции были координация и развитие действующего российско-французского научного сотрудничества в области биотехнологии растений, поиск новых направлений кооперации. Сотрудничаем с ИНРА по двум направлениям: секвенирование генома пшеницы (за институтом закреплена одна хромосома); картирование генома молекулярно-генетическими методами.
Договорились ежегодно проводить конференции по биобезопасности. Поскольку исследования по трансгенезу растений ведутся и в нашей стране, и во Франции, нужно отработать надежные методы контроля продукции, нормы и т.д. Следующее совещание пройдет во Франции, в Дижоне, затем в России, в Новосибирске. Биобезопасность — сейчас главная линия.
Возьмем те же нанотехнологии, столь популярные сегодня. И здесь на первый план выступает проблема биобезопасности, особенно, если дело касается фармакологии. Наноразмеры могут вызывать совершенно другие взаимодействия, порой трудно предсказуемые, так что задача — проверять, проверять и еще раз проверять!
— Да уж, работы у исследователей — на годы и годы.
— Геномная эра! Ученые задумали секвенировать в ближайшее время десятки тысяч организмов. Это чисто рутинная работа. На подходе эра протеомная. И величайшая из задач — расшифровка протеомов. И тогда не ДНК, а белок станет «главным героем». Ведь каждый ген дает белок, и даже не один. Белки надо научиться выделять, производить. Это опять новые технологии. Протеомная эра принесет множество открытий для медицины, для сельского хозяйства.
Фото В. Новикова
стр. 5
| 
