Я обожаю помидоры. Особенно мелкие и сладкие. Но и большие мясистые, и разномастные деревенские, и диковинные зеленые в крапинку. Однако мне то и дело попадаются помидоры… ну, скажем, так себе. Нередко помидор, не оправдывающий моих ожиданий, выглядит очень аппетитно: ярко-красный, с тугой безупречной кожицей, идеально-сочный. Но стоит мне надкусить его – и оказывается, что он мягкий и мучнистый, или слишком водянистый, или просто безвкусный. К счастью, в последнее время такие помидорные разочарования случаются редко. Но в восьмидесятые и девяностые почти все томаты на полках магазинов меня огорчали, особенно не в сезон. Между тем каждому хотелось помидоров, которые оправдывали бы ожидания круглый год, и именно поэтому они были идеальными кандидатами на улучшение методами генной инженерии.

С помидорами есть одна сложность, которую и предстояло преодолеть: они печально знамениты тем, что плохо хранятся. Спустя несколько дней восхитительный вкус свежего помидора улетучивается, мякоть теряет упругость, и плод начинает гнить. Чтобы обойти это препятствие, нужно выращивать огромное количество помидоров в теплых краях и собирать их зелеными, твердыми, как камень, поскольку зеленые помидоры можно хранить в ящиках и перевозить на дальние расстояния. Затем, прямо перед тем, как отправить их со склада в магазин, плоды окуривают газом этиленом, который подражает природным стимулам, вызывающим созревание плода, и от него помидоры аппетитно краснеют и начинают размягчаться. Однако внешность обманчива. Когда помидоры созревают не на кусте, а под воздействием газа, вкус у них остается как у зеленых, а это не оправдывает наших ожиданий.

В августе 1988 года небольшая биотехнологическая компания из Дейвиса в Калифорнии под названием Calgene объявила, что решила проблему безвкусных помидоров благодаря возможностям генной инженерии. Ученые (причем не только из Calgene) наблюдали в своих теплицах, что по мере созревания у помидоров повышается концентрация белка полигалактуроназы, сокращенно ПГ. Кроме того, они заметили, что мутантные помидоры, которые не становились мягче при созревании, содержали мало ПГ. Эти наблюдения легли в основу гипотезы, что мягкость вызывается именно ПГ, и в Calgene решили поискать способ помешать экспрессии ПГ при созревании. Целью ученых стало создать помидор, который покраснеет, но не загниет. Чтобы контролировать экспрессию ПГ, ученые из Calgene ввели в геном помидора лишнюю копию гена ПГ, но только перевернули ее задом наперед. Перевернутую копию назвали антисмысловой, поскольку она лишала первоначальную копию возможности вырабатывать ПГ. В получившихся помидорах при созревании не накапливалась ПГ, а главное – после сбора они оставались крепкими на несколько недель дольше обычных. В компании Calgene предположили, что их новые помидоры можно собирать уже спелыми, а потом развозить на дальние расстояния. Прощайте, загазованные зеленые помидоры!

Компания Calgene сразу поведала миру о своем долговечном помидоре, который впоследствии был назван Флавр Савр, однако путь этого плода в соусы и салаты оказался долгим. Calgene была маленькой компанией, а примеров продвижения на рынок генно-инженерных продуктов еще не существовало и опереться было не на что. Вдобавок нашелся конкурент, который тоже разрабатывал антисмысловую технологию ПГ. Компании предстояло порадовать совет директоров обнадеживающими финансовыми прогнозами, а юристов – тщательно отобранными лабораторными журналами. Требовалось овладеть навыками выращивания и транспортировки помидоров. И, разумеется, нужно было проложить путь к коммерциализации первого в мире генно-инженерного пищевого продукта, предназначенного именно для людей.

Естественно, в Calgene знали о движении противников ГМО и о распространенном в обществе недоверии к генной инженерии, которое посеяло это движение. Однако ее помидор отличался от других ГМО, и в компании считали, что общество по достоинству оценит эти отличия. Помидор подвергся генной инженерии вовсе не для того, чтобы экспрессировать токсины бактерий или вирусов, и не для того, чтобы быть устойчивым к гербицидам. А задача, которую решал помидор – избавить всех и каждого от огорчений из за загазованных зеленых помидоров, – была понятной и актуальной для людей. Так что помидор компании Calgene вполне мог стать продуктом, который пробьет собой заслон движения противников ГМО.

В Calgene были убеждены, что путь к общественному одобрению для помидоров Флавр Савр лежит через законодательство, а точнее – через его изменение: нужно было, чтобы органы, ответственные за охрану общественного здоровья, заявили, что продукт не просто безопасен, но еще и настолько похож на традиционные сорта, что никаких дополнительных ограничений не требуется. Учитывая агрессивность движения противников ГМО, компания понимала, что и сам продукт, и ее намерения вызовут подозрения. Она решила подойти к этому прямо и открыто и сделать все свое взаимодействие с органами государственного регулирования предельно прозрачным и доступным – обнародовать всю документацию, все данные и описания всех экспериментов. В компании хотели действовать с осторожностью, так как под угрозой находился не просто новый сорт помидоров, а будущее индустрии в целом.

Долгий путь к отмене ограничений начался для компании Calgene с доказательства безопасности самого спорного, как ей казалось, свойства новых помидоров – генов устойчивости к антибиотикам. Как и большинство генных инженеров того времени, Calgene включила эти гены в качестве маркеров в свои плазмиды агробактерий, чтобы получить возможность быстро проверить, насколько успешным был эксперимент, то есть в данном случае – удалось ли включить в геном помидора антисмысловой ген ПГ. Но это означало, что оба гена – и антисмысловой ген ПГ, и ген устойчивости к антибиотикам – экспрессировались в каждой клетке помидора. Чтобы убедить Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами, что употреблять в пищу помидоры с генами устойчивости к антибиотикам не опаснее, чем есть помидоры без них, сотрудникам Calgene требовалось представить себе все возможные варианты, когда употребление в пищу этих генов могло кому то навредить, а потом проверить, возможно ли это в действительности.

Так какими же опасностями чревато употребление в пищу генов устойчивости к антибиотикам? Первая гипотеза: если человек (или животное) съест такие гены, он (оно) и сам (само) станет устойчивым к антибиотикам. К такому тревожному итогу теоретически можно прийти не через интеграцию этих генов в нашу ДНК (все, что мы едим, содержит ДНК, но мы не боимся отчасти превратиться в корову, съев котлету), а потому, что ДНК из нашей пищи, сохранившись непереваренной, интегрируется в геномы бактерий в нашем кишечнике. Возможно ли такое? Или же ДНК в процессе пищеварения распадется и усвоится, как все остальное? Компании Calgene предстояло это выяснить.

Чтобы измерить, насколько быстро распадается ДНК из нашей пищи, Белинда Мартино из исследовательской группы Calgene подвергла ДНК воздействию синтетических пищеварительных жидкостей. После десяти минут, проведенных ДНК в синтетическом желудочном соке, и десяти минут – в синтетическом кишечном соке (обычно нашей пище требуется гораздо больше времени, чтобы пройти через пищеварительный тракт) она проверила, что осталось от ДНК. Ничего, кроме фрагментов, которые были короче гена устойчивости к антибиотикам! Поскольку поврежденный ген функционировать не может, результаты Мартино означали, что шансы, что ген устойчивости к антибиотикам сохранится непереваренным и встроится в геном микроба, живущего в нашем кишечнике, очень-очень-очень малы. Но насколько малы? Чтобы приблизительно ответить на этот вопрос, Мартино измерила сохранившиеся фрагменты ДНК и дала следующую консервативную оценку: на каждую тысячу человек, съевших по помидору Флавр Савр, приходится один случай, когда ген устойчивости к антибиотикам попадает в кишечник невредимым, что позволило бы одному микробу инкорпорировать его в свой геном. Поскольку в кишечнике человека живут миллиарды микробов, многие из которых уже устойчивы к антибиотикам, Мартино сочла (и Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами с ней согласилось), что ее эксперимент доказал: употребление помидоров Флавр Савр в пищу не повысит устойчивость к антибиотикам у наших кишечных бактерий сколько нибудь значимым образом.

Раз и навсегда решив больной вопрос с устойчивостью к антибиотикам, Calgene перешла к сорту Флавр Савр как таковому. Требовалось, чтобы его одобрило и Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами (подтвердило, что его можно есть), и Министерство сельского хозяйства США (которое должно было подтвердить, что он не вытеснит другие растения). Для начала ученые из Calgene составили список всего того, чем Флавр Савр должен был отличаться от других помидоров согласно планам его создателей. Например, у этих помидоров имелась дополнительная антисмысловая копия гена ПГ и наблюдалась сниженная экспрессия ПГ по сравнению с помидорами, не подвергавшимися генной инженерии, и оба этих показателя поддавались измерению. Кроме того, у сорта Флавр Савр было несколько отличительных черт – плоды были плотнее на ощупь, дольше хранились и меньше портились после сбора урожая; все это являлось следствием подавления ПГ и тоже без труда измерялось. Сложнее было выяснить, к каким непредвиденным последствиям может привести внедрение в геном помидора антисмыслового гена ПГ, оценить их масштаб и доложить о них. В числе таких последствий могли оказаться снижение питательности или повышение концентрации гликоалкалоидов (ядовитых веществ, которые накапливаются в кожице зеленых помидоров). Неожиданные побочные эффекты могли дать и непредвиденные взаимодействия между антисмысловым геном ПГ и другими генами или, например, ситуация, когда введение плазмиды агробактерии (или плазмид, поскольку при применении генной пушки в один и тот же геном могло попасть много копий) мешает функции другого гена.

Чем меньше изменений в геноме, тем ниже вероятность непредвиденных последствий, поэтому Calgene решила разыскать и коммерциализировать только те растения, в которые была введена одна копия антисмыслового гена ПГ. Современные технологии секвенирования генома упростили бы эту задачу, но в те годы их еще не было. Поэтому Мартино разработала метод молекулярного анализа, позволивший ей подсчитать количество введенных генов в каждой линии помидора Флавр Савр. Результаты показали, что из 960 первоначально полученных растений, в которые удалось успешно ввести антисмысловой ген ПГ (операция увенчалась успехом лишь у менее чем 5% семян), ровно одна копия этого гена была лишь у восьми. Они то и стали родоначальниками линий помидоров, от которых зависело будущее Calgene.

От этих восьми линий Calgene получила тонны помидоров – буквально тонны. Ученые разослали помидоры в независимые лаборатории, чтобы измерить содержание в них питательных веществ и концентрацию гликоалкалоидов. В одной из лабораторий огромное количество пюре из этих помидоров скормили крысам, после чего животных вскрыли и посмотрели, все ли ладно в их организмах. Calgene провела испытания вкуса – правда, дегустаторам не разрешалось ни глотать помидор, ни пробовать локулы (камеры, где содержатся зернышки, а также сахара, кислоты и большинство ароматизирующих веществ), чтобы непереваренные зернышки не попали в окружающую среду. Ученые из Calgene проверили и прочность помидоров: на них роняли тяжелые гири, после чего измеряли, сильно ли плод сплющился, и тыкали в них острыми палочками, чтобы проверить, какое давление нужно, чтобы пробить кожицу. Были замерены и скорость и хронология созревания на кусте, и темпы гниения после сбора. Результаты были очевидны: помидоры Флавр Савр не отличаются от помидоров, полученных в ходе традиционной селекции, ничем, кроме того, что после сбора они медленнее портятся. Calgene подала заявление в Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами.

Управление потратило четыре года на оценку безопасности помидоров Флавр Савр и генов устойчивости к антибиотикам. Все это время Calgene прилежно исполняла бесчисленные требования Управления и Министерства сельского хозяйства, снабжая их дополнительной информацией и проводя новые эксперименты. Однако каждый день ожидания приносил Calgene только расходы и не давал никаких доходов – исследователи выращивали помидоры, но не продавали их.

При этом оставался без ответа еще один важнейший вопрос: достаточно ли крепки спелые помидоры Флавр Савр, чтобы выдержать хранение и транспортировку? Испытания на прочность обнадеживали, но судьбоносным моментом должна была стать именно проверка перевозкой. Чтобы проделать это последнее и самое важное испытание, Calgene высадила помидоры Флавр Савр на полях в Мексике. Когда урожай созрел, плоды собрали и сложили в большие корзины. Затем корзины погрузили в фуры и отправили за три с лишним тысячи километров в головную контору Calgene неподалеку от Чикаго. Через несколько дней, когда фуры припарковались возле Calgene, с них капал томатный сок. Картина прояснилась: помидоры сорта Флавр Савр обладали крепостью, стандартной для спелых помидоров, которые, как все мы знаем, нужно складывать очень аккуратно, а не то получишь томатную пасту. Они были не такие прочные, как зеленые.

От этого фиаско с транспортировкой Calgene так и не оправилась. Помидоры, которые хранятся дольше обычного, безусловно, хороши, и Calgene продолжила борьбу за отмену ограничений. У компании случались и удачные периоды, но по большей части обстоятельства были против нее. Прямой путь на рынок все не открывался, и производители помидоров разрывали договоренности с Calgene, предпочитая растить другие сорта для компаний, которые будут продавать их урожай. Каждый раз, когда в Calgene думали, что ограничения будут вот-вот сняты, органы государственного регулирования требовали новых данных, а для них нужны были новые плоды и эксперименты… и все это время компания не могла торговать своими помидорами.

Восемнадцатого мая 1994 года Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами наконец официально одобрило помидоры Флавр Савр и гены устойчивости к антибиотикам, которые согласилось классифицировать как пищевую добавку. Это вызвало ликование по всей стране. СМИ (по большей части) превозносили помидор, который неделями хранится спелым, и только одна газета сообщила (ошибочно), что он содержит ДНК рыбы. О помидорах нового сорта благосклонно отозвался даже Фонд защиты окружающей среды, хотя эта организация в целом не приветствует биотехнологии. Однако тогда она решила, что готовность, с которой Calgene предоставляла свой продукт на экспертизу, доказывает его безопасность. Правда, противники ГМО продолжали протестовать (в основном против введения гена устойчивости к антибиотикам) и даже организовали пикеты, демонстрации и показательное уничтожение помидоров, но и это не погасило энтузиазм по поводу первого в мире полноценного генно-инженерного пищевого продукта. Более того – спрос на Флавр Савр настолько превышал предложение, что продавцы были вынуждены отпускать ограниченное количество помидоров в одни руки.

Теплый прием, оказанный помидорам Флавр Савр, объясняется двумя решениями, которые компания Calgene приняла в самом начале работы над ними. Во-первых, она сама предложила Управлению по контролю за продуктами питания и Министерству сельского хозяйства представить помидоры на экспертизу, хотя и знала, что пересмотр ограничений будет стоить компании времени и денег. Этот шаг со стороны Calgene дал обществу возможность оценить риски, связанные с генно-инженерными помидорами. Во-вторых, компания не пыталась скрыть, что помидоры были генно-инженерные. Покупая Флавр Савр, потребитель видел объявления и значки, где с гордостью говорилось, что это генно-модифицированный продукт. В объявлениях кратко описывался процесс выведения сорта и указывался бесплатный контактный телефон для получения более подробной информации. Покупателю не давали шанса заподозрить, будто купить что то его вынуждают обманом. Теперь не только фермер, но и покупатель мог принимать обоснованные решения по поводу помидора Флавр Савр.

Увы, даже стабильный спрос на официально безопасные помидоры Флавр Савр уже не мог спасти Calgene. Поскольку это были помидоры премиум-класса, они оказались самыми дорогими на рынке – около двух долларов за фунт (за 400 с небольшим граммов). Однако процессы выращивания и транспортировки были не до конца отлажены, и поэтому на то, чтобы доставить свой товар на полки магазинов, Calgene тратила 10 долларов на фунт. Несмотря на все сложности, качество помидоров росло – новые сорта с геном Флавр Савр были и вкуснее, и устойчивее к транспортировке. Но сочетание нескольких неурожайных лет и плохой организации работы на полях привело к тому, что компании стало трудно доставлять помидоры продавцам. В июне 1995 года, всего через год после начала продаж сорта Флавр Савр, Calgene согласилась продать половину компании фирме Monsanto, которая интересовалась не самим помидором Флавр Савр, а патентами Calgene на методы генной инженерии растений. Calgene попыталась при помощи инвестиций Monsanto остаться на плаву, но денег было слишком мало, да и появились они слишком поздно. В январе 1997 года Monsanto купила остаток акций Calgene, и компании пришел конец.

Помидоры Флавр Савр потерпели неудачу на рынке не потому, что были продуктом генной инженерии. Это случилось из за череды неудачных коммерческих решений, объяснявшихся, во первых, плохим знанием Calgene рынка свежих овощей, а во вторых, тем, что Calgene была маленькой компанией (в сравнении с гигантами промышленной генной инженерии растений), отважившейся потратить львиную долю капитала и времени на то, чтобы проложить дорогу в будущее биотехнологическим пищевым продуктам. Во многом именно благодаря экспериментам Calgene – тщательно продуманным, исполненным и описанным – Министерство сельского хозяйства США и Министерство сельского хозяйства, рыболовства и продовольствия Великобритании признали безопасными технологии антисмыслового гена и гена устойчивости к антибиотикам в качестве маркера. Поэтому Calgene, безусловно, добилась огромных успехов – она заложила основы новой индустрии.

---

Вас также могут заинтересовать статьи:
Кровоточащие помидорки обольстили семиклассниц
В погоне за первым в истории генно-модифицированным олимпийским талисманом
Дженнифер Даудна об этике редактирования человеческих геномов