В тени CRISPR: ключевые достижения ГМО и клонирования в 2018 году
В ушедшем году биотехнологические новости в основном описывали успехи и неудачи CRISPR и других методик генного редактирования. Однако генная инженерия и клонирование продолжали стремительно развиваться и удивлять своими результатами.
Химеры на тарелке
Генно-модифицированные сельхозкультуры уже давно стали привычным элементом производства пищи. Во многих странах нужно сильно потрудиться, чтобы найти продукты, которые действительно не содержат ГМО. И это не страшно, что их уже так много: 2018 год не принес никаких убедительных доказательств, которые подтверждали бы опасность генной инженерии.
В поддержку ГМО-культур выступили даже лауреаты Нобелевской премии по химии 2018 года.
Среди новых разработок в этой сфере - ГМО-картофель, устойчивый к грибковым заболеваниям. Его выращивание требует на 80-90% меньше пестицидов. Кроме того, генная инженерия используется для создания сортов растений, которые будут требовать меньше удобрений и смогут прокормить человечество в условиях меняющегося климата. Особенно важна технология для бедных регионов, в том числе Африки.
Генно-модифицированные растения могут не только производить пищу. Ученые планируют использовать их как мощные индикаторы загрязнений и фильтры. Разместив несколько горшков с такими растениями на подоконнике, можно будет обезопасить себя от химических и биологических угроз. А светящиеся ГМО-деревья, которые разрабатывают в стартапе Allumen, смогут заменить уличные фонари. Этот проект, правда, находится на очень ранней стадии реализации.
Впрочем, CRISPR может серьезно потеснить традиционную генную инженерию. Расчеты показывают, что генное редактирование обходится на 90% дешевле, что открывает дорогу на рынок для небольших стартапов.
В то же время производство ГМО-культур в основном сосредоточено в руках гигантских корпораций типа Monsanto, Syngenta и DuPont. Наконец, CRISPR - намного более быстрая технология: если для создания нового сорта ГМО-растений необходимо в среднем 12 лет, то для генного редактирования этот срок составляет всего 5 лет.
Неожиданной угрозой для ГМО может стать искусственный интеллект. В 2018 году продолжила развиваться необычная технология, известная как «вычислительная селекция». Полагаясь на алгоритмы, фермеры и производители семян могут производить скрещивание таким образом, чтобы быстро получить растения с необходимыми свойствами и характеристиками. По сути, ИИ служит катализатором, в разы ускоряющим скорость селекции. Технологию уже взяли на вооружение несколько стартапов.
ГМО-микробы в цеху и на службе
Генная инженерия может быть особенно успешной, если речь идет о бактериях и других одноклеточных. Например, ГМО-дрожжи уже сейчас производят мясо и молоко для некоторых стартапов. Веганское молоко по вкусу неотличимо от настоящего. Искусственное мясо пока не настолько совершенно, однако тенденция очевидна: все больше людей готовы выбирать искусственное мясо, ведь его производство не только гуманнее, но и безопаснее для окружающей среды.
ГМО-бактерии могут стать ключом к новой «зеленой революции», увеличив урожайность растений и снизив потребность в удобрениях.
Например, симбиотические микроорганизмы, запатентованные компанией Pivot Bio, улавливают азот из атмосферы и передают его растениям-хозяевам даже в присуствии удобрений.
Есть и более экзотичные идеи применения ГМО-бактерий. Американские военные готовы принять их на службу в военно-морской флот. Модифицированные микроорганизмы станут основой сверхчувствительных датчиков, обнаруживающих вражеские суда.
От обезьян до секвой
Самой громкой новостью в сфере клонирования в 2018 году осталось рождение двух яванских макак - первых клонированных приматов. Ученым из Китая впервые в мире удалось преодолеть ограничения, стоящие перед технологией - несовместимость донорского ядра с новой клеткой.
Эффективность методики, впрочем, остается низкой: из 79 эмбрионов, имплантированных 21 суррогатной матери, до рождения дожили лишь два. Это отодвигает перспективы клонирования человека на неопределенный срок.
Опасаться нашествия злобных клонов или незаконного клонирования на органы пока преждевременно.
С точки зрения современных технологий даже клонирование некоторых вымерших видов не выглядит таким фантастичным, как клонирование людей. По крайней мере, корейские и российские ученые уже планируют возродить вид лошадей, который исчез около 40 000 лет назад. Материалом послужат останки жеребенка, найденные в сибирской вечной мерзлоте.
Успехи были достигнуты и в клонировании растений. Например, в США удалось клонировать секвойи на основе материала из мертвых пней. Ранее считалось, что для этой процедуры необходимы ткани живого растения. Роща из 75 клонов появилась в окрестностях Сан-Франциско. Активисты надеются, что методика поможет восстанавливать леса и очистит воздух.
Более практическое применение может иметь разработка ученых из Калифорнийского университета в Дэйвисе. Они решили снизить зависимость фермеров от гибридных сортов, семена которых необходимо закупать каждый год. Отредактировав геном риса, исследователи создали растение, производящее семена-клоны. Это значит, что его свойства в точности передадутся потомкам - в отличие от коммерческих гибридных семян, которые утрачивают свои характеристики во втором поколении. Вместо закупки новых семян фермер сможет просто использовать часть собственного урожая. И это может стать настоящим прорывов в разведении агрокультур.