Генная инженерия и биоразнообразие

Arabidopsis так быстро раскрыл свои тайны, ибо геном у него не слишком велик —• «всего» 125 млн оснований. Что же дальше? Атака на другие геномы? Видимо, это не оптимальный путь, более разумная стратегия — атака на экспрессируемые гены, т. е. изуче­ние информационных РНК, синтезируемых в важных для чело­века растениях.

Уже известны последовательности таких генов и патогенов у 120 видов растений. Сегодня мы узнаем их все детальнее и все глубже понимаем их взаимоотношения. Изучение метаболических путей и генов, вырабатываемых в различных растениях в каждом конкретном случае, — вот главные направления генетической ин­женерии растений, формирующие основы новой науки — функ­циональной геномики.

В тропиках есть области и отдельные растения, которые могли бы служить музеями эволюции генов и метаболических путей. Эти области имеют наибольшее биологическое разнообразие по сравне­нию с другими районами мира: 44 тыс. видов на 1 га — рекорд, установленный во влажных тропических лесах Венесуэлы (ясно, что в холодных регионах показатели гораздо скромнее).

Сегодня мы в состоянии, проследив метаболический путь ка­кого-либо соединения, перенести его в другое растение. Это вселяет

надежду на сохранение специфики метаболических путей и, как следствие, — биоразнообразия. Изучая это разнообразие и способ­ствуя его сохранению, мы сможем убедить общество в необходи­мости генной инженерии — хотя бы для защиты лесов, лежащих в основе растительного разнообразия.

Молекулярная биология способна дать новый импульс восста­новлению лесов. Ныне в этом благородном деле активно участвуют и некоторые частные компании. Например, в начале XX в. япон­ская фирма «Toyota» располагала одной фабрикой, перерабатывав­шей хлопок. В 1930-е годы ее владельцы поняли, что на первый план выходят автомобили, и после второй мировой войны компа­ния переключилась на производство автомобилей. А ныне один из гигантов автомобилестроения способствует восстановлению лесов в Австралии, создав там производство, выпускающее миллионы са­женцев в год.

В принципе, трансгенные растения должны заметно увеличить разнообразие и сельскохозяйственных культур. Например, до сих пор селекция кукурузы в ПИТА основана на небольшом числе куль­тивируемых сортов, и в результате применяемый генофонд до­вольно беден. Семена сортов, находящихся в семенных банках, практически не используются. Для скрещивания применяют не­сколько высокоурожайных сортов. А если у нас есть гены, ответ­ственные за необходимые свойства, то, вводя их в эти сорта, мы увеличим биоразнообразие используемых сортов.

Изучая биоразнообразие, мы узнаем много нового. Открытие новых метаболических путей уже позволяет выпускать некоторые ценные продукты: масла, целлюлозу, мономеры для биорасщепля-емых полимеров, сырье для фармацевтической и химической про­мышленности.

Сегодня в генной инженерии растений все шире используются новые подходы. Это и электрофорез, л капиллярная, жидкостная, газовая хроматография, связанные с масс-спектроскопией, и дру­гие методы, дающие важную информацию о концентрации метабо­литов и метаболических путях в одном органе и даже клетке (так называемый метаболический дисплей организма). С их помощью в клетке Arabidopsis удалось найти новые вещества. Это позволяет надеяться на то, что и в других клетках обнаружится еще много ин­тересного. Точно так же, используя метаболический дисплей, можно найти неизвестные ранее способы и пути биосинтеза.

Эти подходы важны как для развитых стран, где главная проб­лема связана с перепроизводством продовольствия и где теперь можно будет получать новые «индустриальные» растения с высо-

i

кой продуктивностью и заданными свойствами, так и для развива­ющихся, где при правильной организации удастся создать сельско­хозяйственную индустрию нового типа, избежав многих серьезных ошибок прошлого и сохранив существующее биоразнообразие.

Дата добавления: 2015-10-13