Создать генноизменённое растение на данном этапе развития науки для генных инженеров не составляет большого труда. Существует несколько достаточно широко распространенных методов для внедрения чужеродной ДНК в геном растения.
МЕТОД 1:
Итак, задача, которую надо решить при создании трансгенного растения - организма с такими генами, которые ему от природы "не положены", - это выделить нужный ген из чужой ДНК и встроить его в молекулу ДНК данного растения. Процесс этот весьма сложен.
Более четверти века назад были открыты ферменты рестриктазы, разделяющие длинную молекулу ДНК на отдельные участки - гены, причем эти кусочки приобретают "липкие" концы, позволяющие им встраиваться в разрезанную такими же рестриктазами чужую ДНК.
Самый распространенный способ внедрения чужих генов в наследственный аппарат растений - с помощью болезнетворной для растений бактерии Agrobacterium tumefaciens. Эта бактерия умеет встраивать в хромосомы заражаемого растения часть своей ДНК, которая заставляет растение усилить производство гормонов, и в результате некоторые клетки бурно делятся, возникает опухоль. В опухоли бактерия находит для себя отличную питательную среду и размножается. Для генной инженерии специально выведен штамм агробактерии, лишенный способности вызывать опухоли, но сохранивший возможность вносить свою ДНК в растительную клетку.
Нужный ген "вклеивают" с помощью рестриктаз в кольцевую молекулу ДНК бактерии, так называемую плазмиду. Эта же плазмида несет ген устойчивости к антибиотику. Лишь очень небольшая доля таких операций оказывается успешной. Те бактериальные клетки, которые примут в свой генетический аппарат "прооперированные" плазмиды, получат кроме нового полезного гена устойчивость к антибиотику. Их легко будет выявить, полив культуру бактерий антибиотиком, - все прочие клетки погибнут, а удачно получившие нужную плазмиду размножатся. Теперь этими бактериями заражают клетки, взятые, например, из листа растения. Опять приходится провести отбор на устойчивость к антибиотику: выживут лишь те клетки, которые приобрели эту устойчивость от плазмид агробактерии, а значит, получили и нужный нам ген. Дальнейшее - дело техники. Ботаники уже давно умеют вырастить целое растение из практически любой его клетки.
Однако этот метод "работает" не на всех растениях: агробактерия, например, не заражает такие важные пищевые растения, как рис, пшеница, кукуруза. Поэтому разработаны другие способы.
МЕТОД 2:
Например, можно ферментами растворить толстую клеточную оболочку растительной клетки, мешающую прямому проникновению чужой ДНК, и поместить такие очищенные клетки в раствор, содержащий ДНК и какое-либо химическое вещество, способствующее ее проникновению в клетку (чаще всего применяется полиэтиленгликоль).
МЕТОД 3:
Иногда в мембране клеток проделывают микроотверстия короткими импульсами высокого напряжения, а через отверстия в клетку могут пройти отрезки ДНК. Иногда применяют даже впрыскивание ДНК в клетку микрошприцем под контролем микроскопа.
МЕТОД 4:
Несколько лет назад было предложено покрывать ДНК сверхмалые металлические "пули", например шарики из вольфрама диаметром 1-2 микрона, и "стрелять" ими в растительные клетки. Проделываемые в стенке клетки отверстия быстро заживляются, а застрявшие в протоплазме "пули" так малы, что не мешают клетке функционировать. Часть "залпа" приносит успех: некоторые "пули" внедряют свою ДНК в нужное место. Дальше из клеток, воспринявших нужный ген, выращивают целые растения, которые затем размножаются обычным способом.
ЧЬИ ГЕНЫ ЕДИМ
Этот список далеко не полон: новые трансгенные линии появляются на свет постоянно. Самые популярные культуры уже имеют сотни ГМ-разновидностей, а у некоторых «доноров» – например, кишечной палочки – обнаружились гены, пригодные для решения самых разных задач.
Генетический материал микроорганизмов используется чаще всего. Например, чтобы защитить огурец от мозаичного вируса, в растение встраивают ген вирусной оболочки – и так со многими другими культурами.
СОЮ делают устойчивой к гербицидам, внедряя ген кишечной палочки или агробактерии.
КАРТОФЕЛЬ становится несъедобным для вредителей, если в него внедрен ген тюрингской палочки либо подснежника. А ген растения амарант позволяет повысить массу клубней.
В ПОМИДОРЫ для холодоустойчивости встраивают ген североатлантической камбалы либо медузы. Правда, вкус отчего-то водянистый получается.
Чтобы КУКУРУЗА переносила гербициды, ее улучшают геном петунии. А ген крысы делает эту культуру высокобелковой, а что бы её не пожирали вредители, ей могут "привить" очень активный ген, полученный из яда змеи;
В САЛАТ, ШПИНАТ и ДРУГУЮ ЗЕЛЕНЬ встраивают ген крысиной печени – чтобы витаминов было больше.
ПШЕНИЦА становится устойчивой к засухам благодаря гену скорпиона.
ЯБЛОНЯ сопротивляется болезням с помощью гена моли.
БАНАН и другие тропические плоды содержат ген хищного насекомого либо насекомоядного растения. Он отвечает за фермент, разрушающий хитин, вредители это чувствуют – и не лезут.
В ЙОГУРТЕ можно обнаружить молочнокислые бактерии с генами других микроорганизмов. Они обеспечивают быстрое сквашивание, улучшают органолептические свойства продукта и устойчивы к консервантам, которые всю прочую живность убивают.
Но даже на этом фоне одна из последних разработок способна шокировать: чтобы сделать РИС питательней, в него встроили ген человека, отвечающий за выработку молока...