Готова ли Швейцария к технике редактирования генома?

Страшные буквы ГМО — это уже в прошлом, сегодня речь идет о CRISPR/Cas9? Что это такое и в чем разница? Sam Falconer, Debut Art / Science Photo Library

Страшные буквы ГМО — это уже в прошлом, сегодня речь идет о CRISPR/Cas9 или о так называемых геномных ножницах. В Швейцарии был введен мораторий на выращивание любых генетически модифицированных культур, однако несмотря на всеобщий скепсис генетически модифицированные сорта постепенно приживаются и на швейцарской почве.

Этот ячмень выращивают в режиме строгого контроля всего в двух шагах от одного из сонных окраинных кварталов Цюриха. Почему контроль? Потому что это не обычный ячмень, а генно-модифицированный сорт Golden Promise — настоящая звезда первого в истории Швейцарии проекта по полевому культивированию растения, гены которого были отредактированы с помощью технологии «геномных ножниц» CRISPR/Cas9. Редактирование геномов (также известное как «редактирование генов») подразумевает метод изменения ДНК живых организмов, таких как растения, животные и люди.

Селекционеры уже много лет изменяют гены с целью выведения улучшенных сортов сельскохозяйственных растений, но последние технологические достижения позволили редактировать геномы организмов быстрее, дешевле и точнее. Одним из инструментов для этого является CRISPR-Cas9 (короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами, и ассоциированный белок Cas9 / clustered regularly interspaced short palindromic repeats and associated protein 9). Открытый в 2012 году, этот инструмент действует подобно ножницам, разрезая ДНК в определенном месте, что позволяет очень точно изменять характеристики растения — от цвета и размера овощей или фруктов до их питательности и способности противостоять болезням и пестицидам.

Подробнее читайте по ссылке в нашем материале из архива:

Использование таких «генетических ножниц» позволяет на порядок более точно манипулировать нужными человеку факторами и признаками, обычная селекция растений такого результата не даёт, более того, удаление нежелательного признака, такого как уязвимость к болезням, или добавление желательного признака, такого как засухоустойчивость, может быть достигнуто всего за пару лет, а не за десятилетия селекционной работы.

Что касается упомянутого швейцарского ячменя, то цель проекта состоит в том, чтобы отключить у него при помощи CRISPR/Cas9 ген CKX2, который участвует в регуляции образования семян. Японские ученые уже успешно апробировали этот метод с целью повышения урожайности риса. Ученые из швейцарского Федерального сельскохозяйственного НИИ Agroscope в партнерстве со Свободным университетом Берлина (Freie Universität Berlin) надеются на такие же результаты в отношении ячменя.

Швейцарское поле экспериментов

«По сравнению с традиционной селекцией этот метод может быть чрезвычайно точным», — говорит Роланд Петер, эксперт в области селекции растений и глава отдела стратегических научных исследований в НИИ Agroscope. «Хотя мы и можем сейчас вызывать мутации с помощью уже имеющихся в настоящее время средств селекции, результаты получаются все равно во многом случайным образом. Вы не можете управлять этими процессами, в данном же случае мы получаем способность именно управлять ими и воздействовать пока, правда, только на один ген».

Поле швейцарских сельскохозяйственных экспериментов огорожено электрическим забором, вдоль которого регулярно совершает свой контрольный обход сотрудник ЧОПа в сопровождении сторожевой собаки. Этот объект существует с 2014 года, после того как в 2013 году швейцарский парламент принял решение о финансировании такого объекта в порядке «экспериментального пилота». Дабы же не допустить актов вандализма, уже имевших место в 2028 году в отношении этого поля, на котором тогда выращивалась генетически модифицированная пшеница, было решено поставить участок под круглосуточную охрану.

Не одно и то же

Швейцарские законодательные нормы и правила не отличают пока технологию CRISPR/Cas9 от общеизвестного ГМО, технически же это далеко не одно и то же. В отличие от генетически модифицированных организмов (ГМО), выращиваемый здесь ячмень не содержит генов другого вида. Какие бы признаки ни были введены с помощью технологии CRISPR, теоретически они могут развиться и в природе, просто в таких условиях на это потребуется куда больше времени. Так что очевидно, что правовое регулирование этой сферы в Швейцарии пока явно не успевает за научными достижениями.

«У нас в Европе и в Швейцарии действует уже довольно устарелое законодательство, регулирующее генные технологии, оно слепо в отношении тех изменений, которые можно внести в генную структуру растения с помощью методов направленного редактирования генома. Законодательно зафиксированной разницы [между редактированием генома и трансгенной модификацией] в настоящее время нет», — говорит Роланд Петер. А это означает, что, как и в случае с генетически модифицированными культурами, ученым для работы с «геномными ножницами» следует получать особые разрешения от Федерального Ведомства Швейцарии по охране окружающей среды (BAFU), и этот процесс может растягиваться на срок до полугода. Кроме того, ученые обязаны исключать случайный выброс за пределы экспериментального поля модифицированного генного материала.

Нежелание швейцарского правительства снять все запреты и ограничения с генной инженерии объясняется волей народа: он в большинстве своем пока выступает против генетически модифицированных продуктов питания. После общенационального референдума в 2005 году на все виды ГМО был наложен мораторий, который допускал исключения только с целью научных исследований. Мораторий неоднократно продлевался и в настоящее время действует до 2025 года. В марте 2023 года швейцарский федеральный парламент поручил правительству подготовить проект федерального закона с целью запуска в широкий оборот системы сертификации растений и семян, созданных с использованием технологии CRISPR.

Это позволит наконец законодательно отличать «геномные ножницы» от пресловутого ГМО, разрешив выращивать в тестовом порядке культуры, подвергнутые редактированию методом «геномной инженерии». Подразумевается, что, не имея в себе чужеродных генов и обеспечивая дополнительные преимущества для сельского хозяйства, такие культуры станут одновременно как вкладом в охрану окружающей среды, так и шагом навстречу нуждам потребителей. Ожидается, что проект этого закона будет представлен правительством парламенту для рассмотрения уже во второй половине 2024 года, скорее всего, в сентябре.

Широковещательные обещания быстрого прогресса

Среди тех, кто, вероятно, примет участие в процессе консультаций, находится и расположенный в швейцарском городе Фрик недалеко от немецкой границы Научно-исследовательский институт органического сельского хозяйства (Forschungsinstitut für biologischen Landbau FiBL), один из ведущих мировых институтов в своей области. Этот НИИ, разумеется, весьма обеспокоен потенциальным влиянием технологии направленного редактирования генома на органическое земледелие, видя в ней конкурента, а потому он готовит собственную официальную позицию по этому вопросу.

«Мы вполне видим потенциал редактирования генома, он может помочь сократить масштаб применения синтетических пестицидов. Однако мы опасаемся, что широковещательные обещания быстрого прогресса (достигаемого при помощи „генетических ножниц“) приведут к заморозке важных и срочно необходимых преобразований в области разработки более экологически устойчивых технологий ведения сельского хозяйства», — говорит Моника Мессмер, руководитель лаборатории селекции растений при FiBL.

Не вполне она согласна и с утверждением, что метод редактирования генома полностью безопасен, коль скоро он, якобы, приводит к мутациям, идентичным тем, что происходят в природе естественным образом. Моника Мессмер утверждает, что эти изменения основаны на генной инженерии, технически вмешивающейся в процессы, масштабы которых куда более мелкие по сравнению с масштабом обычной клетки, а потому этот процесс и не носит характер естественного процесса.

Однако процесс всё равно уже пошел. Сельскохозяйственная корпорация Syngenta, базирующаяся в Швейцарии, но купленная в 2017 году китайским государственным концерном ChemChina, уже применяет направленное редактирование генома в своих гибридных сортах с особым акцентом на пропашные культуры, такие как кукуруза и соя.

«Метод редактирования генома проще, быстрее и дешевле, нежели ранние форматы генетической модификации растений», — сообщил представитель компании по электронной почте порталу SWI swissinfo.ch. «Например, запатентованный компанией Syngenta метод HI-Edit позволяет селекционерам модифицировать культуры на самых различных этапах НИОКР, а это очень важно, поскольку такой метод позволяет существующим селекционным программам гибко реагировать на новые вводные, например, на изменения климата и на появление новых вредителей».

Современная альтернатива походу в ресторан

В июне 2024 года компания Syngenta объявила о том, что она бесплатно поделится правами на свои технологии редактирования генома и селекции с мировыми академическими кругами, с тем чтобы стимулировать сельскохозяйственные инновации и пополнить набор селекционных инструментов, доступных агрономам. «Редактирование генома — это современная альтернатива методу скрещивания растений, подобно тому как заказ еды в Uber Eats — это современная альтернатива походу в ресторан. Традиционные способы селекции по-прежнему эффективны в плане достижения конечного результата (разведения растений или обеспечения питания людей), но новые, основанные на инновационных технологиях инструменты делают все эти процессы проще и удобнее», — указал представитель компании Syngenta.

Моника Мессмер из НИИ FiBL обеспокоена тем, что потребители пока не могут сами решать, что им больше нравится — заказывать Uber Eats или ходить в ресторан. Она опасается, что на первый план выйдет сам процесс производства продуктов питания, тогда как безопасность ингредиентов станет менее важным фактором. «Только процесс официальной сертификации может дать нам гарантию, что яблоко, которое в магазине маркируется в качестве „органически произведенного“, и в самом деле было переработано и выращено на основе правил и нормативов, действующих в Швейцарии и Европейском союзе. Фермерам и потребителям важно, чтобы процесс селекции носил прозрачный характер, и чтобы продукция маркировалась соответствующим образом вдоль всей цепочки создания добавленной стоимости. Только так фермеры и потребители смогут делать осознанный выбор».

Англоязычный оригинал вышел под редакцией Нерис Эйвери, русскоязычный оригинал подготовлен, проверен, адаптирован и научно отредактирован русскоязычной редакцией SWI / ап.