Молекулярная биология, крайне щедрая в последние годы на научные сенсации, "выдала на-гора" очередной продукт своих изысканий. На специальной пресс-конференции в пятницу 26 января представители двух биотехнологических компаний, швейцарской Syngenta AG и американской Myriad Genetics Inc., объявили о том, что им удалось полностью прочитать геном риса, наиболее простого по генетической структуре представителя зерновых культур.
Элементарный сорняк
Темпы работы генетиков впечатляют - прошло лишь немногим более месяца с того момента, как стало известно о полной расшифровке генома Arabidopsis thaliana, наиболее изученного представителя растительного мира. Arabidopsis - миниатюрное растение семейства горчичных, по сути сорняк, который считается у молекулярных биологов, работающих на "растительном фронте", чем-то вроде аналога лабораторных мышей, столь любимых их коллегами, специализирующимися на исследованиях животного мира. Компьютерный анализ генома этого растения, осуществленный на базе совместных исследований большого интернационального коллектива ученых, задействованных в стартовавшем в 1996 году проекте по его расшифровке, установил наличие в нем порядка 25 тыс. генов (в том числе около 15 тыс. уникальных, то есть не дублированных), а также 125 млн нуклеотидов, или пар оснований (составных частей ДНК). Причем, по оценкам генетиков, не менее сотни из найденных генов присутствуют и во всех других организмах, что позволяет надеяться на получение на базе анализа генома Arabidopsis информации, полезной для изучения более сложных геномов других растений.
"Картирование" (от английского mapping - биологический слэнг-термин) последовательностей нуклеотидов риса представлялось естественным продолжением этого направления молекулярно-биологических исследований. Дело в том, что рисовый геном, содержащий 430 млн нуклеотидов, - следующий по сложности после генома Arabidopsis. Но быстрота, с которой тандем "Syngenta-Myriad Genetics" добился результата, сильно удивила специалистов. Участники альтернативного проекта - International Rice Genome Sequencing Project (IRGSP) рассчитывали докопаться до истины не раньше 2003 года. Представители IRGSP, в котором задействованы специалисты из 11 стран, пытаются сохранить лицо и утверждают, что их исследования "более точны и будут содержать более полную информацию о геноме". Пикантность ситуации придает следующее обстоятельство: крупнейший корпоративный спонсор IRGSP - американская Monsanto Co. - один из главных конкурентов Syngenta на мировом рынке.
Большая геномная свалка
Прочтение последовательности генома риса дает возможность вдоволь поэкспериментировать в лабораторных условиях с пересадкой генов наиболее ценных сортов в другие, менее урожайные или менее устойчивые к различным вредным воздействиям внешней среды сорта. Кроме того, теперь для ученых значительно упрощается процесс изучения генетически более сложных зерновых культур, поскольку между их геномами и геномом риса много общего. И вполне возможно, что уже не за горами "картирование" столь любимой Никитой Хрущевым кукурузы (насчитывающей порядка 2,5 млрд пар оснований) и даже уникальной по сложности пшеницы (состоящей из более чем 16 млрд пар оснований, что в несколько раз превышает число нуклеотидов в человеческом геноме). Так, Национальный научный фонд США, в рамках которого в прошлом году был инициирован проект по тотальной дешифровке функций генов представителей растительного мира, поставил перед задействованными в нем учеными амбициозную задачу - через десять лет создать компьютерную модель идеального "виртуального растения", на базе которой можно будет с высокой точностью прогнозировать и контролировать результаты воздействия различных условий окружающей среды на жизнедеятельность растительных организмов.
Впрочем, основная проблема в подобных генетических исследованиях заключается в том, чтобы понять, за что именно отвечает каждый конкретный ген. Знание полной структуры последовательностей нуклеотидов отнюдь не ведет к автоматическому пониманию функций, выполняемых генами. Задача осложняется еще и тем, что так называемые полезные в информационном плане гены составляют в среднем лишь от 1 до 3% генома (эта доля варьируется в различных организмах), а остальные 97-99% в основном рассматриваются современной наукой как "ненужный материал" (другой популярный синоним - "большая геномная свалка"), так как ученым пока не удалось разобраться, за что они отвечают (эдакое "мусорное наследие" генетической эволюции, исследование которого пока считается малоперспективным занятием).
Поэтому говорить о том, что швейцарско-американский тандем окончательно разгадал генетическую тайну риса, на самом деле несколько преждевременно. Во-первых, по признанию самих ученых, им пока удалось получить "карту" лишь 99,5% последовательностей, и вовсе не факт, что оставшиеся полпроцента - это мелочи (зачастую именно этот "нечитаемый остаток" и содержит наиболее ценную информацию, трудно поддающуюся дальнейшей дешифровке). А во-вторых, от получения полного генетического текста до его полного понимания должно пройти еще немалое время - даже по оптимистическим оценкам самих участников проекта, на это уйдет еще как минимум несколько лет; скептики же полагают, что серьезный практический результат будет получен не ранее начала следующего десятилетия.
Азию накормят
Как бы то ни было, получение полной последовательности нуклеотидов ДНК риса, безусловно, следует считать большим успехом современной молекулярной биологии. Причем уже сегодня многие западные комментаторы сходятся во мнении, что прочтение рисового генома - это важнейший прорыв в сфере разработки генетически модифицируемых растительных организмов, который может стать катализатором роста объемов и повышения качества продукции мирового сельского хозяйства. К результатам исследований ученых, привлеченных к проекту компаний Syngenta и Myriad Genetics, уже проявили большой интерес представители Всемирной организации продовольствия (FAO) и International Rice Research Institute, крупнейшего мирового научного центра по изучению свойств риса (Филиппины). По данным FAO, темпы прироста численности населения Земли в последнем десятилетии ХХ века существенно опережали темпы прироста общемирового производства риса, важнейшей сельскохозяйственной культуры Азии, на долю которой приходится около половины жителей нашей планеты. Причем в 90-е годы средний ежегодный прирост урожая риса упал до 1% по сравнению с 2,5% в 70-80-е годы. Открытие западных ученых сможет, по мнению экспертов, переломить негативную тенденцию.
Представители Syngenta сразу же заявили о том, что готовы на безвозмездной основе предоставить наиболее заинтересованным в их исследованиях государственным учреждениям (прежде всего в азиатских странах) полученные данные и квалифицированную помощь в "продвижении продукта". Правда, некоторые наблюдатели усмотрели в этом хитроумный ход, рассчитанный на получение в будущем контроля над азиатскими рисовыми плантациями. В традиционно алармистском ключе выступил и всегда держащий нос по ветру Greenpeace. Директор Greenpeace по Юго-Восточной Азии Вон Эрнандес считает, что определение генетического кода риса чревато целым рядом опасных последствий, главное из которых - "дальнейшее усиление контроля частных биотехнологических компаний над генетическими ресурсами человечества и, тем самым, над производством продовольственных продуктов".
Впрочем, серьезный биотехнологический бизнес иронически относится к заявлениям "зеленых". Для него главное в подобных научных достижениях - рост интереса инвесторов к акциям компаний-разработчиков (уже на следующий день после официального оглашения на пресс-конференции достигнутых результатов котировки акций Myriad Genetics поднялись на Нью-Йоркской бирже почти на 15%) и вопрос окупаемости инвестиций.
В подготовке материала принимала участие Татьяна Неретина
