Гибрид тополя с печенкой спасет мир

Генетическая модификация пищевых продуктов растительного происхождения до сих пор вызывает много споров. Многие видят в этом спасение человечества от неминуемого голода, другие опасаются проявления необратимых изменений в генетическом материале людей, постоянно употребляющих продукты с искусственно измененным составом аминокислот.

Пока в обществе идут споры, ученые из университета Вашингтона модифицировали генный код лиственного дерева с целью создания инструмента для очищения почвы, воды и даже воздуха.

Растения могут справиться с разложением вредных веществ и без генетической модификации, но продуктивность этого процесса недостаточна для борьбы с антропогенным загрязнением. Однако природа создала более эффективный аппарат. В печени человека и других животных синтезируются специальные «биологические катализаторы», которые значительно ускоряют разложение опасных веществ и позволяют выводить их из организма с помощью выделительной системы. Так что справиться с канцерогенами мы можем и без помощи деревьев.

Проблема в том, что в организме человека процесс разложения вредных веществ может сопровождаться появлением побочных продуктов: свободных радикалов и больших ионизированных молекул. По мнению большого числа специалистов, эти продукты жизнедеятельности также представляют опасность для человека, являясь канцерогенами.

Стюард Странд и его сотрудники решили: пусть эти вредные вещества образуются вне человеческого организма.

С помощью бактерий учёные вставили в генетический код тополя участок ДНК печёночных клеток кролика, отвечающий за синтез фермента P450 2E1. Этот фермент помогает печени – в том числе и человеческой – разлагать многие опасные вещества. Ученые остановили свой выбор на «модельном загрязнителе» трихлорэтилене, наиболее распространенном токсическом отходе в США.

Лабораторные исследования показали, что ростки тополя, снабженные ферментом P450 2E1, поглощают трихлорэтилен в среднем в 53 раза быстрее своих немодифицированных собратьев. Максимальный же результат – 121-кратное увеличение скорости поглощения по сравнению с обычными деревьями. Модифицированный тополь способен удалить из почвы от 51% до 90% опасного вещества.

Универсальный фермент также позволяет молодым росткам в значительно большей степени поглощать из почвы другие токсины: хлороформ, остающийся в воде после очистки на водозаборах; тетрахлорметан – широко распространенный промышленный растворитель; и даже хлорвинил, правда, в его случае наблюдалось почернение листьев побегов. Более того, модифицированный сорт тополя способен к поглощению веществ не только из почвы. Такой опасный летучий канцероген, как бензол, поглощается такими растениями в 10 раз быстрее, нежели их природными собратьями.

Группа европейских и канадских специалистов, в свою очередь, сконцентрировала внимание на небольшом сорняке рода капустных. С помощью внедрения в него родственного P450 2E1 фермента они добились практически полного поглощения гексогена, которым буквально пропитана почва военных полигонов и мест боевых сражений по всему миру. Единственным недостатком данного вида является маленькая корневая система, не позволяющая растению очищать сравнительно глубокие слои грунта.

Вслед за этими экспериментами ученые собираются исследовать влияние модифицированных растений на обитателей живой природы, во-первых, на насекомых, ставя во главу угла принцип «не навреди». И только после этого начнутся полевые эксперименты.

Стоит отметить, что вид тополя, подвергшегося модификации, имеет период цветения семь лет и может заново дать ростки после вырубки под корень. Это позволяет полностью предотвратить самовольное распространение «мутанта» в природных условиях, однако в течение многих лет поддерживать его произрастание там, где дерево может пригодиться, вроде тех же полигонов или вблизи загрязняющих природу заводов.

Новый метод универсален, дешев, эффективен и просто незаменим при невозможности других механизмов очистки почвы – химических и бактериальных.