Генетически отредактированные овощи — как ГМО, но безопаснее?

Осенью 2021 года в Японии начали продавать "помидоры от гипертонии" — в результате редактирования генома их плоды накапливают больше вещества, снижающего давление. Тем временем британские власти упростили регуляцию исследований по созданию генетически отредактированных растений. В России эта технология некоторое время назад получила поддержку правительства. Рассказываем, чем редактирование генома отличается от модификации — и чем это отличие важно для нас

ГОО — не то же самое, что ГМО?

В каком-то смысле редактирование генома ближе к естественным процессам. Для создания генетически модифицированных сельскохозяйственных культур и животных ученые обычно выделяют ген из одного организма и вводят его в ДНК другого. Хрестоматийный пример — кукуруза, модифицированная бактериальным геном, который превращает ее сок в инсектицид. Попадая в кишечник насекомого, сок становится ядовитым и приводит к его смерти. Так растение само защищает себя от вредителей.

Добиться того же эффекта в результате традиционной селекции практически невозможно. Селекционеры только способствуют отбору генов — чтобы полезные мутации могли закрепиться в будущих поколениях. Это называется вертикальным переносом генов. В генной инженерии используют горизонтальный перенос. В природе он тоже встречается, но в основном между вирусами и бактериями. Именно у них ученые и позаимствовали ферменты, которые разрезают и сшивают ДНК.

Редактирование генов вносит мутацию, которая может произойти и без нашего вмешательства. Например, в случае с японскими помидорами из генома был удален участок, который отвечает за торможение синтеза ГАМК. Это соединение выполняет много важных функций в нашем организме и, помимо прочего, снижает артериальное давление. То есть в растение не добавили никаких новых генов, которые бы естественным образом там не встречались.

При этом в природе часто возникают случаи, когда при селекции какой-то важный ген оказывается за бортом. Например, пару лет назад ученые установили, что в ходе селекции окультуренный томат потерял ген, ответственный за синтез особенно пахучих соединений. Именно они придавали плодам дикого томата притягательный аромат. В какой-то момент ген просто выпал, потому что растениеводов интересовали совсем другие качества — устойчивость к морозам и перевозке.

Значит, продукты с отредактированным геном безопаснее?

Позиционирование ГОО как безопасной альтернативы ГМО — скорее маркетинговый ход. Это подтверждают и представители компании Sanatech Seed. Новый сорт томатов компания намерена продвигать, наклеив на упаковки надпись "улучшено с использованием технологии редактирования генома". По словам ее главы Такеситы Тацуо, у потребителей часто возникают негативные ассоциации, когда они слышат о продуктах с измененным геномом. 

При этом нет серьезных оснований считать, что и продукты с добавленными генами опаснее, чем обычные. Первые ГМ-растения для коммерческого использования были выведены в США еще в 1980-х годах. С тех пор были проведены тысячи исследований, которые не выявили каких-либо рисков для здоровья потребителей. Сегодня большая часть таких культур — это соя, кукуруза, картофель, рис и сахарная свекла. Изменения в их геном в основном вносят, чтобы сделать их устойчивыми к сорнякам, насекомым и морозам.

Несмотря на это, запреты на использование генной инженерии в сельском хозяйстве сохраняются. Одни страны разрешают выращивание и импорт ГМ-культур (например, США), но с обязательной маркировкой; другие запрещают только выращивание, но разрешают импорт (например, Австрия и другие страны Евросоюза); третьи запрещают и выращивание растений, и импорт семян (например, Россия). Но технология редактирования генов может изменить ситуацию.

Какая разница — ГОО или ГМО? Это же все ненатуральное!

Как минимум здесь есть неоднозначность в терминах, которой пользуются юристы. Что делает генетически модифицированный организм "ненатуральным" — способ создания или состав? В Европе и США на это смотрят по-разному. Евросоюз определяет ГМО как организм, "генетический материал которого был изменен способом, не происходящим в природе путем спаривания и/или естественной рекомбинации". С этой точки зрения между ГМО и ГОО различий нет.

В США принято другое определение: "что-либо, содержащее обнаруживаемый генетический материал, измененный с помощью лабораторных технологий, модификацию которого невозможно найти в природе". Другими словами — не важно, каким способом было получено растение, если такой же результат мог получиться сам. Это определение входит в новый закон о маркировке, который действует с 2020 года. Формально это означает, что ГОО в США приравнены к обычным продуктам селекции. Еще в 2016 в США были допущены на рынок без специальной регистрации отредактированные шампиньоны, которые не темнеют на воздухе.

В России сейчас действует закон, который запрещает ввозить в страну семена растений, "генетическая программа которых изменена с использованием методов генной инженерии и которые содержат генно-инженерный материал, внесение которого не может являться результатом природных процессов". Ключевая часть здесь последняя — и она сближает наш подход с американским.

Значит, в России могут появиться отредактированные овощи?

Два года назад российское правительство приняло программу развития генетических технологий до 2027 года. Особое внимание авторы уделили технологии редактирования генома: "Существующие сорта и гибриды сельскохозяйственных растений и породы животных получены в результате длительного отбора, направленного на формирование требуемых признаков. Генетические технологии, предполагающие направленное изменение собственных генов растения или животного без внесения чужеродного генетического материала, дают такой же конечный результат".

К концу действия программы запланировано создание 30 видов (не менее четырех сельскохозяйственных культур из числа основных в России — пшеница, картофель, сахарная свекла, ячмень и другие) генетически отредактированных животных и растений. Причем цель не сугубо научная, а именно практическая: речь идет о новых сортах, "востребованных в реальном секторе экономики". Но когда начнется внедрение этих культур — пока сказать трудно.

Важный шаг на пути к этому — изучение геномов растений — уже сделан. С 2019 года в России действуют три исследовательских центра, которые уже закончили расшифровку нескольких геномов. Курчатовский геномный центр разработал пшеницу с укороченным сроком колошения и картофель, который не накапливает сахара на холоде. По словам вице-премьера Татьяны Голиковой, эти технологии уже внедряются агрохолдингами и фермерскими хозяйствами.

А нужны ли нам вообще отредактированные культуры?

Во-первых, это может стать преимуществом отечественных компаний в конкурентной борьбе. Уже сейчас производители генно-инженерных культур могут получать более высокие урожаи. Например, как утверждает директор растениеводческого предприятия Денис Головин, созданные с помощью этих технологий сорта свеклы могут давать урожайность почти в два раза большую, чем обычные сорта. Более свободное законодательство в области редактирования растений на продажу может сделать Россию более привлекательной для инвестиций в сельское хозяйство.

Кроме того, редактирование генома может вывести на прилавки более вкусные и полезные овощи. Скажем, в Институте биоорганической химии РАН несколько лет назад вывели сорт картофеля с частично отключенным геном вакуолярной инвертазы, которая определяет содержание крахмала в клетках. При производстве чипсов из такого картофеля должно получиться меньше акриламида — вещества, которое подозревают в канцерогенном воздействии на организм. А если снизить концентрацию амилопектина в том же картофеле, он станет менее калорийным. Для тех, кто худеет, это будет преимуществом.