Как создать сельскохозяйственное животное с особенно ценными для нас свойствами? У нас есть три варианта: мифический, рассчитанный на десятилетия и генная инженерия.

О мифическом мы узнаем из Книги Бытия, где тесть обещает Иакову каждого полосатого ягненка или ребенка, и для этого патриарх заставляет животных, парящих у водопоя, выглядеть полосатыми. Любителям буквального понимания библейских историй рекомендуется попробовать вывести сорт таким образом; это поможет им избавиться от представления о том, что Библия всегда говорит фактическую правду и непогрешима, когда дело касается биологии. Однако Иаков разбирался в своем деле, и поэтому он отобрал белых и черных животных для разведения у водопоя...

Вторая идея используется людьми уже много лет. В каждом регионе мира дикий крупный рогатый скот или овцы были одомашнены в лесах или прериях. Затем, на протяжении веков, животных с желаемыми признаками скрещивали между собой и создавали чистые породы. Такой способ получения новых пород скота должен был занять десятилетия, хотя сегодня ему помогают методы искусственного осеменения и эмбриотрансфера, что ускоряет процесс и, вопреки всему, удешевляет его. Ведь, например, нет необходимости за большие деньги случать двух животных, живущих на двух разных концах света.

Подписывайтесь на наш фейсбук
Однако современные технологии генной инженерии существуют уже четверть века: например CRISPR/Cas9, обычно называемая генетическими ножницами. Она широко вошла в сельское хозяйство, изменив селекцию новых сортов сельскохозяйственных культур и скота, и даже уже получила Нобелевскую премию (по химии). Таким образом, у нас есть возможность вносить в геномы любые изменения, которые нам нравятся или необходимы. И вызовов становится все больше. Речь идет уже не о том, чтобы получить еще больше молока и мяса или еще более мягкую и жесткую шерсть, а о том, чтобы сельскохозяйственные культуры и скот смогли выжить в условиях грядущего климатического вызова. В прошлом речь шла о морозостойкости. Сегодня мы отчаянно ищем гены, которые адаптируют сельскохозяйственные культуры и крупный рогатый скот к температурам на другом конце шкалы – к жаре. Предпринимаются попытки превратить их нежаростойкие гены в жаростойкие варианты или добавить подходящие новые гены.

Коровы готовы к пляжу

ГМО-растения стали новой нормой, хотя многие из нас по-прежнему испытывают к ним неприязнь. Поэтому законодательство, особенно европейское, пытается снять опасения людей. Мне ясно, что гены – состоящие из ДНК – в нашем пищеварительном тракте обычно полностью перевариваются и вряд ли могут заставить мутировать нас. Однако они представляют угрозу для биоразнообразия, как следует из моей недавней беседы с профессором Лукашем Лучаем из Университета Жешува. Это варьируется от вытеснения сортов, которые менее "совершенны" в данный момент (а мы не знаем, что принесет следующий момент, поэтому это опасно), до патентования семян и превращения выращенных из них растений в бесплодные (чтобы заставить фермеров покупать больше семян у производителя).

Однако введение генетических модификаций в сельскохозяйственных животных – это совсем другое дело. Ведь мы тоже принадлежим к царству животных. Как бы мы ни относились к теории эволюции, никто не может отрицать, что мы ближе к корове, чем к пшенице. Когда ученые модифицируют бактерии или люцерну, мы пропускаем это в интернете и находим более интересные темы. Когда они берутся за скот, мы останавливаемся.

И только в марте этого года, как выяснилось, Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило генетически отредактированное мясо крупного рогатого скота для потребления человеком. Это решение поможет биотехнологическим компаниям проложить путь к продаже других продуктов питания, модифицированных с помощью технологии CRISPR/Cas9. Но дело не в "новом мировом порядке"... Американские фермеры и продовольственные корпорации подсчитали: тепловой стресс вызывает потери мясного скота в США на сумму около 370 миллионов долларов в год. Это издержки в виде снижения производительности, рождаемости и повышенной смертности. Корова также может получить солнечный удар, и если повесить на ее рога какой-нибудь зонтик, ситуация не улучшится. И в ближайшие годы ситуация будет ухудшаться, а не улучшаться.

Китай превращает обезьян в…

Китайцы лидируют в использовании "генетических ножниц" для модификации сельскохозяйственных животных, обезьян и даже людей. Вот, в качестве отступления: Хэ Цзянькуй, создатель Лулу и Наны – двух девочек с геномом, модифицированным для повышения устойчивости к ВИЧ и, как оказалось, немного более высокого уровня интеллекта – был освобожден из китайской тюрьмы как раз в тот момент, когда Управление по контролю за продуктами и лекарствами США объявило о своем решении по устойчивым к перегреву коровам. Уже три года назад на страницах журнала Science можно было прочитать текст Джона Коэна о китайских попытках модификации скота за последние четверть века. Они вмешались в геном не только для того, чтобы увеличить долю мяса в рационе жителей Поднебесной. Речь также идет об органах для трансплантации – такой проект (свиньи на органы) развивается и на Западе.

Китайцы особенно известны тем, что создали трансгенных обезьян в Юнаньской высшей лаборатории биомедицинских исследований на окраине города Куньмин на юго-западе Китая под руководством Цзи Ниу. С 2014 года она получает по сути любых обезьян – моделей для изучения конкретных заболеваний человека, таких как мышечная дистрофия, аутизм и рак, расстройства сна и диабет. С измененными генами, чтобы на них можно было испытывать новые лекарства против этих болезней или анализировать их как можно эффективнее. Китайцы публикуют результаты своих исследований в ведущих западных научных журналах. Они тесно сотрудничали с Хай Цзянькуем до его ареста, но, как видите, это не повлекло для них серьезных проблем. Сегодня в Китае существует по меньшей мере четыре лаборатории, которые проводят массовые эксперименты по редактированию генома с помощью технологии CRISPR/Cas9 на больших группах обезьян.

И не только обезьян. Таким образом китайцам принадлежит первенство в модификации собак, мышей, крыс, свиней и кроликов. Эти исследования обещают не только лекарства от человеческих болезней, органы для пересадки людям, но и более качественное мясо и устойчивый к болезням скот. Однако, несмотря на множество обезьян с измененными геномами, китайские команды до сих пор опубликовали – по мнению западных экспертов – очень мало последующих исследований, чтобы охарактеризовать, что эти мутации означают для конкретного заболевания или с точки зрения лечения. Однако, процитированная Science, Дженнифер Даудна из Калифорнийского университета в Беркли, два года назад вместе с командой Эмманюэль Шарпантье получившая Нобелевскую премию за разработку метода CRISPR/Cas9, отметила, что Китай "является страной и культурой, которая действительно ценит науку и технологии.Их правительство вложило в это очень серьезные деньги, которые не пропадают зря".

Стоит закончить "обезьянью нить" в рассказе о модифицированных животных (а они, даже в Китае, редко являются источником белка в рационе) – речь идет об исследованиях, связанных с медициной человека. Создатели трансгенных животных и ученые, проводящие эксперименты на обезьянах, подвергаются в Китае меньшему общественному контролю, чем их коллеги в США или Европе. Китайцы утверждают, что придерживаются международных этических стандартов ухода за животными и их использования, а китайская общественность (что бы это ни значило в тоталитарном государстве) давно поддерживает исследования на обезьянах с целью помочь здоровью людей.

Цзи Ниу объясняет на страницах журнала Science: "Наша религия или наша культура отличается от религии западного мира, но у нас будет такая же ситуация, как сегодня на Западе, и люди начнут спорить о том, можно ли использовать обезьян для экспериментов, когда обезьяна разумна, как человек". Трансгенное мясо будет уже через два года

Вернемся к коровам, только что одобренным FDA для употребления в пищу. Американцы решили вывести собственную породу, похожую на скот из тропических и субтропических районов, который имеет чрезвычайно короткую и гладкую шерсть, что делает его более устойчивым к перегреву. Но вместо того, чтобы скрещивать техасских коров с конголезскими быками на протяжении многих поколений и кропотливо отбирать потомство, все еще мясистое, но гладкошерстное, они использовали "генетические ножницы". С их помощью ученые из биоинженерной компании Recombinetics, расположенной в Миннесоте, при сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Дэвисе изменили ген популярного в США сорта мясного скота, чтобы он походил на вариант, встречающийся в природе у животных, выращиваемых в тропиках.

Именно благодаря этому прототипу FDA вынесло решение по крупному рогатому скоту от Recombinetics менее чем через 12 месяцев, хотя до этого оно потратило годы на рассмотрение двух других генетически измененных животных, в конце-концов одобренных для употребления в пищу человеком: более быстрорастущего лосося и свинью, безопасную для людей с аллергией на свинину. Они были изменены таким образом, которые не мог состояться в природе. Напротив, генетический вариант, измененный у американских животных, может быть найден у других мясных коров, что означает, что люди уже едят такую говядину. И живут, иногда долго и счастливо. Кроме того, корова была модифицирована с помощью CRISPR/Cas9 – гораздо более точной технологии, чем традиционная генетическая модификация, используемая у свиней и лососей.

Трансгенная говядина из Миннесоты появится на рынке США – и, возможно, за его пределами – через два года. Сперма этого скота будет распространяться по всему все более теплому северу и, вероятно, станет хитом осеменения в ближайшее десятилетие. Даже если законодательство Европейского Союза пока выступает против любой генетической модификации продуктов питания, эту революцию вряд ли удастся остановить. Ну, если только мы не остановим глобальное потепление, но в этом вопросе у меня нет иллюзий. Будем ли мы "делать" CRISPR-людей, биологически более устойчивых к повышению температуры? Даже раньше, чем через сто лет, это может оказаться необходимым для выживания нашего вида.

– Магдалена Кавалец-Сегонд

TVP ЕЖЕНЕДЕЛЬНИК. Редакторы и авторы

– Перевод Денис Куценко

Источники:

https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-makes-low-risk-determination-marketing-products-genome-edited-beef-cattle-after-safety-review
https://www.science.org/content/article/china-s-crispr-push-animals-promises-better-meat-novel-therapies-and-pig-organs-people
https://www.freethink.com/science/beef-cattle-heat-stress