Thread by @OlgaVPettersson

Ну что, опять суббота!
У нас, похоже, наконец началось лето. А у вас?

А летом, как известно, все цветет, пахнет и плодоносит. В том числе и ГМО.

1/х

2. Тред сегодня будет коротким, мы только разрыхлим самую поверхность. Расскажу немного от истории и дойдем до переломного момента, все на примерах растений.

Для начала разберемся, зачем это надо, а для этого нам надо вспомнить что мы едим.

3. Ни для кого не секрет, что все растения и животные из чего потом делается еда, в натуральном виде в природе выглядит совсем иначе. Внизу картинки слева - природная дикая пшеница, а два колоска наверху - современный сорт.
На второй кукуруза, слева дикая, справа сортовая.

4. Т.е. сортовые сельхоз. культуры дают больше урожая.

Население Земли все растет, и его надо кормить. Климат вот опять-таки меняется. Количество земель пригодных под пашни ограничено.

5. Часть урожая (до 50% у некоторых культур) теряется из-за болезней и вредителей, т.е. чтоб это компенсировать нужно либо все заливать химией, либо выращивать всего в полтора-два раза больше.

6. Короче, нам нужны сорта растений, которые дадут нам много еды, плюс они должны быть устойчивы к болезням, сорнякам, вредителям (и коммерчески целесообразны).

Процесс скрещивания и селекции новых сортов длинный и извилистый, но люди им занимаются несколько тысяч лет.

7. До 30x годов 20го века это делалось практически вслепую: ищем из тонны диких растений горсточку индивидов с классным генетическим признаком (т.е. с выгодными нам мутациями), и используем их для селекции.

8. В те времена университеты и академии снаряжали в экспедиции своих сотрудников и посылали их колесить по миру. Искать, например, приземистую пшеницу с крепким стеблем, чтобы использовать для селекции сортов устойчивых к сильным ветрам в условиях Казахских степей.

9. На фото внизу Николай Вавилов во время одной из таких экспедиций в Африке.
Если вы слышите имя Вавилова впервые, прогуглите. Не пожалеете, чесслово! Великий человек был. Сгубили.

10. Чтоб мутация закрепилась в процессе эволюции настолько, из мутантов получилось поле, которое бы разглядела экспедиция стойких дядечек-селекционеров - это бывает не так часто. Т.е. вы уже знаете из предыдущих тредов, что мутанты появляются постоянно...

11. ... но выживает и оставляет потомство только наиболее приспособленные. Поиски селекционного материала занимали годы.

В начале 30х годов уже знали и о хромосомах, и о генах. И о мутагенах.

12. Это химические вещества, при помощи которых в 30х стали получать огромное количество мутантов прямо в лаборатории, без скитаний по миру. Особенно популярны были колхицин (химикат из луковиц безвременника, жуткий яд). Потом и гамма-радиация подошла.

13. И радиация, и колхицин либо влияют прямо на ДНК, либо на процесс расхождения хромосом при делении клетки, в зависимости от способа применения.

Именно при помощи мутагенов были получены первые коммерческие гибриды между разными видами растений.

14. Великий злак Тритикале, он же гибрид пшеницы (Triticum) и ржи (Secale), зимостойкий и богатый белком, выращивающийся сейчас миллионами тонн и использовавшийся для производства макаронных изделий в бывшем СССР, был получен именно благодаря такому процессу.

15. Очень советую прочитать zn.ua/ARCHIVE/krestn…, там описан этот гибрид и его получение.

Опять-таки, этот процесс вели практически вслепую, т.к. геном-то мы изменяли, но было не совсем понятно каким образом и какие при этом могли быть последствия.

16. В концу 20го столетия, мы расшифровали геномы многих сельхоз. растений, и стали лучше понимать как работает селекция: какие именно гены мы мутируем или закрепляем, и на какие признаки они влияют.

17. Что-же получается. Практически все сорта и гибриды которыми мы пользуемся сейчас - РУКОТВОРНЫЕ создания человека, путем изменения “диких” геномов. T.e. мы все это время, начиная с Месопотамии и Египта, играем в эволюцию по нашим правилам.

18. А с начала 20го века используем мутагены/карциногены для ускорения селекции.

Теперь, что такое ГМО или Генетически Модифицированный Организм.

19. По определению, это организм геном которого искусственно изменен путем манипуляций. (А радиация и колхицин, значит, натуральные, ага 🧐). Биотехнологические манипуляции бывают разные, но все они основываются на знании генома, и того куда, кто, и что вставляет.

20. Т.е. процесс идет не вслепую, а целенаправленно.

ГМО первого поколения (конец 80х-90е) были в основном для питания животных и продукции еды, с повышенной устойчивостью к вредителям, болезням, экстремальному климату и гербицидам.

21. Потом, ученые стали работать над ГМО второго поколения, улучшением питательных свойств сельхоз растений. Ну и третье, современное поколение ГМО направлено на синтез новых фармакологических веществ.

Как же это происходит?

22. Растения тем хороши, что из пары специализированных клеток можно вырастить целый организм. Не надо ждать цветения, семян, итд.
На фото растения которые выращивают в чашке Петри из модифицированной клеточной культуры.

23. Если все упростить, то получается так: берем интересный ген (т.е. небольшую молекулу ДНК) и доставляем в специально подготовленные клетки. Потом процесс напоминает тот, о котором я рассказывала в треде о транспозонах: молекула попадая в клетку ползет в ядро...

24. ... находит хромосому, и в нее встраивается.

Модифицированные клетки проходят отбор на предмет усваивания нового гена.
Таким растюшкам, полученным из модифицированных клеток дают подрасти, и потом исследуют как они прореагировали на все манипуляции...

25. ... могут ли давать семена, останется ли ген у потомства, итд.

Так получилось, что на эти выходные у меня много дел, поэтому прервусь на самом интересном.

26. Придержите все существенные вопросы до следующего раза, ладно? Я напишу о разных методах ген. модификации, расскажу о паре противоречивых случаев, почему так получилось и на самом ли деле все так страшно. Ну и кроме растений, будут и другие интересные примеры.

27. А там уже плавненько подойдем к CRISPR.

Для любознательных и читающих английский, оставлю интересную ссылку.
nature.com/articles/s4156…

Убегаю, но всех люблю!!!