Генетический инженер растений

Пока политики и потребители определяются со своим отношением к генетически модифицированным растениям, попробуем представить, как могла бы выглядеть лаборатория генетической инженерии в будущем. Сначала биотехнолог подбирает для работы гены в базе данных, отправляет файлы с последовательностями нуклеотидов через интернет в компьютер синтезатора, и уже на следующий день заказанные гены приходят в лабораторию в виде готовых молекул. В стерильных боксах лаборанты в белых халатах встраивают свежесинтезированные молекулы ДНК в геном растений. Растительные экспланты со встроенными ДНК-молекулами сначала растут в колбах, позже их переносят в огромные теплицы. На каждом растении – электронный чип со всей нужной информацией. В полностью автоматизированных теплицах за растениями наблюдают видеокамеры и датчики. Как только появляется растение с нужными характеристиками, робот тут же отбирает его для последующей селекции, собирает и взвешивает семена, снабжает их этикеткой со штрих-кодом и отправляет в хранилище. В год такая лаборатория сможет производить около 50 000 трансгенных растений. Впрочем, это не будущее, а вполне реальное настоящее: именно так выглядит лаборатория фирмы Cropdesign в Бельгии на платформе TraitMill.

Если такие технологии существуют уже сейчас, что же ждет нас в будущем? К сожалению, чудес биотехнологии с растительным геномом «под заказ» придется подождать. «В молекулярной биологии мы наблюдаем тот редкий случай, когда скорость развития технологии значительно опережает наши знания. Современная генетическая инженерия уже способна обеспечить не только повышенную резистентность к гербицидам или устойчивость к вредителям, – говорит Руслана Радчук, научный сотрудник отдела молекулярной генетики Инсти- Гатерслебене (Германия).– Но чтобы сотворить чудо, сначала надо найти те гены, которые привнесут в растение нужное качество. Однако на сегодняшний день треть генов в растениях вообще не изучены, роль еще половины можно только предположить. Поэтому в ближайшем будущем параллельно с грандиозными коммерческими проектами ученые продолжат изучение функций отдельных генов».

Чтобы лучше понять перспективы развития генной инженерии, стоит вспомнить самые значимые достижения последнего времени. По мнению многих ученых, настоящим прорывом можно считать создание «золотого риса», который синтезирует витамин А. На сегодняшний день это, пожалуй, один из немногих практически готовых продуктов, ценность которого очевидна не только производителям, но и потребителям. Такой рис в качестве надежного источника витамина А незаменим в регионах, где ему нет альтернатив. Кроме того, «золотой рис» – настоящая гордость биоинженерной мысли, позволившей встроить в геном целый ряд генов, обслуживающих один путь биохимического синтеза. Другим важным достижением стоит назвать производство вакцин в трансгенных растениях.

Какие качества трансгенных растений находятся сейчас под прицелом генных инженеров? Прежде всего это урожайность, повысить которую методами классической селекции уже не удается, так что все надежды возлагаются на молекулярную биологию. Ученые старательно изучают гены, ответственные за устойчивость к засухе, защиту от вредителей и прочих неблагоприятных факторов. В ближайшей перспективе, по-видимому, именно это направление останется основным.

Вторым важным направлением будет улучшение питательных качеств растений: изменение биохимической композиции семян, повышение содержания белка, полиненасыщенных жирных кислот, антоцианов, увеличение содержания витаминов и уменьшение – аллергенов и плохоперевариваемых компонентов.

Еще одно направление – производство лекарственных препаратов и вакцин. Пока что лекарственные препараты, содержащие белок, производятся в основном с помощью бактерий, но использование для этого трансгенных растений в будущем выглядит весьма перспективно. Правда, не в качестве «растительных таблеток» или «растительных прививок» (при этом возникают проблемы с точной дозировкой), а в качестве растительных биофабрик, синтезирующих лекарства, которые затем выделяют из растений. Впрочем, подобные биофабрики тоже уже существуют.

Наконец, самое молодое направление – разработка трансгенных растений для технологических нужд: от изменения композиции картофельного крахмала для бумажной промышленности до производства паутинного полимера для хирургии.

Дата добавления: 2015-12-07