25 июля 2021, воскресенье, 10:13
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Время живых машин

Издательство «Альпина нон-фикшн» представляет книгу профессора Массачусетского технологического института Сьюзан Хокфилд «Время живых машин. Биологическая революция в технологиях» (перевод Виктории Краснянской).

История биоинженерии насчитывает уже около века, и за это время можно вспомнить много выдающихся достижений, но сейчас, как считает профессор Хокфилд, наступает новая революция в этой области, которая сделает возможными самые фантастические проекты. И подобно тому, как новшества в сельском хозяйстве XIX века помогли человечеству избежать воплощения мрачных прогнозов Томаса Мальтуса, достижения современной науки помогут людям избежать новых глобальных опасностей.

Предлагаем прочитать фрагмент главы, которая носит название «Накормить мир».

 

В 1994 г. FDA одобрило для продажи первый генно-модифицированный продукт — помидоры FlavrSavr. Генетики растений сделали этот сорт дозревающим медленнее, чем обычные помидоры, добавив ген, который подавляет тщательно отрегулированную выработку ферментов, разрушающих пектин. С этим геном томаты FlavrSavr могут дольше оставаться на стебле, созревая, и попадают на прилавки магазинов, сохраняя лучший вкус и имея меньше повреждений. FlavrSavr не имел коммерческого успеха, но продемонстрировал, что прямая манипуляция с генами растений может улучшить пищевые культуры и что FDA способно оценить качество таких продуктов и их риски для здоровья.

Сегодня бóльшая часть выращиваемой в США кукурузы, а также хлопка и соевых бобов имеет генетические изменения, которые повышают сопротивляемость культур к насекомым-вредителям и гербицидам. Как недавно сообщила Национальная академия наук, эти модификации позволили добиться множества преимуществ, среди которых — снижение количества пестицидов и гербицидов, используемых при выращивании этих модифицированных культур и немодифицированных растений, находящихся в непосредственной близости. Кроме того, в докладе не приводится доказательств неблагоприятного воздействия генетически модифицированных пищевых культур на здоровье в тех случаях, когда они выращивались с использованием самых современных методов.

Молекулярная биология и геномика позволили нам выделить определенные гены растений, кодирующие особые белки, которые, к примеру, могут защитить растения от вредителей и паразитов или обеспечить выносливость к засухе или морозу. Подобным же образом мы определили генные мутации, являющиеся причиной некоторых заболеваний людей, что дало возможность разработать лекарства, позволяющие эффективно лечить и даже в некоторых случаях полностью исцелять. Но по большей части характерные признаки и болезни не являются результатом действия одного гена или одного белка. Напротив, их генетические основы куда более сложны. Анализ этих сложностей требует другого уровня диалога между биологами и инженерами, такого, который совместит самые современные биологические технологии с последними достижениями в области компьютерной обработки информации.

Рассмотрим только один пример — определение последовательности человеческого генома. Эта работа, казавшаяся невероятно трудной всего 30 лет назад, стала возможной благодаря чрезвычайно стремительному прогрессу технологий определения последовательностей оснований ДНК и таким же быстрым достижениям в обработке информации. На основе данных, полученных из проекта «Геном человека», по всему миру идет работа, направленная на поиск генетических факторов, влияющих на предрасположенность или устойчивость к заболеваниям. Этот вид исследовательской деятельности часто требует сравнения десятков тысяч отдельных геномов. Например, для обнаружения генов, которые могут служить предрасполагающим фактором аутизма или шизофрении, придется рассмотреть геномы более 60 000 человек и обратиться к самым современным достижениям биоинформатики — области вычислительной науки, разработанной совместно с биологами.

Такой же поисковой деятельностью приходится заниматься и для открытия основных генов, кодирующих имеющие практическую значимость свойства растений. Манипулируя отдельными генами, биологи и инженеры добились впечатляющих успехов в создании высокоурожайной пшеницы с низкой потребностью в воде, удобрениях и инсектицидах. Кукуруза и другие сельскохозяйственные культуры, к примеру, были изменены так, что к ним добавили ген, производящий натуральный инсектицид — эндотоксин, являющийся продуктом деятельности обитающей в почве бактерии Bacillus thuringiensis (Bt). Фермеры, ведущие хозяйство только с применением органических удобрений, обычно используют препараты с белком Bt. Если обработать таким раствором сельскохозяйственные культуры, он будет действовать как инсектицид по отношению к некоторым отдельным видам насекомых, наносящих вред урожаю. В то же время препарат не оказывает никаких отрицательных эффектов на других насекомых, людей или животных. Кукуруза и другие культуры были трансформированы для экспрессии гена, отвечающего за выработку эндотоксина, что защищает их от нападений зернового точильщика, злаковых корневых червей и других вредителей. В случае с хлопком и соевыми бобами тоже повсеместно выводят сорта, несущие Bt, что позволяет снизить использование инсектицидов. Последние исследования обнаружили и дополнительные преимущества: по соседству с полями, где растут генно-модифицированные культуры, не содержащие Bt, зерновые требуют меньшего количества инсектицидов, возможно, из-за того, что культуры Bt уменьшают местную популяцию насекомых.

Еще одна широко применяемая генная модификация делает растение устойчивым к чрезвычайно эффективному гербициду глифосату. Глифосат, также известный под торговой маркой Roundup, эффективно блокирует у растений (но не у насекомых, птиц, млекопитающих и других животных) выработку аминокислот, необходимых для создания белков. Это приводит к быстрой гибели растений после контакта с гербицидом. К примеру, поле с устойчивой к гербициду кукурузой (кукурузой HТ) может быть обработано глифосатом для того, чтобы избежать роста сорняков, при этом культура никак не пострадает. Такой способ борьбы с сорняками снижает требования к культивации почвы, что важно для уменьшения потери плодородного слоя. Повсюду распространившееся выращивание культур HT понизило уровень использования гербицидов. И хотя по-прежнему высказывается озабоченность по поводу безопасности глифосата, в одном из последних обзоров Национальной академии наук США заявлялось, что при правильном использовании никакого вредного воздействия на организм человека он не оказывает.

Еще одно достижение в сельском хозяйстве состоит в использовании новых методов, повышающих пищевую ценность растений. Добавив к геному риса два гена, повышающих синтез витамина А, ботаники создали сорт, известный как «Золотой рис», который по пищевой ценности значительно превосходит обычный рис. Это нововведение может спасти множество жизней в развивающихся странах, где недостаток витамина А приводит к смерти более 500 000 детей в год. Несмотря на многочисленные исследования, доказывающие безопасность и преимущества «Золотого риса», его использование запрещено из-за каких-то непонятных предубеждений против генетически модифицированных продуктов. Эти тревожные опасения высказываются в странах, где мог бы расти рис, даже, говоря прямо, в развитых странах. После множества научных исследований и споров в 2018 г. Австралия и Новая Зеландия одобрили «Золотой рис», но государства, которые могли бы получить от него наибольшие преимущества, такие как Бангладеш и Филиппины, всё еще не приняли эту культуру, важную для спасения человеческих жизней.

Такого рода тревога о безопасности и экономической выгоде от генетически модифицированных культур замедляет их внедрение в широкое использование. В какой-то мере эти опасения имеют под собой основания. Никто, в конце концов, не хочет создавать съедобные растения, которые могут нанести непреднамеренный и необратимый вред. Но исследование Национальной академии наук США от 2016 г. предполагает, что мы буксуем на одном месте и занимаемся регулированием до такой степени, что это само по себе уже причиняет вред. Ученые обнаружили, что генетически измененные зерновые культуры безопасны, если к их культивации подходить ответственно, соблюдая ряд рекомендаций, которые Академия приводит в своем докладе. Это означает, что сегодня многие культуры, важные для спасения человеческих жизней, могут быть внедрены в развивающихся странах. Среди них, к примеру, маниок[1] (кассава), который приносит слишком мало экономической выгоды, чтобы вкладывать в него средства, необходимые для получения официального одобрения.



[1] Маниок, маниока — тропическое растение, клубни которого употребляют в пищу в Африке, Азии и Южной Америке. — Прим. науч. ред.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астронавты астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы малярия мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика табак такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.