Александр Панчин. Сумма биотехнологии

Давным-давно я подписался на блог Planetarium Александра Панчина. В этом блоге меня привлекли несколько хорошо раскрытых тем, по которым я придерживаюсь аналогичных взглядов: антирелигиозная тема, тема эволюции и антикреационизма, темы с разоблачением гомеопатии.

К сожалению, я каким-то образом пропустил тот момент, когда вышла книга автора этого блога. Но не так давно почти случайно я наткнулся на неё в веб-магазине. Решил купить. К названию книги отнёсся скептически, потому что воспринял его как попытку создать ассоциацию с книгой Станислава Лема "Сумма технологии".

Мой скептицизм не оправдался. Книга оказалась очень интересной и насыщенной. После книг западных авторов, вроде Ричарда Докинза, у которых принято долго разжёвывать одну мысль, эта книга кажется очень сбалансированной - в имеющийся объём втиснут максимум информации, но подана она весьма полно и доходчиво, так что не приходится восстанавливать пропущенный смысл, как будто читаешь телеграмму. На мой взгляд, такая подача материала характерна для отечественной научно-популярной литературы. У нас не принято считать читателя дураком и разжёвывать элементарные вещи, а принято обращаться к читателю на равных, что является несомненным достоинством этой книги.

Рассказать в нескольких словах, о чём книга, не получится. Как я уже говорил, книга очень насыщенная.

Начало книги посвящено развенчанию разнообразных мифов о ГМО - генно-модифицированных организмах. Исследованиям безопасности ГМО посвящено необычайно большое количество работ. Из них лишь несколько содержат выводы о вреде ГМО, но при внимательном рассмотрении оказывается, что эти работы содержат серьёзные ошибки в методах проведения экспериментов, методах анализа результатов или содержат явные манипуляции, пытающиеся воздействовать на читателя эмоциональными методами.

Почему же мифы о вреде ГМО получили такое распространение? Есть две причины - неграмотность обывателя, которой легко воспользоваться для манипуляции его мнением, и интересы производителей "натуральных" продуктов, удобрений и пестицидов, опасающихся, что генно-модифицированные продукты питания за счёт лучших вкусовых качеств, высокой урожайности и устойчивости к вредителям, уменьшат спрос на обычные продукты питания, на удобрения и пестициды. Как показали опросы, большинство людей считает, что гены есть только в генно-модифицированных продуктах. Примерно такое же количество людей считает, что генно-модифицированные организмы опасны. Разница в соотношении этих двух групп людей составляет примерно два процента. Именно столько людей знает о том, что такое ген, и поэтому могут считаться противниками ГМО, имеющими хоть сколь-нибудь разумные аргументы. Этой неграмотностью и пользуются производители "натуральных" продуктов, удобрений и пестицидов, чтобы защитить свой бизнес.

Как ни странно, крупные производители ГМО не очень-то стремятся к развенчанию мифов. Дело в том, что истерия вокруг ГМО ведёт к усиленному законодательному регулированию в этой области. Крупным производителям ГМО выгодно, чтобы у них было как можно меньше конкурентов, а сложное законодательство в области ГМО ведёт именно к тому, что потенциальным конкурентам очень трудно пройти все процедуры, необходимые для выпуска продукции на рынок.

Некоторые производители ГМО из-за трудностей, связанных с лицензированием, практикуют селекцию, в ходе которой из выращенных растений отбираются те образцы, в ДНК которых имеются мутации, ведущие в желаемую сторону. В итоге производителям ГМО удаётся методами селекции отобрать те образцы, в которых появляется такое изменение, которое производитель ГМО изначально хотел встроить в растение. Несмотря на то, что результат получается точно таким же, дополнительные усилия по селекции часто оправдываются, т.к. подчас получить лицензию на ГМО оказывается значительно труднее.

Дальше в книге описываются механизмы работы клетки в контексте продуцирования белков из ДНК, различные технологии встраивания ДНК в геном, приводятся проблемы, которые можно решить и цели, которых можно достичь. Из интересных фактов: у бактерий весь наследственный материал располагается на одной-единственной молекуле ДНК, замкнутой в кольцо. У бактерий существует собственный иммунный механизм, позволяющий им защищаться от бактериофагов - вирусов, заражающих бактерии. Во-первых, бактерия избегает определённой последовательности нуклеотидов в ДНК и вырабатывает белок, который разрезает все ДНК, в которых есть такие последовательности нуклеотидов. Если вдруг в бактерию попадёт вирус, в ДНК которого есть эта последовательность, то белок разрежет ДНК вируса и тем самым обезвредит его. Кроме того, бактерия собирает фрагменты молекул ДНК от вирусов и встраивает их в специальную область своего генома. Фрагменты ДНК из этой области используются для поиска и нейтрализации ДНК бактериофагов.

У людей иммунная система устроена сложнее. Не буду погружаться в детали. Скажу лишь, что в отличие от бактерий, у людей иммунитет не передаётся по наследству. Если бы иммунитет кодировался в ДНК, то наследственный материал, кодирующий антитела, значительно превышал бы по объёму весь остальной наследственный материал. Антитела конструируются из ограниченного количества фрагментов, которые каждый раз соединяются в разной последовательности. Если антитело узнало свою цель, то лейкоциты с этим антителом начинают усиленно делиться, заодно порождая новые вариации удачного антитела. Неудачные вариации не находят цель и снижают интенсивность деления. Так происходит точная подстройка иммунитета на конкретную цель.

Бактерии умеют встраивать в свой геном не только фрагменты ДНК бактериофагов, они вообще любят захватывать из внешней среды кусочки наследственного материала и встраивать в себя, благодаря чему осуществляется горизонтальный перенос генов. У некоторых бактерий захват чужеродной ДНК интенсифицируется в агрессивной среде. Бактерия испытывает своего рода шок и судорожно пытается извлечь из внешней среды фрагменты наследственного материала других организмов. Видимо статистически такое поведение выгодно, поскольку в этой агрессивной среде скорее всего окажутся другие бактерии, которые эту среду хорошо переносят.

Бактерии умеют не только захватывать фрагменты ДНК, но и встраивать их. Этим занимаются агробактерии, которые встраивают в растения кусочки ДНК, которые заставляют растения производить вещества, полезные для бактерий. Среди других способов внести изменения в ДНК, генные инженеры пользуются и этими бактериями, заменяя естественный встраиваемый бактерией фрагмент ДНК на нужный. Дальше остаётся отобрать клетки растения, в которые бактерия встроила этот ген нужным образом, и размножить растение вегетативно.

Одним из самых одиозных учёных, работающих в сфере генетики, является Крейг Вентер. На его счету создание искусственного вида бактерии. В лаборатории из генов бактерий спроектировали минимальный жизнеспособный организм, синтезировали получившуюся ДНК и подсадили её в бактерию, из которой была извлечена её собственная ДНК. В итоге из бактерии получился искусственный организм, способный к жизни и размножению. Параллельно с государственной программой расшифровки генома человека, которая велась в США, Крейг Вентер вёл собственную коммерческую программу, с использованием более дешёвого и быстрого способа чтения ДНК. Он же придумал расшифровывать "геном океана" - расшифровывать ДНК, содержащиеся в пробах морской воды. Благодаря таком подходу удалось найти гены многих неизвестных ещё организмов и выяснилось, что около 60% наследственной информации содержится в вирусах.

Ещё один интересный факт заключается в том, что наиболее родственным человеку видом является шимпанзе. Но у шимпанзе 48 хромосом, а у человека только 46. Объяснение этого факта очень простое - в процессе эволюции две пары хромосом соединились (11 и 13 хромосомы шимпанзе соответствуют 2 хромосоме человека). В середине объединённой хромосомы остались фрагменты теломер - участков ДНК, которые находятся на краях хромосом и укорачиваются при делении клеток. Есть предположение, что теломеры являются защитой от раковых клеток. Т.к. раковые клетки размножаются чаще обычных, теломеры на их ДНК довольно быстро пропадают полностью, а дальнейшее размножение ведёт к смерти получившихся клеток. Интересно, правда, что существуют бессмертные раковые клетки HeLa, полученные из раковых клеток шейки матки Генриетты Лакс. Эти клетки учёные по всему миру используют для тестирования реакции клеток человека на различные химические вещества.

Это лишь несколько фактов из книги, которые я смог вспомнить. На самом деле в книге имеется масса разнообразной интересной информации. Рекомендую.