Полезный табак

Новосибирские ученые из Института цитологии и генетики СО РАН создали на основе табака трансгенное растение-биосенсор, способное определить уровень загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Такое растение может заменить приборы по мониторингу почвы рядом с заводами и водоемами, а также на сельскохозяйственных угодьях — таким образом, контролирующие организации могут сэкономить время и деньги. Если работа будет доведена до конца и на растение-биосенсор получат лицензию, открытие новосибирских ученых смогут использовать как предприятия, так и рядовые граждане, которые захотят проверить экологичность земли в цветочных горшках или на дачных участках.

«Этот проект не был плановым, — комментирует заведующий лабораторией генной инженерии ИЦиГ Алексей Кочетов. — Просто директор института, Николай Колчанов, плотно занимается нанотехнологиям, поэтому он и поручил нам сделать что-то в этом ключе. Биосенсоры же являются важным направлением, которое входит в список критических технологий РФ, утвержденных Президентом».

По словам Алексея Кочетова, планировалось, что инновационные технологии будут использоваться в сельском хозяйстве следующим образом: на полях в разных точках будут рассажены генетически модифицированные растения-биосенсоры, с которых считывает информацию приборный комплекс. Если в почве содержание солей тяжелых металлов превышает ПДК или на поля нападают грибы или насекомые, то биосенсоры реагируют и срабатывает система контроля. Во всем мире о подобной технологии говорится как о биотехнологии будущего.

В них встроена генетическая конструкция, которая в обычных условиях не работает, а когда эти соединения попадают в биосенсоры, то она включается и начинает производить короткую РНК, которая останавливает синтез хлорофилла. И по растению идут белые пятна, так называемые хлоросы. Если растения начинают белеть, это значит, что ПДК превышено. В качестве прототипа был взят табак — он легко трансформируется и с ним легко работать».

С помощью растений-биосенсоров можно также проверять почву рядом с заводами и водоемами. Когда соли металлов выходят из трубы завода, они осаждаются на почву пятнами и оттуда попадают в растения, в воду, а с пылью и в воздух. Чтобы их найти, нужно ходить и отбирать пробы, а поскольку территории большие, то мероприятие обходится дорого. Как рассказывают ученые, процедура создания и эксплуатации биосенсорных растений гораздо дешевле регулярного мониторинга. В планах у ученых также создание трансгенных растений, реагирующих на атаку патогенных грибов: растения эти синтезируют светящийся белок, и тогда с самолета можно делать снимки, удешевляя мониторинг больших площадей. Кроме того, есть возможность создать подобные растения, реагирующие на повышение мутационного фона, в том числе радиации.

Проблема заключается в том, что в России существуют определенные ограничения на использование генномодифицированных организмов. Поэтому, пока не будут получены лицензии, ученые смогут проводить эксперименты только у себя.

Подобно многим другим разработкам в области фундаментальной науки, данный проект не изучался с точки зрения маркетинга, в результате чего заказчики отсутствуют, а внедрение проекта отложено на неопределенный срок.

«Мы подавали заявки на финансирование в Министерство образования и науки, но они не прошли, — рассказывает Алексей Кочетов. — Между тем, на мой взгляд, проект перспективен».

Новосибирские организации, проводящие мониторинг тяжелых металлов в почве, признают, что растения-биосенсоры могут быть в их работе полезными, однако ничего определенного по поводу разработок в ИЦиГ сообщить не могут. «Сейчас для оценки токсичных концентраций используют экстрагенты (вещество, способное извлекать отдельный элемент из смеси. — В.И.) и по определенным нормативам судят, опасные в почве концентрации или нет, однако это нормативы в достаточной степени условные. С другой стороны, есть методы биоиндикации: делаются вытяжки из почв и туда добавляется биоиндикатор, микроб какой-нибудь, к примеру, — рассказывает Александр Сысо, заместитель директора по науке Института почвоведения и агрохимии СО РАН. — Если микроб умирает, значит токсичность высока. Соответственно, и растение также может реагировать подобным образом. Однако для того, чтобы судить о том, что растения-биосенсоры выгоднее, чем апробированные методики, нужно иметь окончательно доработанный проект».

Владимир Иткин

Фото gettyimages.com, tvc.ru