- •Родоначальник
- •Ученики — мнимые и подлинные
- •Последователи
- •Днк крупным планом
- •Образец упаковки молекулярных структур в клетке
- •Главный секрет — упаковка
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Главная цель - клетка
- •И что же это значит?
- •Расширяя понимание природы
- •Что сулит миру наукоемкое сельское хозяйство?
- •Чего ждать от биотехнологии
- •Устоим ли против невежественных фанатиков?
- •Заключение
- •Об авторе
- •Зачем нам трансгенные растения
- •Накануне больших перемен
- •Генная инженерия и биоразнообразие
- •Что сделано
- •Что дальше
- •Проблемы внедрения
- •Ответственность перед обществом
- •«Золотой миллиард» или «золотой» рис?
- •Экскурс в историю и клеточную биологию
- •Экскурс в медицину и социологию
- •Экскурс в футурологию и этику
- •О еде и окружающей среде
- •Колорадский жук предпочитает не Колорадо, а Россию
- •Соя и хлопчатник
- •О «безопасности» и «экологической чистоте»
- •Перенос переносу рознь
- •Природные механизмы гпг
- •Гпг: опасности мнимые и подлинные
- •Бактерии и антибиотики
- •От растений — к бактериям
- •Не перенесем ли «что-нибудь» за обедом?
- •Почему же растет устойчивость к антибиотикам?
- •Могут ли обмениваться свойствами далекие виды?
- •«Горизонтальный» перенос — механизм эволюции
- •Паразитирование как высшая форма адаптации
- •«Вседозволенность» вирусного переноса
- •Ограничения все-таки есть
- •«Горизонтальный» перенос в эволюции
- •Эффективное средство биотехнологии
- •Почему об этом надо знать
- •Как бактерия «обманывает» растения, а ученые — бактерию
- •Как это выглядит на практике j
- •Стимул — трудности
- •Пушки вместо бактерий
- •Три «поколения» трансгенных растений
- •Основные трансгенные культуры в 2003 г. (% от общей площади посевов)
- •«Золотой» рис — манна земная
- •Что родится в дискуссии?
- •Доводы «против»
- •Мнение специалистов
- •: Общая позиция
- •Зачем все это
- •Надо набраться терпения
- •Что ж, вернемся к основной теме разговора. Итак, в борьб с органическими загрязнителями мы можем рассчитывать на по мощь наших друзей-микробов. Как же все это выглядит на прагс тике?
- •Их тоже запахивают в почву?
- •В заключение — несколько слов о проблемах и перспекти- I вах этого направления, вселяющего надежду на то, мы победим за- I грязнения, а не они нас.
- •Биоремедиация
- •Биодеградация
- •Носители информации
- •Эволюция генетических систем деградации ксенобиотиков
- •Интродукция биодеструкторов
- •Новый этап
- •«Шоковая терапия» для генной терапии
- •Альтернатива смерти — лечение, связанное с риском
- •«Почему» и «как» современной генетики
- •Аргументы и факты
- •Вредны ли гм-продукты?
- •Пестициды и генная инженерия
- •Распространение измененных генов
- •«Притянутые» проблемы
- •Кредо — безграмотность
- •О чем не сказано
- •Об организации общественных кампаний
- •РРавда рРопагандистов рРироды
- •Невинный грех простоты
- •Ложь во спасение
- •Великая битва с химерами
- •Рождение дьявола
- •Опасна ли генная инженерия?
- •Есть или не есть?
- •Спасет ли мир биотехнология?
- •Табак без никотина
- •Листья превратим в цветы?
- •Светящийся от жажды
- •Вакцины из гм-растений
- •Витаминный салат с крысиными генами
- •Лучше поздно, чем никогда
- •Словарь специальных терминов*
- •Часть 1. Методическое пособие для учителя. — м., 2002. 88 с. Часть 2. Рабочая тетрадь. — м., 2002. 160 с. Ббк т4.200.50
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
44
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-
45
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.