Что такое генетически модифицированные вирусы

Стоит ли бояться генетически модифицированных продуктов

Текст: Карина Сембе

Что такое ГМО

Генетически модифицированный организм (ГМО) — это растение, животное или микроорганизм, генотип которого был изменён с помощью методов генной инженерии. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) рассматривает использование методов генной инженерии для создания трансгенных сортов растений как неотъемлемую часть развития сельского хозяйства. Прямой перенос генов, отвечающих за полезные признаки, — естественный этап развития работ по селекции животных и растений, эта технология расширяет наши возможности по части управляемости создания новых сортов и в частности передачи полезных признаков между нескрещивающимися видами.

На сегодняшний день подавляющее большинство генетически модифицированных продуктов — это соя, хлопок, рапс, пшеница, кукуруза, картофель. Три четверти всех модификаций направлены на повышение устойчивости растений к пестицидам — средствам против сорняков (гербицидов) или насекомых (инсектицидов). Другое важное направление — создание растений, устойчивых к самим насекомым, а также различным вирусам, которые они переносят. Форму, цвет и вкус сельскохозяйственных культур учёные изменяют реже, зато активно занимаются выведением растений с повышенным количеством витаминов и микроэлементов — например, модифицированной кукурузы с содержанием витамина C в 8 раз и бета-каротина в 169 раз выше обычного.

В чём польза ГМО
для сельского хозяйства

Что такое генная инженерия и насколько тернистым может сделать её путь институционализация предрассудков, даёт понять один наглядный и изрядно нашумевший случай. В середине 90-х годов прошлого века гавайские фермеры столкнулись с серьёзной проблемой: урожай папайи, важнейшего продукта региона, был поражён вирусом кольцевой пятнистости, переносимым насекомыми. После множества тщетных попыток спасти фрукты — от селекции до карантина — был найден неожиданный способ: поместить ген безвредной составляющей вируса — белка из капсидов — в ДНК папайи и таким образом сделать её устойчивой к вирусу.

В силу второстепенной роли папайи на глобальном рынке американская сельскохозяйственная компания Monsanto, гигант в области внедрения генной инженерии, и две другие компании выдали лицензию на технологию одному из союзов гавайских фермеров и снабдили их бесплатными семенами. Cегодня генетически модифицированная папайя — вполне доказанный триумф: новая технология спасла индустрию. Вместе с тем гавайская история — это современная притча: переборов вирус, папайя еле пережила кампанию протеста и в какой-то момент оказалась под угрозой изгнания из родного штата.

Хотя за всё время, что папайя с ГМО находилась в продаже, она не успела никому навредить, на протяжении нулевых многострадальному фрукту не давали покоя. Только в мае 2009 года в результате нескольких лет испытаний авторитетная Комиссия по продовольственной безопасности Японии одобрила выращивание генетически модифицированной папайи и через два года открыла для неё свой рынок. Американские учёные, проводившие испытания под контролем японских коллег, удостоверились в том, что, вопреки убеждениям лагеря противников, у модифицированного белка не совпадают генетические последовательности ни с одним из известных аллергенов и что обычная инфицированная папайя содержит в восемь раз больше вирусного белка, чем генно-модифицированный вариант.

Генная инженерия способна не только защитить продукты от воздействия окружающей среды, но и, возможно, укрепить наше здоровье. Сегодня около 250 миллионов детей дошкольного возраста по всему миру страдают от дефицита витамина А в организме. Каждый год от 250 до 500 тысяч таких детей полностью теряют зрение, и половина ослепших умирает в течение года. Проблема особенно распространена в Юго-Восточной Азии: основой рациона там является рис, а он не покрывает потребности в бета-каротине — веществе, которое при переваривании преобразуется в витамин А и играет важнейшую роль в поддержании зрения. Как известно, витамины в виде добавок не являются полноценными заменителями питательных веществ, которые мы получаем из пищи, к тому же во многих уголках планеты витаминов попросту нет в продаже или жители не могут их себе позволить.

В 1901 году японский биолог открыл вид бактерий, убивающий шелкопрядов. Бактерии назвали Bacillus thuringiensis и уже много лет применяют в качестве инсектицидов, считая безопасными для позвоночных. В середине 80-х годов бельгийские биологи решили усовершенствовать эффект бактерий в сельском хозяйстве и ввели белок Bt в ДНК табака. Растение начало вырабатывать собственный инсектицидный белок, от которого вредители умирали. Затем технологию применили к картофелю и кукурузе. Внезапно организации по защите окружающей среды увидели серьёзную угрозу в белке, ранее считавшемся безвредным. Инвайронменталисты стали атаковать не сам пестицид, а факт генной модификации, и все выводы о безопасности Bt стали никому не интересны.

Вокруг гена Bt до сих пор не утихают дебаты. Например, в 2010 году канадские учёные обнаружили высокое содержание Bt-белка Cry1Ab в крови беременных женщин и плодов и связали это с ГМО, из чего возникло немало шума. На сайте некоммерческой организации Biology Fortified опубликовано опровержение данных, согласно которому канадские биологи использовали систему измерения, рассчитанную на растения, а не на людей. Чтобы заполучить настолько высокие показатели Bt-белка, будущей матери пришлось бы съесть несколько килограммов кукурузы, его содержащей. Подобные фальсификации всерьёз подрывают не только доверие к движению против ГМО, но и уверенность в объективности современных научных исследований в целом.

О каких последствиях всё же стоит задуматься

За последние двадцать лет были проведены сотни исследований и съедены тонны генетически модифицированных продуктов. Среди них не только растения, но и, например, рыба: лосось, модифицированный с целью ускорения роста, или карп, устойчивый к бактериям Aeromonas. Никакого количества исследований не будет достаточно, чтобы убедить скептиков в безопасности ГМО. В свою очередь, потребителям остаётся только полагаться на здравый рассудок и уповать на беспристрастность многочисленных учёных, чьи исследования говорят в защиту генной инженерии.

Впрочем, безопасность ГМО для человеческого организма не единственный повод для беспокойства. Ещё одну проблему нужно искать в одной из самых распространённых сфер использования генной инженерии — в произведении сельскохозяйственных культур, толерантных к гербицидам. В США, где эта технология распространена, три четверти выращиваемого хлопка и кукурузы генетически модифицируются, чтобы противостоять насекомым, и до 85 % этих растений модифицируются c целью формирования устойчивости к гербицидам, в частности глифосату. К слову, одним из лидеров продаж глифосата является упомянутая компания Monsanto, специализирующаяся на генной инженерии.

Чего ожидать в ближайшем будущем

Сейчас существует масса интересных вариантов генетических модификаций продуктов — от кукурузы, которой не страшна засуха, до картофеля с пониженным содержанием природных токсинов и соевых бобов, в которых теперь меньше насыщенных жиров. Следя за новостями науки, можно узнать, что учёные работают над ещё более амбициозными проектами: морковь с высоким содержанием кальция, томаты с антиоксидантами, гипоаллергенные орехи, более питательные маниока и кукуруза и даже растения, содержащие полезное масло, которое ранее можно было получить только из рыбы.

В общем, у специалистов по генной инженерии есть что предложить. Безусловно, требуется серьёзный контроль за процедурой получения патентов, масштабами использования гербицидов, а также степенью доказательности и беспристрастности научных исследований за и против ГМО. Наверняка лагерь противников будет существовать и дальше, и при наличии конструктивной критики такой противовес эффективен — как эффективно, например, теневое правительство.

• 1925
• 1,5
• 0
• 6

Художественное представление того, как генные инженеры редактируют геном.

Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу, стал предприниматель Константин Синюшин, за что ему огромный человеческий респект!

Спонсор публикации этой статьи — Юрий Викторович Лошкарев.

Что такое ГМО?

Рецепты от матушки-природы

На самом деле, мы не первые, кто придумал ГМО. Существуют и природные генные инженеры — например, Agrobacterium tumefaciens (ныне — Rhizobium radiobacter). Дело в том, что у этой бактерии есть своя кольцевая ДНК, Ti-плазмида (от tumor-inducing — онкогенная), особый участок которой — Т-ДНК (от transfer DNA — переносимая ДНК) — может встраиваться в геном растений, вызывая бурное деление клеток корня и формирование опухолей — корончатых галлов, выделяющих ценные для бактерии-паразита питательные вещества, опины. Помимо Т-ДНК, Ti-плазмида содержит гены, кодирующие белки, которые образуют канал между бактерией и растением для протаскивания в растительную клетку Т-ДНК. Сама же бактерия и ее огромная (>200 т.п.н.) Тi-плазмида внутрь клетки не проникают. Так растительная клетка, ничего не подозревая, включает в свой геном фрагмент чужеродной ДНК, а затем клетка делится и передает Т-ДНК по наследству своим потомкам.

Рисунок 1. Как ученые обманывают Agrobacterium tumefaciens. Описание дано в тексте статьи.

Главный недостаток так называемой агробактериальной трансформации — невозможность контролировать, в какое именно место растительной ДНК встроится новая конструкция. Но сейчас появилась новая технология, позволяющая контролировать этот процесс, — CRISPR/Cas9, — и на ней обязательно нужно остановиться.

CRISPR/Cas9. По образу и подобию хромосомному

В 1987 году японские ученые обнаружили в геномах бактерий участки с регулярной структурой — короткие одинаковые последовательности чередовались с уникальными фрагментами, которые у разных бактерий даже одного вида не имели ничего общего. Такие участки назвали CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) [3]. Оказалось, что система CRISPR, как это ни удивительно, играет у бактерий роль приобретенного иммунитета. Если в бактерию проникает вирус (фаг), она вырезает фрагмент вирусной ДНК и встраивает его в собственный геном, а именно — в CRISPR-локус. Так формируются спейсер, а заодно — и очередной повтор, отделяющий новый спейсер от предыдущего. По спейсеру бактерия затем строит РНК-зонд (по-научному — РНК-гид), соединяющийся с Cas-белком и плавающий в клетке в поисках комплементарных нуклеиновых кислот (протоспейсеров). В том случае, если таковые найдены, то есть снова вторгся тот же фаг, начинает работать белок-ножницы Cas — эндонуклеаза, которая разрезает распознанные последовательности, а следовательно, блокирует размножение вируса [2]. Иными словами — если бактерия повторно встретится с вирусом, фрагмент которого встроен в ее геном, она будет устойчива к этой инфекции.

Рисунок 2. Упрощенное представление функций компонентов системы CRISPR. Описание дано в тексте статьи.

сайт dailycal.org, рисунок адаптирован

Эта серия простых и изящных экспериментов на S. thermophilus полностью подтвердила гипотезу об иммунной функции CRISPR-систем. Благодаря полярной манере включения новых спейсеров, CRISPR-кассеты можно буквально читать как историю взаимоотношений прокариот и их паразитов в определенном эволюционном промежутке. CRISPR — это не только иммунитет, но еще и память о недавних победах прокариотической клетки [5].

В том же году Лианг и соавторы провели работу на триплоидных (заведомо нежизнеспособных) эмбрионах с бета-талассемией. Из 86 CRISPR-отредактированных эмбрионов только 71 продолжил развиваться, и только у четырех из них ген был отредактирован правильно [7]. Эта статья вызвала настоящий взрыв споров на тему того, насколько вообще этично проводить такие исследования.

Теперь стόит затронуть перспективы использования этой технологии. MCR может позволить, например, создать комаров, неспособных переносить малярию и лихорадку Денге. Появится возможность быстро выводить линии мышей со множественными мутациями для лабораторных исследований и не тратить время на тщательный скрининг [6]. Помимо этого, есть работы по тестированию CRISPR/Cas9 на мышах с целью лечения миодистрофии Дюшенна [9]. Тем не менее существуют опасения, что мы просто не знаем о возможных побочных эффектах таких изменений половых и эмбриональных клеток, в связи с чем и был предложен мораторий.

Почему ГМО полезны?

Ограничимся некоторыми яркими прикладными примерами, имеющими отношение к экологии, питанию и материалам.

А теперь рассмотрим примеры полезных ГМО, никак не связанные между собой: просто они красивые, и захотелось о них рассказать. В 2002 году в Science появилась статья о том, что генетически модифицированные клетки млекопитающих могут производить паутину. Канадская фирма Neхia вывела коз, в геном которых был встроен ген белка паутины. Оказалось, что молоко таких коз можно использовать для получения биостали, которая даже прочнее кевлара — материала, из которого делают современные бронежилеты [10].

Но генная инженерия помогает создавать не только новые материалы, но и успешно выращивать старые. Еще 1997 году в Китае приступили к выращиванию генно-модифицированного хлопчатника, снабженного гéном бактерии Bacillus thuringiensis. Белок Cry1Ac, кодируемый этим геном, токсичен только для гусениц некоторых бабочек и, по-видимому, безвреден для всех остальных животных, включая человека. Это привело к снижению численности популяции хлопковой совки — опасного вредителя многих сельскохозяйственных культур. В результате в выигрыше оказались не только производители хлопка, но и крестьяне, выращивающие сою, кукурузу, арахис и различные овощи [11].

Что касается сладкого, то существует такое растение, как Thaumatococcus daniellii, и у него есть ген, кодирующий белок тауматин, который в тысячи раз слаще сахара! Сейчас ведутся работы по созданию микроорганизмов и растений, производящих этот белок. Помимо сладости, тауматин увеличивает устойчивость растений к ряду инфекций [10].

Ну и напоследок — про кошерный сыр. Известно, что для приготовления обычного сыра ранее использовался фермент, выделяемый из сычуга — одного из отделов пищеварительного тракта жвачных животных. Но теперь биотехнологи встроили гены сычужных ферментов в геном бактерий, предоставив возможность получать кошерный сыр. Кажется, это редкий пример сотрудничества науки и религии [10].

Меры предосторожности

Китайские коронавирус – это биологическое оружие, созданное китайской армией в биологической лаборатории города Ухань. Причиной эпидемии, которая угрожает миру, стала утечка вируса из лаборатории. Ситуация настолько серьезная, что ВОЗ был вынужден объявить международную тревогу в связи с угрозой пандемии.

Сообщается, что в геноме уханьского коронавируса найдены фрагменты от ВИЧ, а это означает, что вирус был создан искусственно. По этой ссылке опубликована расшифровка генома.

Опасный китайский вирус представляет собой генетически модифицированный вирус типа Bat-SARS, которым и манипулировала китайская армия.

Два отдельных компонента генетического секвенирования из ВИЧ-1, вируса, вызывающего СПИД, были добавлены к Bat-SARS-подобному коронавирусу в лаборатории, что позволяет ему заражать легкие человека через рецепторы ACES2, атаковать человека изнутри и разрушать способность организма бороться с инфекцией, уменьшая лейкоциты человека.

Т.о. китайский (или уханьский) вирус на самом деле является военным биологическим оружием.

Эксперты указывают, что в природе не существует способа, чтобы коронавирус летучей мыши мог случайно получить генетические последовательности ВИЧ, не вызывая мутацию вирусной оболочки. Единственный способ, которым вирусная оболочка могла бы получить генетику ВИЧ и при этом оставаться на 100% идентичной образцу (полученному в 2018 году), это если гены ВИЧ были добавлены в лаборатории.

Американские источники сообщают, что первоначальный коронавирус типа Bat-SARS был идентифицирован армией Китая через Институт военной медицины, командование Наньцзяна, в 2018 году. Два года спустя вирус был изменен таким образом, который не может произойти в природе без генетической манипуляции.

По всей видимости утечка нового коронавируса произошла случайно. В результате под угрозу поставлены жизни сотен миллионов людей по всему миру.

Те меры, которые принимают власти Китая по изоляции людей и населенных пунктов лишь подтверждают, что речь идет не о природной вспышке болезни, а о биологическом оружии, об опасности которого очень хорошо осведомлены власти Китая.

В течение первого месяца коммунистический режим в Китае поместил под карантин 56 млн. человек в 19 городах. Это беспрецедентная по масштабам военная операция. При этом к тому времени число умерших, по официальным данным, насчитывало всего 25 человек.

Зачем Китаю блокировать 19 городов и изолировать 56 миллионов человек от, казалось бы, банальной болезни? Дело в том, что власти Китая знают, чем на самом деле заражены люди и что этот вирус распространяется очень быстро, т.к. является боевым биологическим оружием массового поражения.

На сегодня установлено, что заболевание имеет уровень инфицирования 83%. Это означает, что если 100 человек заразились вирусом, то 83 человека заболеют от него. Болезнь распространяется воздушно-капельным путем, через контакты и очень заразная.

Ряд источников утверждают, что вирус может жить вне человека, в воздухе или на поверхности, минимум 5 дней и максимум 28 дней. Так что, если зараженный человек идет в магазин или супермаркет, или в общественный туалет, или в школу, офис, склад, или где угодно, касается продуктов на полках и кладет что-нибудь обратно, чихает или кашляет, его вирус попадает на продукты, на полки в этом магазине или супермаркете, ванной, школе, офисе, на складе и т. д.

И если вы подходите к зараженному месту через несколько минут, часов или даже дней, берете тот же предмет, или даже чувствуете запах в туалете, где побывал зараженный вы заразитесь в 83% случаях.

Более того, утверждается, что этим вирусом можно заразиться через глаза.

Если здоровый человек войдет в помещение, где находился зараженный человек, который нескольким минутами ранее кашлял там или чихал, то микроскопические частички остаются в воздухе какое-то время и не оседают. Таким образом они попадают человеку в глаза. А т.к. как человек постоянно моргает вирус попадает ему в слезный проток.

Тем временем в Китае ситуация ухудшается с каждым днем. В соцсетях распространяются видео, на которых китайские власти заколачивают досками квартиры местных жителей, чтобы они не могли выйти на улицу.

В изолированных городах не хватает еды. Власти пытаются организовать доставку еды с помощью роботов, чтобы избежать любого контакта с людьми, находящимися на карантине. Сообщают, что миллионы людей не могут поесть по нескольку дней. Все это вызывает беспорядки.

Все чаще появляются данные о массовых драках на улицах. Люди подозревают друг друга в том, что они заразные и не желают видеть чужаков в своих районах и дворах.

Появились данные о том, что власти начали сжигать дома и квартиры, в которых обнаруживаются умершие люди. Их сжигают вместе с трупами.

В еще неизолированных городах ситуация также обостряется. Больниц и врачей не хватает. Люди выстраиваются в многокилометровые очереди чтобы попасть в больницу. Происходят стычки за медицинские маски.

На момент публикации данной статьи власти Китая сообщили, что за последние 24 часа (2 февраля 2020 г.) вирусом заразились 2700 человек (из тех, кого проверяли). То есть, каждый час заражются 112 человек. А если учесть, что проверить всех невозможно, то реальные цифры зараженных свидетельствуют о катастрофической ситуации, которая угрожает всему миру.

Медоносные пчелы по всему миру страдают от паразитических клещей Varroa destructor, которые не только ослабляют насекомых, высасывая из них гемолимфу и жировую ткань, но и заражают опасным вирусом деформации крыльев (DWV). Американские ученые показали, что и с клещом, и с вирусом можно бороться при помощи бактерий Snodgrassella alvi, обитающих в пчелином кишечнике. Этих бактерий удалось генетически модифицировать таким образом, чтобы они производили двухцепочечную РНК, соответствующую участкам генома либо вируса, либо клеща. В первом случае двухцепочечная РНК, попадая из кишечника пчелы в ее ткани и органы, запускает механизм РНК-интерференции, помогающий пчеле справиться с вирусной инфекцией. Во втором случае тот же механизм отключает в клетках клеща жизненно важные гены, фактически заставляя клеща самоуничтожиться.

Медоносную пчелу (Apis mellifera) мы ценим не только как производителя мёда и других продуктов пчеловодства, но и как эффективного опылителя культурных растений и удобный модельный объект разнообразных биологических исследований.

Пчелы — нежные создания. Характерная для пчел высокоразвитая социальность, при всех ее преимуществах, имеет и оборотную сторону: жизнь в больших сплоченных коллективах повышает уязвимость насекомых к некоторым паразитам и инфекциям. Серьезный ущерб пчеловодству приносят распространившиеся по всему миру паразитические клещи Varroa destructor (рис. 1 и 2). Они не только ослабляют насекомых, питаясь тканями взрослых особей, личинок и особенно куколок, но и способствуют распространению опаснейшего вируса DWV (Deformed wing virus, вирус деформации крыльев).

Рис. 2. Клещи Varroa destructor на спинке медоносной пчелы. Когда пчела ползает внутри улья, клещи могут переползать на других пчел или на личинок. Фото с сайта geneticliteracyproject.org

РНК-интерференция лежит в основе широко используемой в экспериментальной биологии методики подавления экспрессии генов (Gene knockdown). В организм вводят dsRNA с нуклеотидной последовательностью, совпадающей с участком гена, который ученые хотят отключить. Тем самым активируется система РНК-интерференции, которая начинает исправно уничтожать матричные РНК, считанные с данного гена. В результате белок, кодируемый геном, перестает синтезироваться.

Ранее уже было показано, что при помощи РНК-интерференции в принципе можно помочь пчелам справляться как с вирусами (включая DWV), так и с эукариотическими паразитами (включая клещей). В первом случае используется dsRNA с последовательностью, совпадающей с участком вирусного генома. Когда такая РНК попадает в клетки пчелы, пчелиная система РНК-интерференции начинает эффективно уничтожать вирусные РНК. Во втором случае последовательность dsRNA должна совпадать с участком какого-нибудь жизненно важного гена клеща (или, для верности, сразу с несколькими участками нескольких важных генов). Когда такая dsRNA попадает в клеща, тот фактически совершает самоубийство: его собственная система РНК-интерференции по команде послушно отключает необходимые для жизни клеща гены.

Но как доставить dsRNA в клетки пчел и клещей? Понятно, что делать им индивидуальные инъекции не очень практично. Хорошая новость состоит в том, что, как выяснилось, никаких инъекций для этого не нужно: достаточно просто подмешать РНК пчелам в корм (S. D. Desai et al., 2012. Reduction in deformed wing virus infection in larval and adult honey bees (Apis mellifera L.) by double‐stranded RNA ingestion). Двухцепочечные РНК благополучно проникают из пищеварительного тракта пчелы не только в клетки самой пчелы, но и в клетки клеща, который пожирает ее гемолимфу и жировое тело. Может показаться странным, что, имея изощренную систему РНК-интерференции для борьбы с dsRNA внутри клеток, эти животные не удосужились обзавестись нормальными ферментами для уничтожения dsRNA в пищеварительном тракте. Но таковы факты: dsRNA из кишечника пчелы как-то добирается до тканей и органов как пчелы, так и клеща.

Но есть и плохая новость, состоящая в том, что синтез двухцепочечных РНК — удовольствие не из дешевых, и к тому же эти РНК в природных условиях быстро разрушаются. Поэтому защищать пчел, подкармливая их специально синтезированными dsRNA — идея, может быть, и красивая, но тоже не очень практичная.

Статья американских биологов, опубликованная 31 января в журнале Science, сообщает об изящном решении этой проблемы. Авторы сумели поместить внутрь пчелы настоящую живую фабрику по производству dsRNA с заданной последовательностью нуклеотидов.

Для начала авторы убедились, что генно-модифицированные бактерии S. alvi жизнеспособны и успешно приживаются в кишечнике пчел (насекомых предварительно кормили антибиотиком, чтобы удалить конкурирующую микрофлору). Дальнейшие эксперименты показали, что производимые бактериями dsRNA успешно распространяются, попадая в самые разные ткани и органы пчелы, и что это приводит к активации пчелиных генов, участвующих в иммунном ответе на dsRNA, в том числе и генов системы РНК-интерференции. На этом этапе использовались бактерии, производящие dsRNA с последовательностью нуклеотидов, не совпадающей ни с какими пчелиными генами.

Затем ученые проверили, можно ли таким способом подавить экспрессию какого-нибудь гена пчелы. Для этого эксперимента выбрали ген InR1, кодирующий инсулиновый рецептор. Пчелам в кишечник поселили бактерий S. alvi, производящих dsRNA, соответствующую участку этого гена. В результате у пчел действительно понизилась экспрессия InR1. У пчел ожидаемым результатом ослабления функции инсулинового рецептора является активизация пищевого поведения и ускоренный набор веса. Именно это и произошло: пчелы с генно-модифицированными бактериями в кишечнике заметно растолстели по сравнению с контрольными пчелами.

В следующем эксперименте было проверено, могут ли ГМ-бактерии защитить пчелу от вируса DWV (рис. 3). Сначала пчел заражали бактериями, которые либо не производили никаких dsRNA (Plasmid pNR на рис. 3), либо синтезировали dsRNA с последовательностью гена зеленого флуоресцирующего белка (pDS-GFP), либо продуктом жизнедеятельности бактерий была dsRNA с вирусной последовательностью (pDS-DWV2). Затем пчелам делали инъекцию вируса DWV (Injection DWV на рис. 3), а в качестве контроля использовали инъекцию физраствора (PBS).

Рис. 3. Генно-модифицированные бактерии защищают пчел от вируса DWV. A — схема плазмиды, которую внедряли в бактерий S. alvi перед тем, как заразить бактериями пчел. Схема показывает, что в плазмиде присутствует кусочек вирусного генома (DWV genome), заключенный между двумя промоторами (стрелки), что обеспечивает производство dsRNA. B — выживаемость пчел после инъекции вируса (сплошные линии) или физраствора (пунктирные линии). По горизонтальной оси — время в сутках после инъекции, по вертикальной — процент живых пчел. Видно, что наименьший ущерб вирус причинил пчелам, у которых в кишечнике жили бактерии с плазмидой, производящей dsRNA с вирусной последовательностью (сплошная сиреневая линия проходит выше, чем серая и желтая). Остальные пояснения в тексте. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Эксперимент показал, что бактерии с плазмидой pDS-DWV2 значимо повышают выживаемость зараженных вирусом пчел по сравнению с двумя другими вариантами ГМ-бактерий.

В заключительном эксперименте проверялась возможность борьбы с клещами Varroa при помощи сидящих в кишечнике пчелы генно-модифицированных бактерий, производящих dsRNA с последовательностью, соответствующей кусочкам 14 жизненно важных генов клеща (плазмида pDS-VAR). Пчел заражали ГМ-бактериями, а спустя пять суток на пчел сажали клещей. Выяснилось, что смертность клещей резко повышается, если в кишечнике пчелы живут бактерии с плазмидой pDS-VAR (рис. 4).

Рис. 4. Генно-модифицированные бактерии с плазмидой pDS-VAR (производящие dsRNA с фрагментами последовательностей 14 генов клеща) значимо повышают смертность клещей Varroa, паразитирующих на пчелах. График показывает выживаемость клещей, обозначения как рис. 3. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Генно-модифицированные бактерии успешно передаются от пчелы к пчеле в лаборатории, но еще предстоит проверить, насколько такая передача будет эффективна в больших ульях. Авторы подчеркивают, что до практического применения метода еще далеко. Есть надежда, что эффективность метода можно сильно повысить — например, подавив у бактерий активность рибонуклеазы III (ribonuclease III). Кроме того, необходима тщательная проверка на безопасность. В конце концов, должны же мы быть уверены, что генно-модифицированные бактерии или их плазмиды, смертельные для вирусов и клещей, не разбегутся повсюду, эволюционируя, перепрыгивая на другие виды и вызывая непредсказуемые изменения в экосистемах.