ГМО-свиньи: прекрасные или ужасные?

Аббревиатура «ГМО» вызывает беспокойство у многих обывателей и нескончаемые споры у ученых. Основная обсуждаемая проблема ГМО – введение чужеродной ДНК, которая, по мнению многих людей, может иметь отдаленные последствия для потребителя. В результате коммерциализация ГМО-культур сталкивается с серьезными юридическими и законодательными проблемами. Напомним: в России с 2016 года запрещено выращивать и разводить любые трансгенные организмы в любых целях, кроме научных.

Ученые продолжают эксперименты, надеясь удешевить некоторые виды сельскохозяйственной продукции, улучшить ее качество и снизить нагрузку на окружающую среду. Мы подготовили небольшой обзор о том, в каких направлениях ведется работа над геномом домашних свиней. 

«Улучшенный» навоз 

Навоз свиней довольно сильно загрязняет окружающую среду, в отличие от навоза крупного и мелкого рогатого скота. Простой, а не многокамерный желудок свиней лишен симбиотических микроорганизмов, поэтому животные не могут переваривать полисахариды растительных клеточных стенок. Питательные вещества остаются запертыми и не взаимодействуют с ЖКТ – поэтому выделения свиней богаты непереваренными белками, жирами и углеводами. 

Другая проблема свиней – отсутствие в организме фермента фитазы.  Фитиновая кислота – депо фосфора у растений, на нее приходится до 80% фосфора в семенах зерновых, бобовых и масличных культур. Однако для свиней минералы в составе фитатных комплексов оказываются недоступными, в результате фосфор и микроэлементы в составе фитатных комплексов оказываются в навозе, а свиньи – нуждаются в пищевых добавках фитазы и ферментов, расщепляющих полисахариды.

Зная эту проблему, ученые работают над выведением свиней, которые сами могут синтезировать эти ферменты. Ген фитазы был встроен в геном свиньи в 2001 году, порода была названа Enviropig. Содержание фосфора в навозе Enviropig уменьшено на 75%. 

Недавно ученые из Южно-Китайского сельскохозяйственного университета создали породу свиней, способных усваивать и фитаты, и полисахариды клеточной стенки растений. В геном животных встроили механизмы производства фитазы, ксиланазы и бета-глюканазы. В их навозе содержится на 24% меньше азота и на 44% меньше фосфора. Кроме того, эти свиньи эффективнее усваивают корм и набирают массу на 24% быстрее обычных. 

Однако сегодня ни одна из новых пород не вышла в промышленное использование, ученые работают над устойчивостью животных к заболеваниям.

Нежирная свинина

Генетики из Великобритании и Китая недавно получили трансгенных свиней, отличающихся низким содержанием подкожного жира. Для этого использовалась популярная технология CRISPR/Cas9, которая позволяет вносить изменения в геном высших организмов, включая человека. 

Ученые внедрили в ДНК поросят взятый у мышей ген UPC1, который отвечает за терморегуляцию – этот ген присутствует у многих млекопитающих, однако у свиней его нет. ГМ-поросята имели в среднем на 24% меньше подкожного жира, чем у обычных соплеменников. По мнению ученых, вкус мяса генно-модифицированных свиней не хуже, чем у обычных животных, а нежирная свинина может быть хорошо востребована на рынке как более «здоровый» продукт.

Гипоаллергенные свинки

Пять лет назад FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) выдало первое разрешение на применение генетически модифицированной линии свиней для нужд пищевой промышленности и медицины. 

ГМ-линию GalSafe вывела биомедицинская компания Revivicor. В организме животных есть единственное отличие от обычных свиней: в нем не производится галактоза-альфа-1,3-галактоза («альфа-гал»). Этот фермент и встречается у всех млекопитающих, кроме людей и приматов. Обычно организм нейтрализует поступающие с едой молекулы альфа-гал, но иногда они могут привести к развитию острой пищевой аллергии — альфа-гал-синдрома.

C этой стороны ГМ-свиньи GalSafe будут полностью безопасны. В Revivicor уверены, что GalSafe станут не только более безопасной альтернативой обычной свинине, но и будут использоваться для производства лекарственных препаратов для людей с альфа-гал-синдромом.

Мясо без антибиотиков

Недавно американская компания Acceligen представила новую породу свиней, устойчивую к репродуктивно-респираторному вирусу свиней. Это заболевание ежегодно приносит миллиарды долларов убытков свиноводческой индустрии по всему миру.

Исследователи выяснили, что при удалении части гена CD163 заболевание перестает поражать животных. Открытие позволило вывести популяцию свиней, полностью устойчивых к PRRS. Ученые отмечают, что использование выведенных ими свиней будет способствовать продовольственной безопасности, снизить смертность животных и сократить использование антибиотиков.

Сейчас эти трансгенные свиньи проходят проверку в Управлении по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Если разрешение выдадут, первые партии ГМ-свиней могут появиться на фермах страны уже в этом году.

Свиньи-бодибилдеры

Около 10 лет назад ученые из Южной Кореи и Китая сообщили, что создали трансгенных свиней, которые наращивают вдвое больше мяса, чем традиционныепороды. Работа велась с геном MSTN, который подавляет рост мышечных клеток и предотвращает образование избыточной мускулатуры. Из клеток эмбрионов свиней удалили обе копии этого гена и создали 32 клонированных ГМ-поросят большой массы.

Авторы новой породы ГМ-свиней подчеркивали, что их метод генной модификации кардинально отличается от традиционных: в организмы животных не вводили никакой новой чужеродной ДНК. Коррекция генов работает так же, как и селекционный отбор, только намного быстрее. Ожидалось, что благодаря этому животные быстро выйдут на азиатские рынки, где существует высокий спрос на свинину.

К сожалению, вскоре выяснилось, что отключение гена MSTN ухудшает сопротивляемость инфекциям и сильно сокращает срок жизни животных: только половина подопытных свиней дожила до 8 месяцев. Этот недостаток можно устранить, если отключать не две копии MSTN, а только одну – но тогда уменьшается вес ГМ-свиней. Поиски золотой середины ведут до сих пор.

Соя со вкусом свинины

Стартап Moolec из Великобритании сумел заменить четверть белков в соевых бобах протеинами свиньи – чтобы со временем начать производство растительных аналогов мясных продуктов. Они будут ближе к мясу по вкусовым качествам, текстуре, а также питательной ценности.

ГМ-бобы были названы Piggy Sooy, и от обычных бобов их отличает характерный розовый оттенок. Его дает белок миоглобин, который окрашивает мясо в красный цвет и придает ему характерный вкус. Соя также получила соответствующие вкусовые характеристики и текстуру. В стартапе полагают, что их разработка позволит сделать продовольственные запасы более устойчивыми, не нагружая при этом окружающую среду животноводством. Разрешение для выращивания «мясных» бобов компания будет в США, поскольку законы о ГМО там существенно мягче, чем в Великобритании и ЕС.

Таким образом, мы видим, что редактирование генома свиньи – это не только научный прорыв, но и инструмент для адаптации сельского хозяйства к вызовам будущего. Прозрачность, грамотная коммуникация и фокус на потребительских запросах — ключи к успеху этой технологии.

Читайте также:

• ГМО в сельхозпродукции: безопасность и риски
• Устойчивость к пестицидам: как бороться с суперсорняками
• Чем опасен глифосат
• Подделки кормов для животных: как распознать
• Миллениалы выбирают искусственное мясо