Как генная инженерия папайю спасла
Хотелось бы рассказать о важном достижении этой технологии, которое почему-то слабо освещается в интернете и вообще в СМИ.
Это - папайя. Слева - взрослое растение, справа - плод.
Для нас, в общем-то, это экзотический фрукт, не представляющий особой ценности. Однако для развивающихся (и не только) стран это довольно-таки важная съедобная культура. В принципе, её можно сравнить с картофелем.
В 20 веке случилась одна неприятная ситуация (на самом деле их было больше, но с папайей - одна). В 1937 году на Гавайях появился вирус кольцевой пятнистости папайи. Вирус возник где-то 2 тысячи лет назад, предположительно в Индии.
Добравшись до штата с красивыми вулканами, вирус начал поражать плантации этой культуры. Ниже представлены заражённые деревья и плоды:
Ну, обычная ситуация. У растения есть вредители. Фермерам худо-бедно удавалось сдерживать распространение вируса до 50-х годов 20-го столетия. А потом вирус слетел с катушек и начал невероятную кампанию по уничтожению вида. Образовался чрезвычайно патогенный штамм (разновидность), который выкашивал плантацию за плантацией. Возбудителя по островам разносила тля. Через 12 лет после появления столь агрессивного вида, количество земли, годное для выращивания папайи, сократилось на 94%
Надо сказать, что выращивание этого фрукта важно для Гавайев. Поэтому фермеры быстренько стали перемещать свои деревья на один из островов штата, Пуна. Он остался нетронутым вирусом. Дошло до того, что этот остров стал производить 95% всей гавайской папайи к 1970-ым годам.
Разумеется, были предприняты попытки искоренить вирус. Помимо карантина предлагались использовать изолирующие сетки (чтобы тля не попадала на деревья), уничтожение переносчиков (то есть тли), попытки создания устойчивого сорта с помощью селекции. Все способы потерпели неудачу. Вирус продолжал свою экспансию.
К середине 90-х годов патоген добрался до Пуны, в результате чего производство папайи упало в 2 раза.
Ежегодно из-за заражения Гавайский архипелаг терял до 11 млн долларов.
Казалось бы, проигранная война. Но у людей было ещё одно средство. Хуже уже точно не будет, так что было решено немножко изменить папайное ДНК.
Выяснилось, что если в цепочку ДНК растения добавить ген (кусочек цепочки поменьше) от вируса, то папайя не заразится. Ген, отвечающий за выработку белка оболочки вируса, был внедрён в ДНК эмбриональных клеток папайи, в результате чего он не давал нормально работать генам вируса, препятствуя воспроизведению новых вирусных копий (антисмысловые РНК, хотя есть мнение, что механизм подавления вируса связан с РНК-интерференцией). Чем больше вирусных генов запихнуть в ДНК дерева, тем к большим штаммам вируса будет резистентность.
Разработка трансгенного сорта началась в 1985 году (то есть ранее, чем вирус уничтожил плантации на Пуне). Сорта под названиями SunUp и Rainbow продемонстрировали впечатляющий результат, показав полный иммунитет к вирусу.
Сравнение трансгенного сорта (Rainbow) с обычным (Sunrise):
Обратите внимание, менее чем за год сорт Sunrise полностью оказался инфицированным.
Получив необходимые процедуры по одобрению от контролирующих организаций (FDA, EPA и др), в мае 1998 года трансгенная папайя началась выращиваться для коммерческого использования. Внедрение генно-модифицированного фрукта в Гавайи позволило в короткие сроки вернуть исходные объемы производства.
В ходе проверок (это нужно для получения лицензии на коммерческое выращивание) не было выявлено никакого негативного влияния на организм человека. К тому же, человек всегда употреблял папайю вместе с её вирусом, так как там, где она растёт, всегда присутствует этот патоген.
Ещё одно интересное свойство трансгеных сортов - они останавливают распространение вируса, что позволяет выращивать обычную, нетрансгенную культуру.
Несмотря на то, что сорт SunUp обладает более мощной защитой (в плане наличия резистентности к бо'льшиму числу штаммов), на Гавайях преобладает сорт Rainbow. Выращивается ГМ-папайя не только там, но и в других странах (Индия, Бразилия etc)
Папайя стала первым растением, которому было добавлена устойчивость к вирусам с помощью генной инженерии.
Пруфы и статьи с подробным описанием:
http://www.apsnet.org/publications/apsnetfeatures/Pages/papa... (статья от авторов трансгенных сортов)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17172756
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15012507
