Что происходит, когда редактируют геном растений?
Редактирование геномов растений может буквально все: например, «разбудить» в помидорах ген, отвечающий за острый вкус в геноме перца чили, или придать садовой клубнике вкус персика… Агроиндустрия использует генно-инженерные технологии, чтобы создать не только вкусные, но и более полезные и урожайные культуры. Это необходимо, чтобы прокормить стремительно растущее население планеты. В России действует закон, разрешающий выращивать и разводить ГМО растения и животных лишь для научных целей, но импорт такой продукции не запрещен. ГМО-продукты – это реалии наших дней и будущее человечества, если мы научимся правильно оценивать и минимизировать риски генной инженерии
Человек оказывал влияние на гены растений, когда еще не имел понятия о самом их существовании, отбирая для выращивания семена от самых вкусных и урожайных особей. В последние десятилетия к простой селекции присоединились методы генной инженерии. Среди современных методов большинство связано с внесением изменений непосредственно в структуру ДНК – так получаются генно-модифицированные растения, не встречающиеся в природе. Такие растения могут быть устойчивы к вредителям, экстремальным температурам, они быстрее растут и лучше плодоносят.
Однако не только обыватели, но и некоторые специалисты относятся с опаской к любым экспериментам, связанным с непосредственным редактированием генов, а регулирующие органы вводят на них жесткие ограничения. Поэтому ученые вынуждены предлагать методики, не подпадающие под запреты и, предположительно, с минимальными рисками.
Самая популярная и продвинутая методика среди современных способов изменения генома растений – внесение в него генетических конструкций с помощью технологии CRISPR-Cas9, которую ученые «подсмотрели» у бактерий. Она позволяет разрезать ДНК в точно заданных участках и встроить туда трансген. Но при применении этой методики все же остается риск неспецифичного воздействия на ДНК.
Менее опасным и практически неизвестным для широкой публики является цисгенезис – введение в геном растения генов организмов того же или близкого вида, с которыми оно может скрещиваться в естественных условиях. Продолжением этой идеи является интрагенезис, когда в ДНК растения встраивают его собственный ген, совмещенный с регуляторными участками других его генов, что позволяет регулировать их активность. В этом случае назвать такое растение ГМО практически нельзя.
Существуют и менее известные методики, такие как соматическая гибридизация или комбинации обычного скрещивания или прививок с новейшими подходами. Например, эпигенетическими (надгенными), при которых ген можно заставить «замолчать» или, наоборот, «разбудить» с помощью метилирования ДНК.
А можно использовать гены, которые называют «прыгающими» или транспозонами (мобильными), способные самостоятельно менять свое положение на хромосомах. Они были открыты в середине прошлого века у кукурузы, а сейчас обнаружены практически у всех известных видов животных и растений. Сначала транспозоны относили к так называемой мусорной или балластной ДНК. В основном они ведут себя «тихо», но если «прыгают», то могут приводить к мутациям, меняя структуру или регуляцию генов.
Сейчас мы знаем, что мобильные элементы обеспечивают пластичность растительного генома, адаптивный ответ на стрессовые условия. Исследователи из Кембриджского университета на примере томатов обнаружили, что стресс в результате обезвоживания активирует ретротранспозоны семейства Rider. Эти транспозоны, как было известно, являются основным источником изменений облика плодов томатов, и они же помогают растениям выживать в засуху.
Транспозоны – природный инструмент, уже присутствующий в растении, никакие чужеродные гены при этом не используются. И если научиться контролируемо активировать «прыгающие гены», то таким способом можно целенаправленно получать растения с новыми признаками. Такой подход может значительно сократить время выведения растений с нужными свойствами, в данном случае – устойчивых к засухе.
Фото: https://pixabay.com
ГМО
ччч: ГМО и впрямь портит людей.
ччч: Были нормальные люди, а потом гены огурца внедрились в ДНК человека, вот так появились веганы.
ннн: И мы все видели видео, как это внедрение происходило...
НАСКОЛЬКО ОПАСНО ГМО?
Генетически модифицированные организмы (ГМО) являются чем-то страшным для обычных людей, ведь это что-то обработанное, и очевидно вредное.
Чаще всего люди при виде надписи "Без ГМО" делают выводы о качестве продукта. То бишь эта самая надпись даёт знать, что продукт действительно хороший и бояться его не стоит.
И я думаю, вы уже догадались, что вся эта фобия на ГМО не более чем боязнь неизвестного, и в этом посте мы будем отстаивать репутацию виновника женских слез и всех проблем со здоровьем - ГМО.
Начнем с того, что половина людей, которые избегают продуктов с ГМО и впадают в экстаз от сами понимаете какой надписи, даже не знают, что под собой имеют эти три буквы. Для них достаточно знать что есть продукты с ГМО - плохие, а без него - очевидно хорошие, и если вы такой же - поздравляю, вы жертва маркетинга.
На самом деле учёные ещё с 70-х годов изучают потенциальные риски, связанные с использованием ГМО. И чтобы прояснить тему о его вреде, Американская академия наук, техники и медицины устроила самое масштабное исследование, состоящее из почти 900 научных статей о влиянии ГМО на организм человека и окружающую среду. Анализ исследований продолжался 2 года, и в итоге не было найдено никаких признаков негативного влияния продуктов из ГМО на здоровье человека.
Оказалось, что ГМ-культуры как говорится "не при делах" в случае заболевания раком, аутизмом, болезнями почек, ожирением, аллергиями, диабетом и болезнями ЖКТ.
Так же в ходе анализа исследованиях ученые заметили некоторые положительные действия ГМО на здоровье людей из-за сокращения количества инсектицидных отравлений и повышения уровня витаминов у населения развивающихся стран.
Вывод: байки о вреде ГМО являются необоснованными, и на самом деле ничего плохого в ГМ-культурах нет, поэтому бояться их не стоит.
Источник: https://t.me/zdoroviysport
Генетически модифицированный хлопчатник способен самостоятельно защитить себя от вредителей.
Следовательно, фермеры, которые его выращивают, меньше контактируют с пестицидами. Значит, ГМО полезны для здоровья. Шах и мат!
Команда ученых из Пакистана, Германии и США обнаружила неожиданную пользу генетически модифицированных организмов для здоровья человека. Хотя обычно в контексте влияния на здоровье обсуждают ГМО, которые идут в пищу, новое исследование обращает внимание на косвенный, но, возможно, не менее важный эффект: положительное влияние на здоровье фермеров, которые благодаря использованию генетически модифицированных растений могут снизить свой контакт с пестицидами.
Доля ГМ-сортов среди культур, которые используются в сельском хозяйстве, сильно отличается от культуры к культуре. Например, в США сегодня производство кукурузы и сои почти целиком базируется на ГМ-сортах, в то время как ГМ-картофель лишь пару лет назад получил зеленый свет от регуляторов и до сих пор остается для фермеров экзотикой.
Одна из самых «продвинутых» в этом смысле культур — это хлопчатник, доля посевов ГМ-сортов которого в этом году в США достигла рекордных 98%. В других странах ситуация с хлопком принципиально не отличается от американской. Мировыми рекордсменами по его выращиванию являются Индия, Китай, США, Бразилия и Пакистан, и доля ГМ-сортов во всех этих странах не опускается ниже 90% от всех посевов.
Трансгенный хлопчатник — это растение, несущее в своем геноме ген Bt, полученный из ДНК почвенной бактерии Bacillus thuringiensis. Белок, кодируемый этим геном, безопасен для высших животных, но токсичен для многих насекомых, в том числе для гусениц бабочек-совок, основных вредителей хлопковых посевов. Сегодня такой «генетической защитой» от вредителей оснащены многие сорта кукурузы, соя и даже картофель, однако хлопчатник, пожалуй, один из наиболее успешных примеров использования такого подхода в сельском хозяйстве.
Поскольку ГМ-хлопок способен самостоятельно защитить себя от вредителей, его выращивание требует использования гораздо меньшего объема пестицидов. Это дает фермерам прямую выгоду, связанную с уменьшением затрат на покупку химикатов. Однако помимо этого, меньшая нужда в пестицидах, как многократно предполагали ученые, может положительно сказаться на здоровье людей, которые с этими пестицидами работают.
В новой работе ученые проверили это предположение и, по их словам, получили «первые доказательства прямой связи между экспрессией (работой) гена Bt в растении и пользой для здоровья».
Исследование проводили на основе опросов около 600 фермеров, которые рассказывали ученым как о своем хозяйстве, так и о собственном здоровье. Поскольку многие из них либо не знали, либо ошибались относительно того, какие сорта хлопка они на самом деле выращивали (генномодифицированные или обычные селекционные), то ученые в дополнение к опросу проводили прямой анализ растений на фермах.
Оказалось, что использование Bt-хлопка позволяет существенно снизить частоту и «стоимость заболеваний» фермеров — суммарную оценку затрат на лечение, дорогу в больницу и все сопутствующие расходы. Однако это снижение наблюдалось только в том случае, когда фермеры действительно использовали настоящие ГМ-семена, а не просто думали, что используют именно их. Фактически из-за недостаточного знания фермерами своих сортов ученые получили эффект рандомизации — несколько похожий на тот, который позволяет отделить действие лекарства от эффекта плацебо.
Вообще говоря, положительный эффект использования защищенных ГМ-сортов вместо пестицидов ранее уже был продемонстрирован в нескольких работах. Еще в 2008 году, например, китайские ученые обнаружили, что благодаря культивированию трансгенного хлопка в стране существенно сократилась популяция вредителей. До сих пор, однако, влияние отказа от пестицидов на здоровье фермеров было только предполагаемым следствием — измерить его количественно удалось только сейчас.
Без консервантов, без гмо, без глютена, без свиных обрезков
Приболел на прошлых выходных, жена дня промывки носа купила некий пузырёк с морской водой. Сегодня заметил на нем надписи «100% натуральная стерильная морская вода» и «без консервантов». Вода, соль, без консервантов...я уже молчу что соль сама является консервантом.
Я тут подумал, может нам нужно консервировать моря и океаны, а то как они ещё не испортились?
Психоактивные вещества из кишечной палочки
Немного зарубежного науч-попа вам в ленту. Или чем могут заниматься ученые, оставшиеся без присмотра сотрудников РКН.
В ходе одного исследовательского проекта, его участники превратили обычную бактериальную клетку в психоделическую «фабрику лекарств», способную откачивать обильное количество псилоцибина - химического вещества, содержащегося в некоторых грибах (их еще называют "ведьмиными" или "магическими" грибами).
Псилоцибин - алкалоид, содержащийся в грибах рода Psilocybe (около 100 видов), оказывающий воздействие на организм человека, похожее на эффект от приема ЛСД. По этой причине грибы Psilocybe mexicana, например, традиционно употребляются мексиканскими индейцами с целью индуцирования религиозно-мистического опыта.
Однако целью исследования было вовсе не "нагнать дури на лабораторном оборудовании", как мог подумать кто-то (и однозначно, эта версия уже родилась у некоторых пикабушников, знаю я ваше отношение к научным работникам).
В настоящее время псилоцибин тестируют в качестве потенциального средства для лечения нескольких психических состояний, включая зависимость, серьезное депрессивное расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство. И авторы этого исследования проявили предусмотрительность: если лечебные свойства алкалоида будут подтверждены, он станет ценным сырьем для фармакологической промышленности. А значит, нужны будут более эффективные технологии получения псилоцибина, чем сбор грибочков тоннами.
Недавно я размещал пост про "клеточные фабрики". Эти технологии уже работают вовсю, например, гормон инсулин получают из генно-модифицированных бактерий и ряд других полезных вещей. Ведутся подобные исследования и в нашей стране, но из-за запрета на производство ГМО-продуктов, их результаты нельзя применять в отечественной промышленности, российские ученые могут рассматривать их как задел на будущее и грустно смотреть, как зарубежные коллеги делают то же самое, но оно потом превращается в рыночный продукт (кстати, по этому же закону, закупать западные ГМО-продукты, например, бактерий, производящих необходимые соединения, можно, но понятно, стоят они уже дороже).
Вот и в данном исследовании, сотрудники университета Майями сначала успешно провели манипуляции с метаболизмом бактерии Escherichia coli (один из видов "кишечной палочки", столь любимой микробиологами всего мира), в результате чего она стала синтезировать тот самый псилоцибин.
– Мы взяли участок ДНК из гриба, который кодирует его способность производить этот продукт, и поместили его в E.coli, - кратко описал довольно сложную работу один из авторов исследования профессор химической и биологической инженерии университета Майями Эндрю Джонс.
Исследователи не остановились на этом и выяснили, какие условия окружающей среды - температура, питательные вещества, культуральная среда - требуются для постоянного производства высоких концентраций псилоцибина с небольшим количеством нежелательных побочных продуктов. В результате, за полтора года им удалось поднять производительность своих "бактериальных фабрик" в 500 раз.
Что не менее удивительно (для разработчиков российской нормативной базы и служебных инструкций различных проверяющих органов) за это время у дверей лаборатории не образовалась очередь из местных наркоманов, да и сами ученые не пошли по скользкой дорожке героев сериала "Во все тяжкие". Они запатентовали права на наиболее эффективный штамм, опубликовали статью в журнале с высоким импакт-фактором и не безосновательно ждут предложений от производителей лекарств (по завершению испытаний на сколько я понимаю).