Агробактерии сохраняются в трансгенных растениях и являются драйвером генной утечки

В конце 90-х система вектора агробактерий стала очень широко распространённой и много созданных ГМ-культур находились в коммерческом обороте. Учёные из Центра Исследований и Разработок из Кинсили (пригород Дублина, Ирландия) и Шотландского Института Исследования сельскохозяйственных культур (город Данди, Шотландия) были обеспокоены тем, что имплантированные гены в растениях будут распространяться на дикие культуры путём перекрёстного опыления или горизонтального переноса генов на несвязанные виды, которые хорошо описаны в научной литературе. Они посчитали необходимым обозначить риск связанный с использованием агробактерий как инструмента генной инженерии, учитывая их способность переносить гены растений. Процедура трансформации подразумевает прививание клеток или ткани эксплантов с агробактериями и совместное культивирование растительных клеток и бактерий в течение короткого времени, а затем ликвидации бактерий с помощью антибиотиков. Однако, если все бактерии не будут уничтожены, то «выпуск в оборот этих растений может также привести к высвобождению агробактерий с чужеродными генами», которые будут причиной последующей миграции генов, по крайней мере, других микроорганизмов естественным образом присутствующим в почве. Несмотря на использование антибиотиков для предотвращения последующих мутаций агробактрий, исследователи заявили: «…очень немногие проводили тесты, показывающие эффективность использования антибиотиков». Трудности усугубляются тем, что бактерии могут скрытно присутствовать в ткани растений. Так, помещение трансгенного материала растения в питательную среду без антибиотиков и без агробактерий не гарантирует того, что трансгенное растение не содержит бактерий как это считалось раньше. В своей работе они исследовали способность антибиотиков уничтожать почвенную бактерию Agrobacterium tumefaciens после трансформации в трёх моделях: Капустные (горчица), Паслёновые (картофель), Рубус (малина). Антибиотики карбеницилин, цефотаксим и тикарацилин использовались, соответственно, для уничтожения бактерий, концентрация которых была в 4 раза ниже, согласно рекомендациям. Они обнаружили, что ни один из антибиотиков не справился с задачей ликвидации агробактерий. Уровни загрязнений в период с 12 недели до 16 недели достигли такого уровня, что трансгенные культуры семейства Паслёновых состарились и умерли. Загрязнение подопытного материала уменьшилось в период с 16 до 24 недели возможно из-за использования апикального нароста (чистого слоя эпителия) в будущей культуре, но даже это не устранило агробактерии их всех образцов — 24% остались загрязнёнными на 24 неделе. Двойной вектор также был обнаружен при случайном отборе спустя 6 месяцев после проведения трансформации, где примерно 50% загрязнённого материала всё ещё имеет в себе клетки бактерий с двойным вектором с высоким содержанием колоний — около 10 миллионов на каждый грамм. Исследователи подчеркнули: «Есть возможность избежать утечки генов. Присутствие «обезоруженной» (неопасной) агробактерии в ткани не было бы проблемой, если бы двойной вектор ушёл со сцены, но теперь его выживание и распространение потенциально реально». Бинарный вектор содержит чужеродные гены, а также маркерные гены устойчивые к антибиотикам. Нет никаких ограничений для чужеродных генов, которые могут быть имплантированы в двойной вектор. Несколькими годами ранее, исследовательская группа в Израиле имплантировала вироид, который вызывает болезнь цитрусовых в «обезоруженных» Ти-плазмидах агробактерий и использовала это для инфицирования и изменения нескольких видов растений включая томат (Lycopersicon esculentum) Gynura aurantiaca, авокадо (Persea americana) и грейпфрут (Citrus paradisi) привитую на Troyer citrange (Pancirus trifoliate x C. sinensis). Экстракты, приготовленные из тканей заражённых растений в период с 38-90 день после прививки, помещали в селективные среды и обнаруживали содержание большого количества смодулированных бактерий. Исследователи предупреждают о «вновь образованных комбинациях сохранившихся переданных вирусов» в сочетании с «условно-патогенным и систематически перемещающимся вектором агробактерии, являющимся заразным для огромного количества организмов, в конечном итоге может вызвать инфицирование и повреждение сельхозкультур и естественной растительности», которые «в настоящее время не имеют обычных векторов вирусных заболеваний». Другими словами, агробактерии сохраняющиеся в трансгенных растениях выпущенных в широкий оборот, имеют потенциал для распространения новых болезней, в том числе и для растений, которые в обычных условиях не могли бы заразиться ими. В то время исследователи не знали, что агробактерии могут также заражать животных и людей и могут распространять болезни и на них. Были ли эти предупреждения услышаны другими исследователями? Не существует никаких доказательств, что они приняли это во внимание. Агробактерии, с тех пор как их впервые представили, трансформировали, по крайней мере 80 различных нерастительных видов включая дрожжи и другие грибы, морские водоросли, клетки млекопитающих и человека, а также грамположительную бактерию стрептомицетов Streptomyces lividans. В недавнем обзоре исследователи заявили: «Будущие исследования должны показать способствуют ли агробактериальные трансформации горизонтальному переносу генов между микроорганизмами в ризосфере». Но уже есть доказательства того, что агробактерии действительно может участвовать в горизонтальном переносе генов широкого спектра бактерий в почве

26903