Потенциальная ошибка в маркировке стала последней из серии проблем Американского фонда каштанов, которая заставила некоммерческую организацию прекратить поддержку генно-инженерного дерева, которое означало бы воскрешение культового американского вида.
На протяжении почти десяти лет Джаред Уэстбрук работал над возрождением американского каштана, культового дерева, которое почти исчезло из Соединенных Штатов столетие назад.
Американский фонд каштанов, некоммерческая организация, научным директором которой является Уэстбрук, вложил годы работы в линию каштанов, генетически модифицированных для того, чтобы противостоять смертельной болезни, заразившей их, и это усилие должно было стать одной из лучших надежд на их выживание. Затем октябрьское посещение каштанового поля в Индиане нанесло удар по этому видению.
Глядя на измененные деревья, Уэстбрук понял, что что-то не так. Он увидел одно высокое дерево рядом с другим, ниже обычного. Еще один высокий, другой низкий. Это означало, что некоторые из них, возможно, не смогут конкурировать за солнечный свет, если их поместить в дикую природу.
Команда должна была работать с деревом под названием Darling 58, разработанным Колледжем экологических наук и лесного хозяйства Государственного университета Нью-Йорка (SUNY ESF). Но Уэстбрук и другие вскоре обнаружили, что многие из деревьев, с которыми они работали, вообще не были деревьями Дарлинга 58. Это была другая разновидность каштана — с геном, вставленным не в то место.
Эта ошибка окажется последней в серии проблем, вынудивших Американский фонд каштанов прекратить в этом месяце поддержку линии Darling. Эта разработка вызвала раскол в страстном сообществе и оставила до сих пор без ответа вопросы о судьбе давнего проекта в области высоких технологий. Разногласия грозят задержать или сорвать планы по восстановлению деревьев.
«Практически каждый месяц мы получаем еще больше тревожных сигналов», — сказала Сара Ферн Фитцсиммонс, главный специалист по охране природы Американского фонда каштанов. «Мы бы ни за что не пошли на это, если бы нас это не беспокоило».
«Это научно обоснованное решение», — добавила она.
Но Эндрю Ньюхаус, директор по восстановлению каштанов в SUNY ESF, сказал, что его команда продвигается вперед, добиваясь одобрения федерального правительства для начала распространения семян среди населения, но без фонда, насчитывающего 5000 членов, в качестве его давнего партнера и финансового спонсора.
По его словам, опасения по поводу того, как деревья растут в поле, преувеличены или их можно преодолеть. Школа ожидает зеленого света от Министерства сельского хозяйства и Агентства по охране окружающей среды.
«Мы очень заинтересованы в продвижении вперед и проведении хороших научных исследований, и мы не думаем, что полный отказ от заявки оправдан», — сказал Ньюхаус. «Мы не видели рисков, мы не видели вреда для других организмов, и мы считаем, что очень важно продолжать изучать это, продолжать узнавать об этом. И дальнейшее исследование действительно прояснит некоторые из этих проблем».
Знаменитое дерево
Миллиарды американских каштанов когда-то господствовали над кронами деревьев от штата Мэн до Миссисипи, осыпая лесную подстилку орехами, которые можно было есть людям и животным, и обеспечивая прямоволокнистую, устойчивую к гниению древесину для строительства молодой американской нации.
Но к началу 20-го века инвазивный гриб почти уничтожил деревья, покрыв их кору язвами, которые нарушили кровообращение. Сегодня, когда некоторые каштаны все еще прорастают в дикой природе, но редко достигают зрелости, ученые считают это дерево «функционально вымершим».
После многих лет бесплодных попыток использовать традиционную селекцию для получения устойчивых к фитофторозу американских каштанов, ученые SUNY ESF разработали серию генетически модифицированных деревьев, предназначенных для этого. Около десяти лет назад команда начала вставлять в ДНК каштанов ген, который вырабатывает фермент, нейтрализующий химическое вещество, выделяемое грибом и помогающее ему убивать и поедать ткани деревьев.
SUNY ESF продвинулся вперед, выпустив одну линию под названием Darling 58, в которой ген был добавлен к части генома без какой-либо известной функции. За последние несколько лет команда распространила модифицированные каштаны в другие лаборатории для изучения.
«Я много лет думал, что это сработает», — сказал Уэстбрук.
Но совсем недавно, по данным Американского фонда каштанов, некоторые сторонние исследователи начали замечать проблемы с деревьями Дарлинг, которые они выращивали. Некоторые отставали в высоте по сравнению с обычными каштанами. Другие показали более низкую устойчивость к инфекции, чем ожидалось. На других выросли скручивающиеся коричневые листья. А на некоторых участках генетически модифицированные деревья имели более высокий уровень смертности.
«Я бы посчитал это пустяком, если бы не растущие доказательства других испытаний», — сказал Джейсон Холлидей, профессор Технологического института Вирджинии, чьи трансгенные каштаны погибали с более высокой скоростью.
Американский фонд каштанов также был обеспокоен интересом SUNY ESF использовать коммерческую компанию для выращивания семян. Школа намеревалась помочь в расширении распространения, но это противоречило некоммерческой миссии фонда.
В Университете Новой Англии Томас Клак занимался «скоростным разведением» трансгенных каштанов под лампами для выращивания, но у него возникли проблемы с получением многих растений с двумя копиями гена для борьбы с фитофторозом.
После того, как он заручился помощью Эк Хана Тана, генетика из Университета штата Мэн, для анализа генома каштана, этой осенью они сделали свое открытие: растения, над которыми они работали, на самом деле не были деревьями Дарлинга 58.
Вместо этого они обнаружили, что работали с другой линией каштана — под названием Darling 54 — где ген был полностью вставлен в другую хромосому, потенциально повреждая один из существующих генов дерева. Клак позвонил Уэстбруку в конце октября и сообщил эту новость.
«Мне было в некотором смысле немного грустно, потому что я знал, что в 58 было вложено так много труда», — сказал Тан. «Я был рад, что мы смогли разобраться в этом раньше всех и до дерегуляции» со стороны федерального правительства.
Тан преподает курс генной инженерии и видит в этом многообещающее решение для возвращения каштанов, но он понимает, насколько противоречивой может быть эта технология.
«Успех, как и провал, если вы хотите сказать провал, технологии зависит от общественного мнения, верно? Поэтому мы не можем сказать, что что-то не то, чем оно является».
«Наука никогда не бывает гладкой», — добавил Клак. «Два шага вперед, один шаг назад — это нормально в науке, но вы просто продолжаете двигаться вперед».
В телефонном интервью Ньюхаус, директор ESF SUNY, признал путаницу, но сказал, что не уверен, что произошло.
«Мы не знаем, как именно это произошло», — сказал он. «Должно быть, это был обмен метками между этими двумя деревьями, над которыми мы работали одновременно» примерно в 2016 году.
«Это наука»
На данный момент никто не уверен, что именно стоит за проблемами с производительностью — связано ли это с тем, где были вставлены гены, или просто с наличием самих новых генов. Но Американский фонд каштанов не отказывается от генной инженерии как потенциального решения восстановления каштанов.
«Это наука», — сказал Фицсиммонс. «Всякое случается». Но она разочарована отсутствием откровенности со стороны SUNY ESF. Фонд узнал о путанице сортов не от SUNY ESF, а от исследователей из штата Мэн.
«Дело не в том, что была допущена ошибка», — сказала она. — Дело в том, что нам об этом не сказали.
Джеймс Р. Маккенна, бывший селекционер деревьев Службы лесного хозяйства США, который содержал каштановый участок в Индиане, который посетил Уэстбрук, все еще считает, что линия Дарлинг в целом обещает сохранить генетическое разнообразие дерева.
«У модели 54 есть фатальный недостаток», — сказал Маккенна. «На самом деле все [открытие] означает, что мы охлаждаем наши самолеты. Мы не хотим, чтобы это широко распространялось».
SUNY ESF заявила, что уведомила регулирующие органы и вносит поправки в документы, поданные на утверждение. Ньюхаус сказал, что эксперименты, которые его команда уже провела, показывают, что Дарлинг 54 ореха можно есть безопасно. Его команда проверяет свои собственные деревья на предмет количества настоящих деревьев Darling 58, по оценкам, в школе осталось «десятки».
Представитель Министерства сельского хозяйства США Ричард Кокер заявил, что чиновники «приостановили работу до тех пор, пока мы не получим дополнительную информацию от SUNY».
Ньюхаус добавил, что он не наблюдал более высокой смертности на своих участках, но признал, что трансгенные деревья были короче. Он сказал, что традиционные методы селекции могут дать более высокие трансгенные деревья.
«Может возникнуть вопрос, что лучше: низкие деревья или мертвые деревья», — сказал он. «Если деревья устойчивы к фитофторозу и могут продолжать расти, то высота может не иметь такого большого значения».
