Российские генетики создали хлеб, побеждающий рак, и компьютеры из мухоморов

Ученые Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (ИЦиГ СО РАН) сообщили, что в Подмосковье начали выращивать туалетную бумагу, первый урожай уже собран. «Свободная Пресса», связавшись с экспериментаторами выяснила, что это — только начало, презентация одного из продуктов, а на подходе еще более диковинные растения.

Туалетная бумага растет в Подмосковье

Внедрение в сельское хозяйство новой экзотической культуры — мискантуса, началось с Московской области, а не с Сибири, где он и был выведен генетиками. Заместитель директора ИЦиГ СО РАН по инновационной деятельности Петр Куценогий объяснил это тем, что в промышленно развитом Подмосковье проще было создать предприятие по переработке мискантуса, который представляет из себя практически чистую целлюлозу. И неплодородные земли Подмосковья для этой неприхотливой травы вполне подходят. Для нее, как для сорняка — чем хуже земля, тем лучше. И опыт объединения сельскохозяйственного «цеха» с промышленным в одно предприятие в столичном регионе давно накоплен. Из сорта, предложенного для Подмосковья, планируется изготавливать 10 тысяч тонн туалетной бумаги в год и биоразлагаемую упаковку.

При этом под разные виды бумаги и для конкретных регионов сибиряками будут выводиться разные сорта мискантуса. Если технология приживется на рынке и получит широкое распространение, в перспективе ради производства бумаги уже не придется губить древесину.

О том, как получить урожай почти готовой галантерейной продукции, используя только генетические инструменты, «Свободной Прессе» рассказала старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Олеся Шоева.

— Мы пытается связать важные для селекции признаки культур с генами, и даем селекционеру рекомендации, какое растение перспективно с точки зрения урожайности и других ожидаемых качеств. Если мы знаем нужный нам ген, то можем направленно вести селекцию по этому гену, либо использовать «молекулярные ножницы» (систему генетического редактирования CRISPR/Cas9, за которую в 2020 году была присуждения Нобелевская премия — «СП»). Они позволят направленно изменить ген для достижения интересующего селекционера признака, — объясняет Олеся Шоева.

Применительно к мискантусу, зная для какого вида продукции он будет использоваться, генетики будут улучшать гены в зависимости от того, какая целлюлоза требуется для этой продукции.

Фиолетовый хлеб с целебными свойствами

Сибирскими учеными выводятся и зерновые, обладающие особыми свойствами.

— Мы долго изучали, как в зерне синтезируются антоцианы («фиолетовые» вещества, полезные для здоровья и профилактики заболеваний, они содержатся, например, в чернике — «СП»). На основе результатов наших исследований разработали технологию, которая позволяют «покрасить» пшеницу и получать сорта для профилактики онкологических, нейродегенеративных и других заболеваний. В течение двух лет мы можем подготовить зерно с искомыми свойствами, чтобы передать его на испытания агрономам. Нами уже создана линейка такого окрашенного зерна пшеницы, и передана в Омск, селекционерам, которые сейчас находятся на финальном этапе выведения сортов для передачи в промышленное производство, — продолжает рассказ Олеся Шоева.

Насытить все зерно антоцианами сразу — такой задачи пока не стоит, но в течение двух лет на полках может появиться антираковый, антивирусный и другой хлеб — сорта пшеницы для его производства будут зависеть от взаимодействия генетиков и аграриев с потребностями медиков.

— Аналогичная работа ведется с ячменем, — рассказывает о перспективе генетик, — Также мы по просьбе пивоваров пытаемся улучшить качество пивоваренных сортов, но пока — еще в начале пути.

О путинском указе

На минувшей неделе Владимир Путин подписал указ о развитии природоподобных технологий: отраслевая программа должна быть подготовлена правительством в течение полугода, но пока не ясно, что чиновники конкретно отнесут к этой отрасли, и войдет ли туда генетика. Мы спросили у Олеси Шоевой, являются ли технологии их института природоподобными.

— У растений есть болезни, которые снижают урожайность, им вредят некоторые насекомые, бактерии, грибы. Сейчас с этим борются при помощи гербицидов, пестицидов — химии. Это не совсем природоподбно. А вот там, где мы начинаем использовать потенциал самого растения, раскрывая эволюционно сложившиеся механизмы защиты и повышая устойчивость при помощи генетического редактирования — это, безусловно, природоподобная технология.

К таковым, скорее всего, будут отнесены и биологические компьютеры. Россия в этом отношении имеет преимущество перед британскими учеными, которые считаются лидерами направления. Преимущество заключается в том, что наши ученые имеют доступ к Международной космической станции, где, по информации Института медико-биологических проблем РАН, отечественные вычислительные биосистемы тестируются уже не первый год. В частности, уже выяснено, что считают они медленнее, чем полупроводниковые, зато могут сами расти. Делают их, в первую очередь, из грибов.

Интернет из грибов уже существует, компьютеры на подходе

Как рассказал корреспонденту «Свободной прессы» известный миколог, автор многих монографий кандидат биологических наук Михаил Вишневский, клетки грибов принципиально отличаются по строению от клеток других растений и животных, и это отличие позволяет им хорошо проводить электричество без ущерба для растения. Поэтому не удивительно, что, при разработке биокомпьютеров, одно из наиболее перспективных исследовательских направлений связано именно с грибами. И несмотря на то, что на Земле существуют около 2 млн различных видов грибов, российскими исследователями взят за основу обычный красный мухомор.

В ножке этого гриба существует естественное электрическое напряжение, которое чувствует даже обычный вольтметр. В «мухоморном» биокомпьютере традиционная элементная база на кремнии и металле либо совмещается с живой грибницей, либо вовсе заменяется нитями из грибного мицелия. Последний обладает возможностью самовосстановления: поврежденные участки заживают. На космической орбите такой компьютер активно растет по мере получения знаний. Уже доказано, что нити грибного мицелия не только проводят ток, но и питаются им даже при обычной жизнедеятельности гриба в лесу.

— Существует версия, что огромные переплетенные грибницы в лесу работают, как нейросети, и могут обладать каким-то подобием мыслительной деятельности. Такое «живое подобие» искусственного интеллекта, — говорит Михаил Вишневский. — Я этого мнения не разделяю. В природе грибницы не думают. Они являются подобием интернета, не более того. Но у меня нет особенных сомнений в том, что если человек научит думать какого-то из представителей флоры, то это будут грибы.

Британские исследователи идут по несколько другому пути: они берут стандартную, в общем-то, плату, и вместо некоторых транзисторов вращивают в нее вешенки, которые занимают второе после мухомора место по количеству милливольт в ножке.

Просто в Англии не растут мухоморы.