Из-за чего у магазинных помидоров такой «картонный» привкус: мнение ученых

Почему портятся помидоры? Дело в том, что одновременно с созреванием происходит синтез фермента, который называется полигалактуроназой. Этот фермент разрушает пектин в клеточных стенках помидора, что приводит к размягчению, нарушению формы и всем остальным неприятным последствиям (самому растению это нужно, чтобы рассеять семена).

Таким образом, чтобы сделать помидоры и вкусными, и лежкими, нужно снизить в них концентрацию полигалактуроназы, причем не меняя никаких других свойств. На первый взгляд кажется, что это невозможно. Однако стоит вспомнить, как работает механизм синтеза белка в клетке.

Сначала информация о строении белка считывается из ДНК в цепочку матричной РНК, сокращенно мРНК. Затем эта информация в рибосомах транслируется в готовый белок, в нашем случае — в молекулу полигалактонуразы. Теоретически снизить концентрацию фермента в клетках томата можно, вмешавшись в любую стадию в процессе синтеза. Но это не так уж и просто. В живой клетке одновременно протекает множество процессов, и, чтобы не нарушить жизнедеятельность организма, любое вмешательство должно быть очень аккуратным, точечным и максимально селективным. Мы не можем позволить себе регулировать просто синтез белка, мы должны регулировать синтез совершенно конкретного белка.

Такой способ существует. Для этого в ДНК встраивают новый ген. Но не простой, а специальный. РНК, считываемая с этого гена, комплементарна исходной, с которой синтезируется полигалактонураза. РНК такого типа часто называют «антисмысловой». Она способна селективно образовывать комплекс с исходной, комплементарной ей РНК, снижая ее концентрацию. Как следствие, скорость синтеза фермента очень значительно снижается. Манипуляции такого рода селективны и не нарушают хода других процессов в клетке. А значит, позволяют изменить нужные характеристики растения, не влияя на остальные.

В 1988 году этим методом воспользовалась группа исследователей из Ноттингемского университета (Великобритания). Вместе с учеными британской компании Zeneca Seeds им удалось путем вставки вышеописанного «антисмыслового» гена значительно снизить в томате концентрацию полигалактуроназы и тем самым добиться расширения временного промежутка между моментом созревания и потерей товарного вида. Чуть позднее почти таким же методом (с небольшими отличиями) калифорнийская компания Calgene получила похожий сорт томатов Flavr Savr (произносится как flavor saver, «сохраняющий вкус»).

Этот сорт был разработан в Великобритании, где действуют ограничения на выращивание ГМ-растений, поэтому их производство наладили в США. Но в Объединенное Королевство они все-таки попадали — правда, уже в виде импортного томатного пюре (получить разрешение на продажу непереработанных томатов на тот момент создателям не удалось).

Томатная паста под брендами супермаркетов Safeway и Sainsbury’s появилась на прилавках в начале 1996 года. Нельзя сказать, что это был фурор. Но это был успех. Потери при сборе урожая и переработке снизились, и новый продукт оказался дешевле традиционной томатной пасты. Мякоть нового сорта была более богата сухими веществами и пектином, чем традиционные сорта, поэтому пюре получалось на 80% более вязким. И, разумеется, намного более вкусным. Продажи шли очень активно, во многих магазинах обгоняя показатели «натурального» конкурента. А самое невероятное состояло в том, что на каждой банке на самом видном месте красовалась надпись: «Изготовлено из генетически модифицированных томатов», хотя по законам того времени делать это было вовсе не обязательно. И никого из покупателей такая надпись не отпугивала, а совсем даже наоборот.

Ничто не предвещало беды. Но производители нового томатного пюре еще не знали, что известный ученый-генетик профессор Арпад Пуштаи в 1995 году приступил к работе по оценке безопасности одного сорта ГМ-картофеля, в который был вставлен ген, отвечающий за синтез ядовитого лектина в подснежнике. И никто тогда не мог предугадать, что это исследование, а точнее — общественный резонанс вокруг него, надолго закроет дорогу многим хорошим начинаниям.

Проверка на безопасность — стандартная процедура для любого ГМ-растения. Если по каким-то причинам новый ГМО окажется вредным, то это защита от попадания его на рынок и гарантия той степени безопасности, которой не может похвастаться ни один селекционный сорт. Даже если не брать в расчет противоречивость выводов из работы Пуштаи (он две недели кормил ГМ-картошкой с ядовитым лектином зерноядных крыс, в обычный рацион которых картошка не входит, а затем сделал вывод не о вреде картошки для крыс, или лектина, или даже конкретного сорта ГМ-картошки для млекопитающих, а о вреде ГМО вообще), ничего экстраординарного, по сути, не произошло. Точнее, не произошло бы, если бы фокус обсуждения этой работы не сместился, как это часто бывает, из науки в общество (причем вне зависимости, был ли этот картофель вреден на самом деле). А общество далеко не всегда способно при принятии решений руководствоваться фактами, а не эмоциями. В роли защитников потребителей, к сожалению, чаще всего выступают не самые умные представители человечества и почти всегда — не разбирающиеся даже в базовых принципах того, с чем они борются.

Начало 1999 года было ознаменовано в Великобритании (и не только) ежедневными телепередачами и публикациями в СМИ о вреде ГМО (нечто подобное можно наблюдать и в нашей стране). Именно в 1999 году, по данным опросов, спокойно-рассудительное отношение европейцев к ГМО сменилось негативным, вплоть до непримиримого. Именно тогда, спустя всего лишь три года после столь многообещающего дебюта, вместо того чтобы пойти дальше в Европу и, возможно, добраться до нас, исчезло с прилавков Великобритании первое пюре из ГМ-томатов. Исчезло, чтобы больше никогда не появиться снова. Вместе с пюре пропали вкусные и лежкие помидоры. И вряд ли вернутся. Стоимость процедуры проверки на безопасность, с учетом созданного негативного имиджа ГМО, делает производство такого продукта попросту нерентабельным.

Часто мы слышим, что корпорации в сговоре с государством не дают потребителю выбора, кормят всех нас ГМО и пестицидами. Но на самом деле именно те, кто жалуется на корпорации и сговор, сделали так, что в магазинах не стало вкусных томатов. Кто знает, скольких еще вкусных продуктов мы сегодня лишены их стараниями?

Многие, наверное, замечали, что «помидоры у бабушки», с характерными зелеными «недозрелостями» в районе плодоножки, оказываются вкуснее, чем равномерно красные магазинные плоды. Но ГМО здесь ни при чем, хоть вкус помидора и отличается. Помидоры, которые у нас в огороде, мы срываем практически в последнюю минуту, когда они уже ярко-красные и вот-вот лопнут. Спелые помидоры, которые только что сорванные с виноградной лозы, довольно хрупкие, и их охлаждение убивает аромат. Вы не можете долго их хранить или перевозить на большие расстояния. Другими словами «бабушкины» помидоры слишком быстро портятся, и поэтому в магазине их не продают. А магазинные собирают недозрелыми для того, чтобы они были более твердыми, что продлит их срок годности. Вы уже знаете, как ученым удалось сделать помидоры нескоропортящимися. А вот «невкусность» современных магазинных томатов обусловлена совсем другими причинами.

Дело в том, что фотосинтез в помидорах регулируют два гена — GLK1 и GLK2. Их функции перекрываются, и поломка любого из них не приводит к серьезным нарушениям в физиологии растения. В листьях работают оба гена. В созревающих плодах — только GLK2. Его активность в районе плодоножки выше, что и приводит к неравномерному созреванию, когда половина плода уже красная, а верхушка еще зеленая.

Но в течение последних 70 лет усилия селекционеров были направлены на выведение «красивых» сортов помидоров, плоды которых окрашиваются равномерно: товарный вид, равномерная «зрелость» важны для массового производства. И однажды в ходе селекции ген GLK2 «сломался». Такие растения жизнеспособны. Плоды томатов с нерабочим геном стали окрашиваться равномерно, и красивые разновидности с таким признаком быстро захватили прилавки и поля. Но вместе с тем в плодах прекратился фотосинтез, в них стало меньше сахаров и ароматических веществ: помидоры утратили настоящий вкус.

Недавно группа ученых из нескольких университетов — американских (Калифорнийского в Дэвисе, Корнеллского и Мичиганского), испанских (Валенсии и Малаги) и аргентинского Национального университета Ла-Платы — «встроила» в геном томата рабочую версию испорченного когда-то гена GLK2 и «запустила» ее. Но не только в области плодоножки, а равномерно по всему плоду. Результаты превзошли все ожидания: новые помидоры оказались вкуснее, а равномерность окраски осталась. Впрочем, будем честны: мы не уверены, что помидоры действительно оказались вкуснее, так как выводы о вкусе получены не в результате дегустации, а лишь путем химического анализа. Виной тому строгие правила: пробовать на вкус опытные образцы нельзя до тех пор, пока не будет проверена их безопасность. И даже сами разработчики утверждают, что не пробовали их. Сделаем вид, что мы им поверили.

Но весьма показательно, что генная инженерия смогла исправить (и улучшить) то, что однажды испортила селекция. Возможно, когда рассеются созданные нами же необоснованные страхи вокруг генных технологий, покупателям удастся увидеть действительно вкусные плоды в магазинах, а не только на страницах научной периодики.

Благодарим за помощь в подготовке материала газету «Троицкий вариант — наука»