# Вторая зеленая революция: как CRISPR меняет еду, отменяет прополку и вызывает споры Источник: https://www.youtube.com/watch?v=d_v1RPN3AoM Канал: World Science Festival Опубликовано: 14.03.2020 --- На всемирном фестивале науки (World Science Festival) ведущие эксперты в области генетики, биоэтики и устойчивого развития обсудили потенциал технологии CRISPR как инструмента «Второй зеленой революции». В дискуссии приняли участие Ипин Ци (Университет Мэриленда), Мэтью Уиллманн (Корнелльский университет), Кэролин Ньюхаус (Центр Гастингса), Фридрих Солтау (ООН) и Дэйв Джексон (Лаборатория Колд-Спринг-Харбор). ## ✂️ Анатомия CRISPR: от бактериального иммунитета до генетических ножниц [[JUMP:02:03]] Технология CRISPR представляет собой не просто инструмент редактирования, а сложный молекулярный механизм, заимствованный у природы. Дэйв Джексон объясняет, что в его лаборатории CRISPR используется для «нокаутирования» (выключения) функций генов у кукурузы, чтобы понять их роль в росте растения [02:16]. Кукуруза обладает примерно 40 000 генами — это значительно больше, чем у человека [02:16]. Ипин Ци отмечает эволюцию инструментов редактирования: * **Цинковые пальцы (ZFN):** Требовали сложной белковой инженерии, доступной лишь немногим лабораториям в США [02:55]. * **TALEN:** Технология, производная от бактериального оружия, была проще, но всё же трудоемка для массового использования [03:09]. * **CRISPR-Cas9:** Революционный метод, ставший общедоступным после публикации ключевой статьи в журнале Science в 2012 году [03:36]. Механизм работы системы включает белок Cas (например, Cas9 или Cas12a) и направляющую РНК [03:48]. РНК служит своего рода GPS-навигатором, который приводит «молекулярные ножницы» к конкретному участку ДНК, где происходит разрез [04:22]. Cas12a используется в случаях, когда Cas9 не может достичь нужной цели [04:03]. ## 🧬 CRISPR против ГМО: юридическая и научная пропасть [[JUMP:05:54]] Одним из ключевых вопросов дискуссии стало различие между трансгенными организмами (классическими ГМО) и растениями, отредактированными с помощью CRISPR. Мэтью Уиллманн поясняет: трансгенез подразумевает перенос гена от одного организма к другому [05:54]. Позиции участников относительно классификации CRISPR: 1. **Дэйв Джексон:** Не считает CRISPR-растения ГМО. По его словам, геномы находятся в постоянном движении, и CRISPR лишь вносит изменения, аналогичные тем, что происходят в природе в ходе эволюции [16:17]. Разница в ДНК между двумя сортами кукурузы может составлять 1%, что сопоставимо с разницей между человеком и шимпанзе [16:30]. 2. **Мэтью Уиллманн:** Указывает, что почти все сельскохозяйственные культуры уже генетически модифицированы человеком в процессе одомашнивания (например, дикая кукуруза теосинте почти не похожа на современную) [12:45]. 3. **Ипин Ци:** Ссылается на решение Министерства сельского хозяйства США (USDA) от марта 2018 года, согласно которому CRISPR-продукты, имитирующие результаты традиционной селекции, не будут регулироваться как ГМО [15:38]. Однако, по мнению Фридриха Солтау, общественное восприятие рисков и преимуществ технологий часто не совпадает с научным, и странам необходимо находить баланс, чтобы не блокировать прогресс из-за «суеверий прошлого» [17:20]. ## 🍎 Практическое применение: яблоки, пшеница и промышленная конопля [[JUMP:25:25]] Участники представили конкретные проекты, которые могут изменить рынок продуктов питания в ближайшее десятилетие. Основные направления исследований: * **Яблоки:** Мэтью Уиллманн работает над внедрением генов устойчивости к болезням из диких яблонь (размером с мизинец) в популярные коммерческие сорта, такие как «Гала» [26:17]. Традиционная селекция заняла бы десятилетия и уничтожила бы уникальные вкусовые качества сорта. * **Пшеница:** Удаление гена, снижающего урожайность, позволяет повысить продуктивность культуры [27:11]. * **Рис:** Ипин Ци сообщил об успешном одновременном редактировании 4 генов риса (мультиплексирование), отвечающих за размер и вес зерна, что позволило создать высокоурожайный сорт всего за один-два года [31:40]. * **Промышленная конопля:** В Корнелльском университете при поддержке губернатора Нью-Йорка Куомо ведутся работы по изменению распределения масел, количества волокна и времени цветения конопли для медицинских и промышленных целей [28:31]. * **Кассава:** Обсуждается создание сортов, устойчивых к гербицидам. По мнению Уиллманна, это несет огромную социальную пользу для Африки: сегодня женщины и дети тратят всё время на прополку полей вручную, вместо того чтобы посещать школу [35:15]. ## ⚠️ Риски, ошибки и «мертвая кукуруза» [[JUMP:52:30]] Несмотря на точность, CRISPR не застрахован от непредвиденных последствий. Дэйв Джексон поделился историей из практики: их первый эксперимент с CRISPR должен был создать кукурузу с более крупными початками, но в итоге все растения погибли [1:08:56]. Выяснилось, что целевой ген влиял не только на рост, но и на иммунную систему растения [1:09:09]. Технические сложности и риски: * **Off-target эффекты (внецелевые мутации):** Ипин Ци провел полное секвенирование генома модифицированного риса и обнаружил около 200 мутаций в каждом растении. Однако большинство из них возникло в процессе культивирования тканей, а не из-за работы CRISPR [54:56]. В каждом новом поколении растений естественным образом возникает около 40 мутаций [55:22]. * **Инвазивность:** Существует теоретический риск, что редактирование диких видов может сделать их агрессивными сорняками, хотя Джексон считает этот риск для одомашненных культур минимальным [1:00:20]. * **Этические барьеры:** Кэролин Ньюхаус утверждает, что сопротивление технологиям часто вызвано не «антинаучными» взглядами, а опасениями за разрушение культурных традиций фермерства и личных отношений людей с едой [50:16]. ## 💰 Демократизация технологий и патентные войны [[JUMP:30:43]] Одним из главных преимуществ CRISPR считается его дешевизна. Наборы для редактирования (векторы) можно заказать в репозитории Addgene всего за 65 долларов [30:43]. Это позволяет небольшим лабораториям и развивающимся странам работать над локальными проблемами, не полагаясь на гигантов вроде Monsanto (ныне Bayer) или Pioneer [09:44]. Тем не менее, юридическое поле остается сложным: 1. Между Университетом Беркли и Институтом Броуда (Broad Institute) идет затяжная патентная битва за право называться первооткрывателями технологии [1:10:20]. 2. Хотя для академических исследований технология бесплатна, коммерческое использование требует лицензионных отчислений, которые могут исчисляться миллиардами долларов [1:10:58]. Фридрих Солтау и Кэролин Ньюхаус сошлись во мнении, что успех технологии зависит не только от науки, но и от создания экосистемы доставки — политических и экономических механизмов, которые позволят высокоурожайным семенам попасть в руки беднейших фермеров Африки и Азии [1:02:08].