3. Використання трансгенних рослин
Основні задачі генної інженерії щодо створення трансгенних рослин у сучасних умовах розвитку сільського
господарства і суспільства досить різноманітні.
На першому місці, серед модифікованих рослин, стоять трансгенні рослини з генами стійкості до гербіцидів –
71%. З використанням цих генів вже отримані трансгенні соя, кукурудза, картопля, бавовник і ін.
Іншою розповсюдженою групою є трансгенні рослини, стійкі до комах–шкідників – 22%. Ґрунтова грампозитивна
бактерія Bacillus thuringiensis (Bt) продукує у процесі спороутворення ендотоксини, названі Сrу–білками. Вони мають
селективну дію проти комах і безпечні для ссавців, причому різні класи білків ефективні для застосування проти різних
комах–шкідників.
До третьої групи по поширеності відносяться трансгенні рослини, одночасно стійкі до гербіцидів і комах – 7% .
Прикладами цієї групи є кукурудза, стійка до Раундапу і одночасно стійка до кукурудзяного метелика.
Менш розповсюдженою поки залишається група трансгенних культур, стійких до бактеріальних, вірусних і грибних
хвороб – менше 1%.
Введення гена вірусної оболонки дозволило створити трансгенні форми огірків, кавуна, цукінів, картоплі, стійких до
різних вірусів. Вони в цей час проходять польові випробовування.
Активно ведуться дослідження з клонування генів для захисту рослин від грибних хвороб. Отримана трансгенна
картопля, що несе ген стільбенсинтази, стійка до фітофторозу та фузаріозу.
Розроблений спосіб одержання трансгенних рослин, стійких як до бактеріального, так і грибної інфекції. У
вводиться грибний ген, що кодує синтез ферменту, який окиснює глюкозу з утворенням перекису водню. Отримана,
знову ж, картопля, стійка і до м'якої гнилі, яку викликають бактерії роду Erwinia, і до фітофтори.
Відносно недавно відкриті короткі пептиди, багаті залишками цистеїна, дефензини, що мають антимікробні властивості.
В даний час створюються трансгенні рослини томатів, картоплі, рапсу, моркви, яблуні і груші з геном rs дефензинів
редьки. Аналогічна робота проводиться по створенню трансгенної капусти і малини.
Досить перспективними є дослідження зі створення трансгенних рослин, стійких до абіотичних факторів. Так,
розширюються роботи з одержання трансгенних культур, стійких до холоду. Наприклад, отримані трансгенні рослини,
що витримували протягом 2 діб негативні температури, згубні для звичайних рослин.
Проводяться також дослідження зі створення трансгенних рослин із заданим амінокислотним складом. Так, тепер
клоновано гени запасних білків сої, гороху, квасолі, кукурудзи, картоплі.
Перспективним напрямком є створення трансгенних рослин, які несуть гени, що кодують синтез вакцин проти
різних хвороб. Так, при споживанні сирих плодів і овочів, що несуть такі гени, відбувається вакцинація організму. При
введенні гена нетоксичної субодиниці ентеротоксина холери в картоплю і згодовуванні сирих бульб піддослідним
мишам, у їхньому організмі утворювалися антитіла до холери. Такі їстівні вакцини можуть стати ефективним, простим і
недорогим методом захисту людей.
Промисловими посівами трансгенних культур займалися у 2000–му році 12 країн Світу. На сьогоднішній день, площі, де
вирощують такі культури складають більше 40 млн. га.
4. Використання трансгенних тварин
Створення трансгенних тварин може сприяти вирішенню багатьох проблем, з якими людство зіштовхується
протягом всієї своєї історії. Це насамперед продовольча проблема і проблема створення і достатнього отримання
лікарських препаратів.
Основний напрямок розвитку технології одержання трансгенних тварин: використання їх у якості живих "фабрик"
(біореакторів) по виробництву біологічних активних речовин (в основному білків), які виділяються у молоко.
Одержання білка зводиться до процесу, відомому людині вже багато тисяч років, – до доїння.
Сьогодні велика частина тварин, що виділяють трансгенні продукти в молоко, – це миші. Миші – зручний об'єкт для
аналізу експресії введеної генної конструкції, на них відпрацьовують ті методики, що потім використовують для
одержання великих трансгенних тварин.
У підмосковних Горках живе череда трансгенних овець. Ці тварини, яким був "підсаджений" ген бика, продукують з
молоком хімозин великої рогатої худоби – фермент, необхідний для виробництва твердого сиру. За старою
технологією хімозин одержували з екстрактів тканини шлунка новонароджених телят. Тільки від однієї вівці за одну
лактацію можна одержати до 30 г ферменту, якого вистачить для того, щоб одержати 30 т сиру.
У Великобританії існує череда корів, молоко яких ідеально підходить для приготування сиру чеддер.
Є розробки по пересадженню гена, що кодує білок лактоферин. Цей білок у природі присутній тільки в людському
молоці, він застосовується при штучному вигодовуванні дітей, і, отже, досить дорогий і одержання великих
кількостей препарату нереально через дефіцит сировини. Виробництво ж лактоферина з молока трансгенних
тварин зніме ці проблеми.
В даний час активно ведуться роботи з одержання тварин, продуцентів рекомбінантних імуноглобулінів людини –
вони з'являться в найближчі роки.
Повідомлялося про розробки спрямовані на одержання свиней, здатних продукувати інтерферон людини,
потреби в якому у сучасній медицині досить великі.
Трансгенні тварини дозволять вирішити і ще одну проблему – проблему очищення білків. Навіть якщо після
очищення в препараті залишаться домішки, це будуть нетоксичні для людини білки молока.
Після одержання гігантської трансгенної миші робилися спроби в такій же мері збільшити розміри і більш великих
ссавців, але ці роботи виявилися невдалими. Тварини з підвищеним рівнем продукції гормону росту не
збільшилися в розмірах, але в них спостерігалися різноманітні порушення в будівлі кісток. Однак ці роботи зіграли
свою роль для вивчення функціонування чужорідного гена в організмі трансгенної тварини і знайшли застосування
в створенні швидкоростучих трансгенних риб і для швидкого набору маси м'ясних порід.
Крім того, трансгенні тварини почали активно використовувати для
вивчення генетичних моделей спадкоємних захворювань людини,
розробки методів генної терапії,
створення джерел органів тварин для пересадження людині.
5. Метод клонального мікророзмноження рослин
В порівнянні з традиційними методами розмноження, які використовуються
в сільськогосподарській практиці, клональне розмноження в культурі дає
ряд переваг: слайд.
коефіцієнт розмноження вище, ніж при звичайних методах;
можна підтримувати ріст цілий рік;
тисячі рослин можуть рости на невеликій площі;
відбувається оздоровлення рослин від вірусів та патогенів;
можна отримувати рослини, які важко або зовсім не розмножуються
вегетативно, наприклад, пальма
Основні методи, що використовуються при клональном
мікророзмноженні рослин, – це активація розвитку вже існуючих в рослині
меристем та індукція виникнення адвентивних бруньок на експланті.
(Адвентивні бруньки – це бруньки, що з’являються з клітин та тканин
рослин, які звичайно їх не утворюють).
6. Метод клонального мікророзмноження рослин
В порівнянні з традиційними методами розмноження, які використовуються
в сільськогосподарській практиці, клональне розмноження в культурі дає
ряд переваг: слайд.
коефіцієнт розмноження вище, ніж при звичайних методах;
можна підтримувати ріст цілий рік;
тисячі рослин можуть рости на невеликій площі;
відбувається оздоровлення рослин від вірусів та патогенів;
можна отримувати рослини, які важко або зовсім не розмножуються
вегетативно, наприклад, пальма
Основні методи, що використовуються при клональном
мікророзмноженні рослин, – це активація розвитку вже існуючих в рослині
меристем та індукція виникнення адвентивних бруньок на експланті.
(Адвентивні бруньки – це бруньки, що з’являються з клітин та тканин
рослин, які звичайно їх не утворюють).
