Как ГМО спасает планету и почему люди этому мешают

А история тут такая. Возможно, вы знаете, что многие растения производят различные вещества для защиты от любителей погрызть их сочные листочки или обглодать крепкие корешки. Этакое биологическое оружие для охраны своих границ от вторжения непрошеных летающих и ползающих гадов. Разумеется, ученые уже давно подсмотрели, как они это делают, и взяли на вооружение. Конечно, со временем и под давлением эволюции насекомые приспосабливаются к такому оружию – выживают те, кто может вынести отравление веществами, выделяемыми растениями. Их потомки наследуют «гены устойчивости» – то есть мутации, повышающие толерантность к конкретному яду – и с каждым следующим поколением способность легко переносить атаку любимых обеденных растений становится все сильнее и распространеннее среди вида. В это время эволюция не стоит на месте и для растений – выживают и дают потомство те, чей яд злее и сильнее, чем у соседей по полянке. Получается своего рода гонка вооружений: одна сторона совершенствует свое оружие, вторая – способность ему противостоять. И если бы в экологических системах все не было так сложно, то у этой гонки могло быть крайне интересное развитие (например, однажды нашу планету захватили бы разумные колорадские жуки и сверхразумная картошка. Каждая из цивилизаций строила бы свои укрепленные города, собирала армии и запускала в космос баллистические ракеты… Ух! Вот это сюжет для блокбастера!).

Главное правило разработки любого оружия: вместе с оружием создавай и защиту от него! Иначе неожиданно пострадать могут собственные войска. Создатель яда должен думать о противоядии, изготовитель пистолетов – о бронежилетах.

Посмотрим ближе на арену боевых действий: один из механизмов, который исторически используют для самообороны несколько сотен различных видов растений, – это синтез фенольных гликозидов. Фенольные гликозиды – это целая группа химических соединений. Для насекомых эти вещества – яд, влияющий на их рост, развитие и даже поведение. Следуя правилам ведения войны, сами растения от него имеют противоядие – фермент малонилтрансферазу. Работает противоядие так: к произведенным в растении гликозидам малонилтрансфераза присоединяет свою малониловую группу, в результате чего вещество становится безопасным.

Уже довольно давно ученые заметили, что, несмотря на существование такого защитного механизма, некоторые насекомые все равно спокойно продолжают питаться растениями, выделяющими фенольные гликозиды. Мыши плакали, кололись, но продолжали есть кактус? Уверена, что как-то так и сформулировали свой вопрос ученые, когда взялись за расследование секрета упертых насекомых. Однако сделанное ими открытие удивило исследователей еще больше.

Если продолжать описанную метафору с гонкой вооружений, можно сказать, что герои этого сюжета похитили секретные чертежи из штаба противника и скроили по ним собственные бронежилеты, способные идеально отразить оружие врага.

Знакомьтесь с табачными белокрылками (Bemisia tabaci)[203], которые утащили себе в геном ген малонилтрансферазы у растений, которыми они питаются[204]. То, что это не их собственный, а именно ген из растений, понять несложно. Вероятность того, что два гена – из геномов насекомого и растения – в процессе независимой эволюции оказались настолько похожи – крайне мала. И тут же самое время вспомнить, что у ученых есть и еще инструменты, с помощью которых можно понять, какому организму более вероятно принадлежит генетическая последовательность. Мы говорили об этом в главе 1.6. Чей это у вас тут ген?

Но как насекомым это удалось? Конечно, точного ответа мы знать не можем – присутствовать при этом событии не довелось никому. Но, подобно настоящим криминалистам, ученые могут попытаться восстановить постфактум картину произошедшего и предположить наиболее вероятный механизм[205]. Нам понятно, что процесс этот состоял из нескольких этапов: сначала ген должен был быть вырезан из организма донора – растения, затем попал в организм реципиента – насекомого, потом каким-то образом проник внутрь его клеток, а даже более конкретно – клеточного ядра, пройдя все защитные барьеры. И лишь затем встроился непосредственно в геном. В геном тоже мало просто попасть – встроиться необходимо так, чтобы после ген мог считываться для дальнейшего производства по нему белка. Но и на этом сложности не заканчиваются! Встроиться в «какие-нибудь клетки» недостаточно. Такое действие модифицирует сам организм, но модификация не сможет быть передана потомкам. Попасть нужно обязательно в половые клетки – те самые, из которых после оплодотворения развивается новый организм. Каждый из этих этапов очень сложен, а вероятность успеха на каждом из них крайне мала. Но при очень большом количестве попыток теоретически достичь успеха на каждом из них возможно.