На российском рынке появился первый генетически измененный продукт — соя, получившая официальный сертификат Минздрава. Несмотря на стремительное распространение новой пищи во всем мире, генные инженеры и экологи пока не могут найти общий язык в споре о ее безопасности. "Коммерсантъ" уже излагал аргументы противников "пищи Франкенштейна" (#186 от 07.10.98; #81 от 15.05.99). Сегодня мы предоставляем слово в защиту биотехнологии заместителю директора по науке центра "Биоинженерия" РАН АЛЕКСАНДРУ ГОЛИКОВУ.
Александр Голиков — ответственный секретарь межведомственной комиссии по проблемам генно-инженерной деятельности, член бюро специальной рабочей группы ООН по разработке "Протокола по безопасному использованию, обращению и передаче живых модифицированных организмов, являющихся результатом биотехнологии".
Идет овца лохматая...
На протяжении всей истории своего существования человечество стремилось к созданию более эффективных и дешевых источников пищи. На выведение новых сельскохозяйственных растений и животных тратились долгие годы и бесконечные усилия. Происходило это потому, что в традиционных методах селекции колоссальную роль играет интуитивный фактор. Селекционер пытается осуществить скрещивание, не зная точно, какая комбинация генов и свойств получится в результате. Поэтому проблема эффективного производства продовольствия не решена до сих пор. По данным ООН, каждые 70 секунд один человек в мире умирает от голода. К тому же в ближайшие 50 лет человечество потребит больше продовольствия, чем за всю свою предыдущую историю.
В настоящий момент наиболее совершенным методом, позволяющим с математической точностью наделить организмы (живые вакцины, микроорганизмы, растения, животных) необходимым набором свойств, является генная инженерия. Суть ее заключается в следующем. Главный носитель наследственной информации — ДНК — несет набор генов, отвечающих за синтез специфичных белков, которые регулируют биологические свойства организма. Используя методы молекулярной биологии, можно выделить (или синтезировать) ген одного организма и встроить его в строго определенное место ДНК другого организма с тем, чтобы он "заработал". Главная цель генной инженерии — это создание живых организмов, которые могли бы производить новые вещества или выполнять новые функции. Такие организмы называются генетически модифицированными, или трансгенными.
Областью применения генной инженерии является, во-первых, сельское хозяйство — производство растений и животных с улучшенными диетическими, пищевыми и технологическими характеристиками (например, растений, защищающих себя от болезней и вредителей). Во-вторых, медицина — производство лекарственных средств нового поколения (например, гормон роста человека для лечения карликовости, вакцины против гепатита B, малярии и многих других заболеваний), лечение наследственных заболеваний человека (генотерапия), И, в-третьих, экология — разработка щадящих биологических технологий восстановления загрязненных экосистем, экологически безопасных технологий обогащения сырья, снижения экологической вредности ряда химических производств. Примером экологически щадящей природоохранной технологии является способ, при помощи которого в Австралии сумели справиться с эрозией почв, возникшей в связи с вытаптыванием земли многочисленными стадами овец. В клевер, который является основной пищей овец, ввели ген подсолнечника, повысив содержание в нем серы. Корм, богатый серой, позволил увеличить количество шерсти, настригаемой с одной овцы, что дало возможность снизить поголовье овец и предотвратить дальнейшую эрозию почвы.
"Я не изобретаю, я открываю"
В последнее время проблема использования достижений генной инженерии оказалась в центре общественного внимания. Рассмотрение этой проблемы стало даже отдельным вопросом июньского коммюнике глав государств и правительств "большой восьмерки". Противники генной инженерии — общественные организации экологического толка — выдвигают ряд аргументов против использования биотехнологий, доказывая опасность генной инженерии. Важно определить, какие из этих аргументов разумны, а какие, мягко говоря, не очень.
Первым аргументом "против" является то, что, осуществляя генно-инженерные модификации, человек вмешивается в "божественную" функцию природы (Творца). Этот аргумент относится более к области этики, чем науки. Однако нужно заметить, что, создавая генную инженерию, человек не изобретал ничего нового — он лишь использовал природный механизм. Ведь в любом живом организме есть подвижные генетические элементы (транспозоны), при помощи которых гены меняют свое положение в геноме организма. Кроме того, передача генов между организмами является в природе одним из главных факторов эволюции. Так что на обвинения во вмешательстве в Божий промысел генетик мог бы ответить словами Пикассо: "Я не изобретаю — я открываю".
Второй аргумент "против" — это опасения нежелательного воздействия генно-инженерной конструкции на генетический аппарат человека и животных при употреблении пищи, полученной из генетически модифицированных источников. Этот аргумент, который формулируется фразами типа "съел сосиску — стал мутантом", с научной точки зрения совершенно несостоятелен. Каждый день человек потребляет с пищей мириады "чужих" генов и, несмотря на это, остается самим собой. Природа специально создала желудочно-кишечный тракт таким образом, чтобы исключить возможность воздействия "чужих" генетических конструкций, всегда попадающих в организм с пищей, на генетический аппарат того, кто эту пищу ест. Именно благодаря такому устройству пищеварительной системы мы и существуем в том виде, в каком были созданы природой.
Третий аргумент "против" — это развитие устойчивости к антибиотикам у микробов за счет передачи в них маркерных генов устойчивости к антибиотикам от генетически модифицированных организмов. Это действительно научный аргумент. Возможность передачи свойств устойчивости к антибиотику существует, и риск возникновения антибиотической устойчивости должен оцениваться. С этим никто из специалистов по генной инженерии не спорит. Однако необходимо представлять вероятность реализации такой передачи. Британские ученые количественно оценили частоту передачи гена устойчивости к антибиотику ампициллину от деревьев к микроорганизмам почвы. Эта частота составила исчезающе малую величину — в среднем на 12-14 порядков ниже, чем частота возникновения природной антибиотической устойчивости, которая составляет около 20%.
Четвертым аргументом "против" является опасение вызвать появление "суперсорняков" при создании сельскохозяйственных растений, устойчивых к гербицидам. В принципе "суперсорняк" может появиться двумя способами. Первый — это когда растение самосевом распространяется за пределы посевных площадей. Второй — это образование способных к размножению гибридов с дикорастущими родственниками с передачей им устойчивости к гербициду. В первом случае вероятность выжить в конкуренции с окружающими дикими растениями у сельскохозяйственной культуры мала. Второй случай более вероятен, но он поддается точной количественной оценке, которая производится всякий раз перед принятием официального решения на использование растения. К тому же большинство генетически модифицированных сельскохозяйственных растений намеренно производятся стерильными, что исключает возможность скрещивания.
Пятый аргумент "против" — это возникновение устойчивости к средствам защиты у вредителей в том случае, когда применяются сельскохозяйственные растения, которые сами защищают себя от вредителей. Например, картофель, в который встроен ген белка Bacillus thurigiensis (Bt), вследствие чего колорадский жук не может его есть. Опасения у "зеленых" вызывает возможное "привыкание" вредителя с последующим образованием устойчивой популяции жука. Такое событие может реализоваться в том случае, когда концентрация Bt-белка в зеленой массе находится на уровне летальной. В действительности же концентрация этого белка в используемых растениях в четыре-пять раз превышает летальную.
Шестой и, по-видимому, последний из аргументов "против" — это нежелательное воздействие генетически модифицированных организмов на сохранение биологического разнообразия, "засорение генофонда", вытеснение и уничтожение эндемичных видов и пр. Оппоненты генной инженерии допускают в данном случае произвольную и однобокую трактовку проблемы. Может ли организм оказывать нежелательное воздействие на окружающую природную среду? Может и, более того, обязательно оказывает, особенно если это сельскохозяйственное растение или животное. Причем оказывает вне зависимости от факта своей генетической модифицированности. Эффект можно оценить, только сравнивая воздействие традиционного организма с воздействием модифицированного. Монокультуры в сельском хозяйстве являются самой страшной "экологической бомбой" из всех, что может придумать человек. Трансгенные растения позволяют, и с этим никто уже не спорит, многократно уменьшить посевные площади, значительно снизить применение удобрений и ядохимикатов. Поэтому в целом принятие решения должно учитывать соотношение допустимого риска к выгоде и рассматриваться в обязательном сравнении с традиционно используемой технологией.
Риск есть всегда
Все сказанное не означает, что не надо формулировать и взвешивать возможный риск при создании генетически модифицированных источников пищи. Введение "новых" генов означает присутствие новых, не свойственных растению или животному химических соединений (белков и продуктов метаболизма). Именно детальная оценка потенциального воздействия этих "новых" веществ на организм того, кто потребляет пищу, их содержащую, и ложится в основу механизма выдачи обязательного официального разрешения на использование модифицированных источников пищевых (кормовых) продуктов. К счастью, именно в случае генной инженерии мы досконально знаем, какие вещества присутствуют в пище. Оцениваются такие факторы, как аллергенность, токсичность и пр. Государственный механизм оценки подобного риска и выдачи разрешения существует во всех странах. Примером того, как этот механизм действует, является отказ от создания генетически модифицированной сои с геном бразильского ореха для увеличения жирности. Белок бразильского ореха является сильным аллергеном и сохраняет это свойство в сое, поэтому, несмотря на замечательный эффект увеличения содержания масла, было принято решение отказаться от дальнейших разработок.
У ряда специалистов вызывает страх возможность использования генной инженерии для создания биологического оружия и то, что "сумасшедшие ученые" тайком в подпольных лабораториях будут творить безобразия. Теоретически нельзя отвергать такой вариант. Однако для того, чтобы сделать живой модифицированный организм, который самостоятельно мог бы выжить в природе, надо провести колоссальную работу, которая требует усилий многих людей и огромных затрат, часто измеряющихся сотнями миллионов долларов. Реализация этой задачи возможна только с участием государства или очень мощной компании. Трудно представить себе, что крупная компания будет действовать на свой страх и риск при осуществлении крупных проектов и не координировать свою активность с государством. Если же государство поставило целью создание угрожающих организмов, то это политика государства и ни в коей мере не относится к области генной инженерии.
Во всех странах, где ведутся биотехнологические разработки, существуют государственные структуры, регулирующие деятельность в области генной инженерии и использования ее результатов. Активно участвуют в разработке норм безопасности ВОЗ и другие агентства ООН. В России эта деятельность координируется межведомственной комиссией по проблемам генно-инженерной деятельности, созданной правительством Российской Федерации в 1997 году. С 1 июля импортеры, ввозящие генетически измененную продукцию в Россию, обязаны сертифицировать ее в НИИ питания РАМН или государственном центре "Биоинженерия", которые уполномочены Минздравом.
Человек — не колорадский жук
Тем не менее во многих европейских и некоторых азиатских странах "активисты" уничтожают посевы и посадки трансгенных растений, приводят в негодность поля. Иногда таких "активистов" сравнивают с луддитами, уничтожавшими станки на заре эры механизации производства. Экономическая подоплека кампании лежит на поверхности. Перепроизводство сельскохозяйственной продукции в Европе привело к тому, что до 50% своего бюджета ЕС тратит на дотации сельскому хозяйству. И сейчас уже фермеры протестуют против своей недостаточной занятости. Поэтому новая технология им не нужна. Она повысит эффективность сельского хозяйства, еще больше уменьшив занятость фермеров и значительно снизив европейские цены. А это чревато социально-экономическими потрясениями, последствия которых трудно переоценить. К тому же остаются не у дел многие компании-производители ядохимикатов и средств защиты растений, бизнес которых оценивается в десятки, если не в сотни миллиардов долларов в год. Косвенным доказательством того, что именно экономические причины являются генератором пропагандистской войны, служит и тот факт, что ни одна область применения генно-инженерной технологии, кроме сельскохозяйственной, не вызывает столь бурного противодействия. Нет никакого шума по поводу производства лекарственных средств и живых вакцин, генотерапии.
К сожалению, в эту войну втягиваются и СМИ, тиражирующие многочисленные мифы о трансгенных продуктах. Одним из них является миф о запрете в Европе трансгенных растений и продуктов, изготовленных из них. Это неправда. В Европе десятки тысяч гектаров земли заняты под трансгенные растения. Более того, 7 июля этого года председатель Европейской комиссии П. Йоргенсен заявил о том, что Европейская комиссия намерена принять строгие меры в отношении Франции, которая в одностороннем порядке запрещает трансгенный рапс, одобренный комиссией для использования в странах ЕС.
Другой миф, подхваченный прессой,— это опасность распространения картофеля, устойчивого к колорадскому жуку. Дескать, даже жук его не ест — вредно, зачем же мы будем? Приходит на ум старая сказка про вершки и корешки: жук ест вершки (листья), именно там находится Bt-белок, ядовитый для него, а в клубнях (корешки, которые ест человек) этого белка нет. К тому же обработка картофельных полей Bacillus thurigiensis является стандартным способом борьбы с вредителем уже на протяжении 40 лет. Такая обработка возможна потому, что "несъедобный" для узкой группы жесткокрылых белок является абсолютно безвредным для теплокровных. Bacillus thurigiensis — один из самых распространенных микроорганизмов почвы и всегда присутствует в пище человека.
Еще один пример — прокатившаяся совсем недавно волна осуждения генетически модифицированных растений в связи с угрозой для исчезающего вида бабочки "Монарх". "Обвинение" основывалось на информации, что "Монарх", съедая пыльцу кукурузы, содержащей Bt-белок, погибает. Бабочка и должна погибать от этого белка. Умалчивалось только о том, что бабочки не едят пыльцу растений, поэтому кормили бабочек в лабораторных условиях искусственно приготовленным из пыльцы нектаром. Допускаем, что пыльца может попасть на листья, которыми питается гусеница бабочки, и вредить ей. Однако кукуруза цветет тогда, когда гусениц нет. К тому же вся проблема исчезновения "Монарха", равно как полезных насекомых и птиц, вызвана применением химических средств защиты растений. Использование модифицированной кукурузы позволяет отказаться от этих средств. Между прочим использование растений, содержащих ген Bt-белка, помогло бы нам кардинально защитить свои посевы от саранчи, проблема которой последние несколько недель будоражит всю страну, с безысходностью наблюдающую за нашествием полчищ насекомых.
Мифом является также влияние модифицированного картофеля на пищеварительную и иммунную системы млекопитающих, о чем пресса заговорила в прошлом году под знаменем борьбы за защиту "последнего честного ученого" д-ра А. Пуштаи (Институт питания, Эдинбург). Д-р А. Пуштаи исследовал влияние трансгенного картофеля на лабораторных крыс и показал угнетение пищеварительной и иммунной систем подопытных животных. Он немедленно опубликовал в средствах массовой информации заявление о вреде трансгенного картофеля, за что был сразу же "несправедливо" уволен и приобрел ореол "мученика за правое дело". Что здесь правда, а что миф? Д-р А. Пуштаи известен во всем мире как высокопрофессиональный специалист в области гигиены питания. Он действительно кормил крыс трансгенным картофелем. Зачем он это делал? Целью эксперимента было выяснение влияния лектина на пищеварительный тракт. Лектин — это белок, который способен связываться кишечной поверхностью и угнетать пищеварение. Лектин содержится в бобовых. Для удобства эксперимента в качестве корма был выбран картофель, в который специально для этого эксперимента был введен ген лектина из южноамериканских бобовых (самих по себе весьма ядовитых). Удивляться нужно не тому, что подопытные животные пострадали, а тому, что уважаемый ученый делал безответственные политические заявления, не соответствующие целям и результатам эксперимента. За что, собственно, он и был уволен. Никаких намерений и разрешений использовать эту модификацию картофеля в каких-либо других целях никогда и ни у кого не было. Институту питания из Шотландии пришлось публиковать официальные извинения.