От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты, которые мы едим каждый день - Анастасия Волчок

Между тем передний край науки уже не сконцентрирован на одной ДНК. Биологам ее уже недостаточно: они оценивают, какие мРНК образуются в клетках животных (то есть какие гены считываются и насколько интенсивно это происходит), какие затем синтезируются белки и накапливаются метаболиты[87]. Вероятно, в скором будущем в самых технологичных хозяйствах корова или свинья, чтобы продолжить свой род и стать эталоном породы, должна будет не просто иметь в ДНК какую-то определенную последовательность нуклеотидов, а соответствовать установленному в лаборатории молекулярному профилю. Этакий мультипаспорт для вашего стейка.

А что же с редактированием генов? В животноводстве оно используется пока крайне редко, скорее как исключение из правил. Все потому, что у общества слишком много вопросов к генетически измененным животным, касающихся и их безопасности, и этической подоплеки процесса.

В 2020 г. много разговоров вызвало выданное FDA одобрение на употребление в пищу генетически измененной свиньи. Свинья эта, однако, изначально создавалась вообще не для того, чтобы ее ели. Дело было так.

У американской компании Revivicor (сейчас принадлежит United Therapeutics), преемницы команды, которая в 1997 г. клонировала овечку Долли, после удачных экспериментов со свиньями возникла идея разработать свинью, которая могла бы использоваться для ксенотрансплантации – пересадки органов от животного к человеку. Решение смелое, но важное: сейчас из-за недостатка пересадочных материалов люди иногда вынуждены годами стоять в очереди на операцию. Геном такой свиньи, разумеется, нужно было редактировать: у людей из-за иммунного ответа плохо приживаются органы даже от обычных доноров, а тут органы, взятые у другого вида. Чтобы свиные почки или сердце приживались и работали, в ДНК свиньи требовалось внести ряд изменений: заставить замолчать несколько свиных генов, на которые ответ иммунитета особенно силен, а еще – добавить гены человека, отвечающие за торможение иммунных реакций. Так была получена «десятигенная свинья». Всего у животного было отключено четыре свиных гена и привнесено шесть человеческих.

Имея в своих клетках гены человека, свинья у Revivicor вышла в какой-то степени гуманизированная – очеловеченная. Подобное животное даже как-то странно предлагать зарезать на обед. И тем не менее такое разрешение от FDA было очень нужно компании. Если управление одобрит свинью как безопасную для использования в питании, шансы на проведение экспериментальных трансплантаций с живыми пациентами, нуждающимися в пересадке, сильно возрастут. До этого в Revivicor вынуждены были ходить кругами. Свинья у них имелась, они даже пересаживали ее сердце павиану, но одобрения для работы с живыми людьми у компании не было.

Ситуация переломилась случайно, когда сотрудники Revivicor наткнулись на сообщения в СМИ о случаях так называемой аллергии на мясо. А распространились они после того, как женщина по имени Эми Перл рассказала в студии подкаста Radiolab, что у нее, ярой поклонницы стейков, неожиданно развилась аллергическая реакция на мясные продукты. Через некоторое время после приема пищи у женщины появлялись одышка и сыпь, она могла потерять сознание и в конце концов однажды попала в больницу. Там Эми узнала, что в ее крови обнаружены антитела к галактоза-альфа–1,3-галактозе (α-Gal) – молекуле, которая присутствует на поверхности клеток почти всех млекопитающих, кроме обезьян и человека[88]. Врачи объяснили ей, что обычно α-Gal расщепляется в процессе переваривания и не вызывает никаких проблем, а виновник ее аллергии – укусивший ее клещ «одинокая звезда» (The Lone Star Tick, вид Amblyomma americanum), в слюне которого есть этот антиген[89]. Попадая из слюны членистоногого прямо в кровь, α-Gal вызывает немедленную реакцию иммунитета. Организм запоминает молекулу как врага и потом находит ее даже в желудке. Так крошечные клещи заражают людей вегетарианством. Укушенные просто не могут больше есть мясо и переходят на растительную диету. Раньше случаи укусов были редки, и об этом феномене практически никто не знал. Но с потеплением климата клещи начали лучше переносить зиму, аллергия на стейки стала встречаться чаще, и о ней заговорили.

По счастливому для Revivicor совпадению в их ГМ-свинках ген α-Gal был отключен[90], а значит, десятигенную свинью можно есть всем – она не будет вызывать аллергических реакций. Одобрение на свиней GalSafe было получено в 2020 г.[91], и компания смогла сделать еще один большой шаг вперед. В январе 2022 г. провели операцию по пересадке свиных почек байкеру, мозг которого погиб в результате дорожной аварии (этот опыт вошел в историю как модель Джима Парсонса – по имени пациента)[92], чуть позже в Мэриленде живому человеку пересадили от свиньи GalSafe сердце, а в 2023 г. – тимус (вилочковая железа, в которой созревают иммунные Т-клетки). В пищу мясо ГМ-свиней от Revivicor все еще не употребляют, хотя бы потому, что их очень мало: компания держит животных только для экспериментов. Но если ее технология ксенотрансплантации выстрелит, десятигенных свиней начнут разводить тысячами, а после изъятия органов их мясо нужно будет куда-то девать. Так почему бы не реализовывать его через магазины?[93]

Вообще, свиньи не единственные и не первые ГМ-животные, одобренные FDA. В 2015 г. в США разрешили продавать генетически измененного лосося AquAdvantage компании AquaBounty Technologies. Эта рыба доступна также в Канаде. Разработали ее, чтобы выращивать в неволе. Подправленная ДНК (в ней заменен ген, регулирующий синтез гормона роста) позволяет рыбе расти быстрее собратьев, причем не только летом и весной, что типично для лососевых, а круглый год[94]. Чтобы вырастить AquAdvantage до рыночного размера, фермерам требуется на 25% меньше корма, а ускоренный рост рыбы делает цикл производства в два раза короче.

Когда ГМ-лосось появился на полках супермаркетов, его, конечно, критиковали. В качестве основных доводов сторонники запрета биоинженерной рыбы использовали ее потенциальную опасность для здоровья и возможную инвазию синтетического вида в окружающую среду. Противники ГМО в дебатах упирали на то, что любой ГМ-продукт может содержать несвойственные ему белки и аллергены; однако это не так. Каждый пример ГМ-организма нужно рассматривать индивидуально, в зависимости от изменений, которым он подвергался. Лосось был проверен и признан безопасным точно так же, как в свое время соя. А чтобы свести к минимуму риск побега рыбы в океан и ее скрещивания с дикими сородичами, компания-производитель обязалась разводить исключительно стерильных самок, а бассейны для рыбы строить на суше, в отдалении от берега.

Что касается млекопитающих – не прошло и двух лет с одобрения GalSafe-свиней, как компания Recombinetics зарегистрировала новых, устойчивых к жаре модифицированных