Генно-инженерные куры с измененным геном передают смертельный ген мужским эмбрионам

Пытаясь остановить варварскую выбраковку цыплят-самцов, ученые планируют создать GE кур, которые передают смертельные гены своим потомкам-самцам, убивая их до того, как они вылупятся. Но биотехнология затрагивает тревожные вопросы этики и безопасности.

Одним из зверств промышленно развитого сельского хозяйства является убийство цыплят мужского пола в области производства яиц. Ежегодно во всем мире убивают более 6 миллиардов цыплят-самцов, до 300 миллионов из них в США [1]. Причина этой отвратительной практики лежит в основе того, что кур-несушек разводят, чтобы нести яйца и ничего больше.

Поскольку самцы не могут производить яйца и не наращивают достаточно мяса, чтобы сделать их полезными для потребления человеком (в отличие от цыплят-бройлеров, выращенных неестественно больших размеров), их выращивание будет стоить больше, чем они стоят. Полностью пренебрегая жизнью, производители яиц «выбраковывают» самцов или убивают их вскоре после рождения, отправляя их на корм для домашних животных, корм для скота или просто на свалку.

Команда израильских ученых представила концептуальный патент, предусматривающий генетическую инженерию кур для передачи смертоносного или убийственного гена эмбрионам мужского пола, что уничтожит их до того, как они вылупятся [2]. Хотя понятно, что практика убийства цыплят мужского пола может создать гораздо больше проблем, чем решить.

Куры с GE геном передают смертельный ген мужским эмбрионам

Патент, представленный в Министерство сельского хозяйства и развития сельских районов государства Израиль, отмечено: — вставить чужеродный ген — ген летальности — в мужскую половую Z-хромосому [3].

Генно-инженерная (GE) курица передаст ген летальности, который, как предполагается, активируется синим светом, на все мужские эмбрионы. После того как яйца откладываются, синий свет будет использован для активации гена летальности и уничтожения всех мужских эмбрионов в яйцеклетке или в яйце.

Это, вероятно, будет представлено как более «гуманный» подход, но это несет значительные риски, в том числе для кур, поскольку ген летальности, вероятно, производит высокотоксичный белок [3].

Чтобы обеспечить надежное уничтожение куриных эмбрионов мужского пола на ранней стадии их развития, ген летальности, который вставляют разработчики, должен быть очень токсичным.

Различные белки, индуцирующие летальность, упомянутые в патенте, которые должны работать, подавляя рост/развитие или основные сигнальные пути, такие как «антагонист костного морфогенетического белка» или «энзим ДНК-эндонуклеазы, управляемый РНК» могут быть слишком неопределенными в своих эффектах.

Поэтому разработчик почти наверняка решит использовать известный высокотоксичный элемент — например, кодирующие гены токсин дифтерии или токсин касторки, оба из которых конкретно упоминаются в параграфе 0158 как возможные кандидаты на смертельный ген.

Тот факт, что авторы иллюстрируют свою концепцию с помощью гена летальности дифтерийного токсина, хотя и в контексте экспериментов с клеточными культурами in vitro, поддерживает это мнение».

Кроме того, патент не ограничивает смертельный ген названными типами, а это означает, что ученые могут использовать практически все, например кодирующий ген холерный токсин.

Ген летальности может быть «дырявым»

Помимо проблем, связанных с внедрением летального гена в живой облик, есть тема его активации синим светом. Предполагается, что смертельный ген будет оставаться бездейственным до воздействия синего света, но есть вероятность того, что он все еще может проявлять определенный уровень токсичности даже в таком неактивном состоянии. Этот «дырявый» смертельный ген может иметь последствия для жизни животных и может представлять риск для кур.

GM Watch объяснил [3]: «Общий опыт и знания о том, что все трансгенные системы непроходимы — это лишь вопрос степени», добавив:

«Отсюда возникает вопрос о том, насколько «тугой» и бессмысленной является экспрессия кассеты гена летальности – другими словами, полностью ли она безопасна, как желательно, к активации синим светом, или есть ли низкая, но значительная экспрессия к освещению синим светом. В самом деле, доказательства непроходимости экспрессии гена летальности представлены на рисунке 13 патента (верхние панели).

… Таким образом, оптогенная (синий свет) система активации, связанная с кассетой гена летальности, почти наверняка будет «протекать». Это означает, что у самок, занимающихся разведением кур даже при отсутствии синего света летальный ген может не быть. Таким образом, эти самки, занимающиеся разведением кур, и их яйценосные отпрыски могут иметь ген летальности на низком уровне.

Это означало бы, что эти куры будут производить смертельный токсин в своем теле. В результате у них могут возникнуть проблемы со здоровьем.

Эта возможность (которая далеко не маловероятна) вызывает вопросы здоровья самок и их потомков. Состояние их здоровья будет зависеть от природы гена летальности и от того, как он экспрессируется в их телах».

Государства ЕС GE куры не будут ГМО

Сейчас патент только подтверждение концепции, основанное на испытаниях in vitro и in ovo. Курицы GE, передающие смертельный ген своему потомству мужского пола, еще не существует, и данные, обнаруженные в патенте, показывают лишь отдельные компоненты плана, и то, что теоретически она могла бы работать, но концепция еще не разработана до воплощения.

Со всем тем, исследователи надеются перевести проект на следующий шаг и уже заручились поддержкой Европейской комиссии, заявившей, что такие генетически модифицированные куры и их яйца не будут классифицироваться как генетически модифицированные организмы (ГМО) и, следовательно, будут за пределами регламенты ЕС по ГМО [3].

По словам комиссии, определение ГМО относится к организмам, "в которых генетический материал был изменен таким образом, что не происходит в природе путем спаривания и/или природной рекомбинации".

Хотя концепция патента не встречается в природе, ЕС ответил: «Кажется, это не касается кур-несушек, исходя из предоставленной информации, согласно которой трансген передается только эмбрионам мужского пола, не к эмбрионам женского пола, развивающимся у этих несушек» [ 4].

Затем они аргументировали, что поскольку ГМО куры не будут считаться ГМО по их определению, измененные яйца, которые они несут, также не будут. «В результате, – отметили они, – куры-несушки и их яйца не будут нуждаться в разрешении [4] …» Поскольку патент не дает доказательства того, что куры GE не имеют неестественных изменений, GM Watch считает заявление Комиссии о том, что куры не будут классифицироваться как ГМО являются незаконными.

История уже показала, что более вероятно, что фрагменты гена летальности могут оказаться в непреднамеренных местах, за пределами Z-хромосомы, на хромосомах, которые могут оказаться, например, у самки цыплят.

«Кажется, нет опубликованных доказательств того, что эта процедура не приводит к непреднамеренной интеграции фрагментов трансгена и что полученные в результате трансгенные куры и их потомки не обладают такой чужеродной ДНК», – отметил GM Watch [3].

Так называемые нецелевые эффекты являются известным результатом технологии CRISPR, в том числе CRISPR-Cas9, которая должна быть даже более точной, чем оригинальная технология. Одно исследование искало непреднамеренные мутации на основе отдельного исследования, которое использовало CRISPR-Cas9 для восстановления зрения у слепых мышей путем исправления генетической мутации. Исследователи секвенировали весь геном мышей, отредактированных CRISPR, для поиска мутаций.

В дополнение к предполагаемому генетическому редактированию они нашли более 100 дополнительных делеций и вставок вместе с более 1500 однонуклеотидных мутаций [5], что показывает, что генетические изменения редко происходят изолированно.

Этические вопросы нельзя игнорировать

Исследователи биотехнологий, несомненно, попытаются нарисовать этих GE кур, которые передают смертельный ген своему потомству мужского пола как более гуманный вариант, чем убивать птенцов после того, как они вылупляются. Ориентация на гены, предназначенные для облегчения страданий животных, стала общепринятой тактикой биотехнологических фирм, считающих, что это может смягчить регуляторов и потребителей, настороженно относящихся к этой технологии [6]. Но вытекающие этические проблемы остаются менее тревожными. Как объяснил GM Watch [3]:

«Это важная этическая проблема, начиная с генной инженерии курицы, чтобы передать ген-убийцу всему потомству мужского пола. Ген, генерирующий смертельные токсины, может попасть в окружающую среду или в бактерии. Если он попадет в бактерии, он может перейти от бактерий к людям или животным, что может иметь серьезные последствия для их здоровья.

Любые эмбрионы мужского пола, убитые с помощью гена токсической летальности, должны рассматриваться как токсичные отходы и не могут использоваться, например, как корм для животных, являющийся обычным местом использования для отбракованных эмбрионов мужского пола или цыплят».

GE куры и крупный рогатый скот уже здесь

Хотя GE куры, способные передавать гены летальности, еще не реальны, другие виды GE кур уже созданы. Ученые использовали CRISPR для создания кур, устойчивых к птичьему гриппу, который быстро распространяется среди птиц CAFO [7].

Однако самым простым способом остановить распространенную передачу птичьего гриппа было бы изменить способ выращивания кур, поместив их на открытом воздухе на пастбище, а не в переполненных CAFO. Аналогично, необходимость создания GE кур, передающих гены для убийства своих цыплят мужского пола, также будет сведена на нет полным пересмотром промышленно развитой пищевой системы.

Используя традиционные породы птиц, некоторые фермеры выращивают птицу по-разному. Хотя эти породы производят меньше яиц и наращивают мясо медленнее, чем современные породы, они более здоровы и продуктивны в долгосрочной перспективе. Птенцов-самцов не убивают после вылупления, а, напротив, выращивают до зрелости [8].

Фактически, в марте 2018 года Министерство сельского хозяйства США обнародовало заявление, в котором указывалось, что оно не будет регулировать сельскохозяйственные культуры, отредактированные CRISPR, с указанием: «С помощью этого подхода USDA стремится разрешить инновации, когда нет риска». Два года спустя американцы могли кусать свои первые генно-редактированные гамбургеры благодаря нормативному разрешению Управления по контролю за продуктами и лекарствами США относительно генно-редактированного крупного рогатого скота [9].

Хотя длительный процесс одобрения обычно необходим для того, чтобы животные с генетическими изменениями вышли на рынок пищевых продуктов, FDA упростило процесс для генно-редактированного крупного рогатого скота, позволив им обойти обычный процесс утверждения. Животные, созданные биоинженерной компанией Recombinetics, имеют гены, модифицированные, чтобы сделать их шерсть более короткой и гладкой, что призвано помочь им лучше противостоять тепловому стрессу, позволяя им набирать больше веса.

Вполне возможно, что CRISPR chicken может пойти аналогичным путем и попасть в супермаркеты до того, как будут проведены долгосрочные исследования безопасности и токсичности. Наилучший способ избегать продуктов, измененных генами, — это покупать органические и, еще лучше биодинамические продукты у местного фермера, которого вы знаете и которому доверяете.

Список использованной литературы и ссылки

1. Vox April 12, 2021

2. Patentscope2.com, European Patent Office December 1, 2022

3. GM Watch May 25, 2022

4. Европейская Комиссия Июль 14, 2021

5. Scienmag May 29, 2017

6. New York Post Ноябрь 15, 2018

7. Reuters January 21, 2019

8. Civil Eats August 11, 2014

9. Drugs.com March 8, 2022