История ГМО лосося, который все же попал на рынок
Обычная и доработанная версии семги
Я не перестаю удивляться луддитам нашего времени. Чаще всего это какой-то особенный сплав дремучести, магического мышления и страха перед непонятными вещами, которые ученые в лабораториях.
Я думаю, что на Хабре ни у кого нет особых сомнений, в опасности таких деятелей, как Сералини, который доказывал канцерогенный эффект от ГМО-кукурузы у крыс. Статью в итоге отозвали по причине обнаруженных грубых методологических ошибок. Поэтому, сегодня мы будем говорить о правильном подходе к ГМО и о том, что уже интересного успели запустить в продакшен. Начнем с лосося и форели. О том, чем отличается дикий вариант от фермерского, как оценивают лососевый цвет, зачем его модифицируют и когда мы увидим на прилавке новую, доработанную версию этой рыбы.
Парадоксы селекции
Казань, 1921 год. Небольшой осетр, весом 1.5 тонны.
Заметили, как начала дорожать рыба? Нет, тут дело не только во всяких экономических проблемах и потрясениях. Проблема в том, что мы слишком много едим. Животный белок — очень важная часть рациона, а выращивать его довольно дорого. Для производства килограмма той же говядины требуется от 3 до 20 кг зерна, которое само по себе пригодно в пищу. Из-за невысокого КПД мы получаем довольно высокие цены на мясо. Курятина намного выгоднее, так как коэффициент конверсии корма составляет порядка 1.6–1.7 кг зерна на килограмм куриной тушки.
Казалось бы, есть более простое решение — готовое мясо в виде рыбы в реках, озерах и морях. К сожалению, мы вылавливаем рыбу гораздо быстрее, чем она успевает размножаться и наращивать массу в естественной экосистеме. В итоге, тот же осетр практически исчез в диком виде, а его икра теперь продается в крохотных баночках, которые торжественно лежат внутри прозрачной витрины-сейфа. При том, что это просто обычная икра, которую многие спокойно ели в детстве.
Есть еще одна проблема — мы занимаемся селекцией диких видов рыбы, но только не в том, направлении, в котором нужно. Если посмотреть на законы РФ и других стран о рыбалке, то можно заметить, что ключевые ограничения касаются общего количества выловленной рыбы и ее минимально допустимых размеров. Запрещено использовать сети с мелкими ячейками, а всю рыбу меньше допустимого размера нужно выпускать обратно. Это совершенно разумно с точки зрения того, что мы сохраняем молодняк для дальнейшего роста и набора массы. Но с точки зрения искусственного отбора мы замечательно выбраковываем наиболее крупных и быстрорастущих особей. При этом взрослые мутанты с карликовостью отлично избегают поимки и дают потомство.
У вас цвет неправильный!
Ферма по разведению лосося
Из-за непрерывного истощения популяции дикого лосося и его родственников стало выгодным организовывать искусственные фермы по разведению рыбы. По сути, рыба живет все в тех же водоемах, но ограничена объемами сетей. Кормится тоже искусственно для максимизации скорости роста. 1.3 миллиона тонн красной рыбы генерирует Норвегия. Это в районе 60% мирового производства. И вот тут уже начинаются проблемы со стороны тех, кому требуется «только натуральное». Дикий лосось поедает огромное количество креветок и другие животных, имеющих оранжевую окраску. За счет этого его мясо приобретает характерную красноватую окраску.
Для фермерского лосося приходится дополнительно добавлять в корм астаксантин. Это тот самый каротиноид ярко-красного цвета, который есть в креветках, и который окрашивает фламинго в розовый оттенок. Без него лосось имеет обычный «рыбный» сероватый цвет.
Более того, даже стали выпускать специальные шкалы для оценки работы красителя, чтобы подобрать наиболее привлекательный для потребителя вариант. При этом люди, которые считают, что только «натуральная» дикая рыба самая правильная, пишут километровые гайды о том, как отличить нужное филе по цвету. Хотя астаксантин везде один и тот же по сути.
Вносим патчи
Обычный лосось и AquAdvantage
Когда мы говорим о генетической модификации организмов, мы обычно представляем себе открытия и исследования последнего десятилетия. На самом деле, практические исследования в этой области ведутся уже более 30 лет. В 1989 году был создан лосось «AquAdvantage». Причем модификация довольно минималистичная по нынешним меркам. По сути, подобный эффект могла бы дать потенциальная гибридизация с близкородственным видом. Сейчас расскажу поподробнее.
Конечный размер рыбы и скорость ее роста ограничена. Вы можете взять условного гуппи, завалить его едой, но в голубого марлина он от перекорма не превратится. Скорее наоборот, начнет болеть о перекорма и умрет. Для того, чтобы обойти это ограничение и, одновременно, пройти очень жесткий контроль со стороны FDA, компания AquaBounty Technologies внедрила генетический фрагмент, отвечающий за синтез гормона роста от самого крупного представителя семейства — чавычи в геном атлантического лосося (сёмги). Для этого был внесен дополнительный фрагмент opAFP-GHc2 в гене EO-1ɑ с использованием промотора от другой рыбы — американской бельдюги.
В результате того, что у конечного организма теперь оказалось несколько копий гена, отвечающего за синтез гормона роста, рост рыбы стал непрерывным в течение всего года. При этом обычная, не модифицированная сёмга растет только весной и летом, а в остальные сезоны вес не набирает. Для тестирования стабильности генетической модификации, AquAdvantage срещивали с дикой семгой в течение четырех поколений. При этом нужный фрагмент оставался неизменным во всех потомках.
Годы тестирования
К сожалению, к генетическим модификациям отношение мягко говоря предвзятое. На получение разрешения для использования модифицированной семги потребовалось больше 30 лет. Протокол исследования включал сравнение с неизмененными разновидностями лосося, в качестве контрольной группы. Исследовали в первую очередь гормоны — эстрадиол, тестостерон, 11-кетотестостерон, Т3, Т4 и инсулино-подобный фактор роста 1 (IGF1). В результате не обнаружили значимых отличий между модифицированными рыбами и дикими разновидностями. Пищевая ценность была также аналогична. Тем не менее, несмотря на положительную резолюцию FDA еще в 2010 году, проект завернули по инициативе законотворцев. Также появились требования по маркировке продукта как трансгенного в обязательном порядке. Кроме этого, ряд исследователей высказал опасение, что такие мощные и крупные варианты сёмги смогут быстро вытеснить исходный вид, полностью захватив кормовую базу.
В итоге, компания-разработчик, была вынуждена гарантировать, что выращивание будет проходить только в закрытых бассейнах, где у рыбы нет возможности сбежать в дикую среду. Кроме этого, вся икра, которая будет использоваться для выращивания особей на еду подвергается воздействию высокого давления, что приводит к образованию триплоидов — организмов с тремя наборами хромосом вместо двух. Такие рыбы не в состоянии в дальнейшем размножаться. Если кладка икры содержит более 5% диплоидных особей, то ее уничтожают. Кроме этого на еду выращивают исключительно самок для того, чтобы дополнительно гарантировать, что семга не сможет неконтролируемо размножаться. Самцы содержатся отдельно, вдали от водоемов, чуть ли не в охраняемом бункере, и участвуют только в производстве икры для разведения.
В итоге, в 2018 году все-таки разрешили продажу и употребление этой рыбы в США и Канаде. Что не помешало калифорнийскому суду в ноябре 2020 году инициировать отзыв разрешения по причинам «недостаточно исследованным последствиям для окружающей среды».
Вся эта история крайне печально выглядит со стороны научного сообщества. Да, исследования в области безопасности совершенно необходимы. Но вовсе не в той степени, которая делает нерентабельной и рискованной большую область исследований по модификации организмов. Почему-то никто не проводил длительное тестирование с тем же борщевиком Сосновского, когда его натуральным способом старательно акклиматизировали в непривычных для него зонах и развозили семена по огромной территории.
С декоративными проще
К счастью, если чисто декоративная рыба не будет употребляться в пищу и не сможет выжить в дикой среде, то претензий со стороны регуляторных органов обычно не поступает. Тут можно привести в пример тех же GloFish с иллюстрации. Первоначально это были данио рерио — небольшие полосатые рыбки. В 1999 году в них встроили ген для синтеза GFP — это типовой флюоресцентный белок медузы, который дает зеленое свечение. Случайно на конференции, где демонстрировались фотографии зеленых светящихся рыбок оказался представитель коммерческой компании, которая занималась разведением декоративных видов. В итоге, запустили целую серию с разными флюоресцентными пигментами.
Кто знает, может именно условные декоративные карликовые жирафы размером с собаку смогут пробить заслон ГМО-фобии и ускорить прогресс в этой области.
