Мы часто говорим о генетике конопли, когда выбираем нужный нам сорт.
Мы говорим: индийская генетика, сативная генетика, африканская генетика, подразумевая набор свойств, которые присущи растению. Но что же такое на самом деле генетика?
Самый распространённый ответ на этот вопрос: генетика — это наука о наследственности. Действительно, генетика началась с того, что изучала наследственность: почему дети похожи на родителей, почему чёрная кошка может принести котят разной окраски, почему яблоки на одном дереве не похожи на яблоки с дерева другого сорта?
Первым, кто попытался дать ответ на эти вопросы, был чешский монах Грегор Мендель. В свободное от преподавания физики и естественной истории в Брюнне время Мендель занимался тем, что выращивал в монастырском саду горох, после чего собирал урожай и пересчитывал горошины. Однажды он провёл следующий эксперимент: скрестил два сорта гороха — гладкий и морщинистый. Из урожая он отобрал 273 гладких горошины, и посадил их, а сам пошёл заниматься своими делами. Осенью, когда урожай созрел, Мендель привычно собрал мешок гороха и пересчитал его. Из 7324 горошин 5474 оказались гладкими, а 1850 — морщинистыми. Значит, понял Мендель, потомство гибридов первого поколения каким-то образом сохранило память о своих родителях. Но каким?
В первую очередь Мендель заметил, что 5474 почти в три раза больше 1850. Кроме морщинистости горошин он сравнивал ещё 7 различных признаков растений, и нашёл похожую закономерность. Так Мендель создал теорию о том, что наследственность складывается из набора «факторов», которые зародыш наследует от родителей и комбинирует в той или иной последовательности, создавая всё разнообразие потомства.
Позднее, уже в ХХ веке, когда о микромире живого стало известно гораздо больше, учёные узнали, что этими факторами являются хромосомы — особые белки, которые находятся в каждом ядре каждой клетки живого организма.
Хромосомы определяют то, какой будет клетка: будет она вырабатывать хлорофилл или другие пигменты, поглощать энергию или вырабатывать её, пропускать нервные импульсы или накапливать крахмал. Когда клетка делится, каждая хромосома внутри делящегося ядра образовывает идентичную пару, поэтому все клетки получаются похожими. Этот процесс называется мейозом. Из двух клеток получается четыре, из четырёх — восемь, и так далее.
Но, возразит внимательный читатель, это не отвечает на вопрос Менделя: что заставляет хромосомы или «факторы» комбинироваться в той или иной последовательности? Почему дети не являются точной копией своих родителей, а похожи слегка на маму и слегка на папу? Ответ на него нашёл британский учёный Френсис Крик, когда в 1953 году после трипа под ЛСД он открыл молекулу ДНК.
ДНК — это длинная спиральная молекула нуклеиновой кислоты, которая содержит в себе все инструкции того, как тело живого организма должно развиваться. Молекулы ДНК составляют основу хромосом — Х-образных белков, которые отвечают за деление клеток. Это то, что заставляет жизнь расти. То, в какую сторону эта жизнь будет расти, и зависит от генов. Хромосомы являются переносчиками генов. Они находятся в ядре каждой клетки организма, и в каждой клетке их одинаковое количество пар.
Что же такое ген? Говоря грубо, ген — это участок парной цепочки ДНК, который можно выделить как отвечающий за формирование у организма того или иного признака. Это узелки на длинной цепочке ДНК, которые можно разглядеть в мощный микроскоп. Каждый такой узелок ложится рядом с соответствующим узелком пары хромосом. Каждая хромосома несёт тысячи генов, и каждый из них отвечает за какой-то признак. Именно от гена зависит, будет организм вырабатывать, например, клетки, окрашивающие волосы в чёрный или в рыжий цвет, будут у растения длинные лепестки или короткие, будет в конопле вырабатываться ТГК или ЦБД.
Задачей бридеров, которые выводят новые сорта, является отбор потомства, которое будет содержать более-менее однородные признаки, унаследованные от родителей. В целом это работа, очень похожая на то, что делал Мендель с горохом: гибриды скрещиваются, из потомства отбирается часть, содержащая нужные признаки, и весь процесс повторяется, пока сорт не удаётся стабилизировать. Однако, как правило, наибольшей популярностью пользуются семена первого поколения, поскольку они растут почти на 25 % быстрее — это феномен, который генетики называют гетерозисом — повышенной жизнеспособностью гибридов первого поколения.
Однако такой способ влияния на геном (совокупность генов в клетке) — долог и трудоёмок. Если каждый ген отвечает за тот или иной признак, а признаки наследуются пополам от мамы и папы, то почему бы не взять половую клетку с нужным набором генов и просто не размножить её? Но простым это кажется лишь на словах. На генах не написано, за что они отвечают, и чтобы расшифровать их, требуются годы, даже десятилетия. А поскольку генов в каждой хромосоме — тысячи, то простым этот процесс назвать никак нельзя. И всё же, генные модификации с простыми генами сегодня возможны. Созданы сотни сортов сои, кукурузы, хлопка, риса, сахарной свёклы, гены которых были отобраны или изменены таким образом, чтобы растение вырабатывало больше крахмала, сахара, витаминов, было устойчивым к вредителям и так далее. Почему не конопля?
Во-первых, как уже было сказано, молекула ДНК содержит сотни генов, каждый из которых отвечает за какой-то признак. Воздействие на один из них может вызвать совершенно неожиданные изменения во всей цепочке: мутации, непредвиденные изменения в химической структуре растения и тому подобные побочные эффекты. Во-вторых, компании, выводящие каннабис, пока не имеют достаточной технологии и средств, чтобы заниматься генной инженерией. Выводить сорта по-старинке для них проще и дешевле.
Но не следует забывать о Штатах. США являются лидером по производству генно-модифицированных продуктов в мире. Кроме того, в США каннабис уже давно стал лекарством — пока что чем-то вроде средства нетрадиционной медицины, но всё прочнее и прочнее входящим в жизнь американцев. И если им всерьёз заинтересуются фармацевтические компании, то именно они будут теми, кто сможет вывести генно-модифицированный каннабис: например, растения, которые бы вырабатывали больше каннабидиола, использующегося для лечения многих заболеваний, или растения, обладающие более сильными болеутоляющими свойствами. Не следует также забывать о недавно легализованном рекреационном использовании каннабиса. Выведение сортов с большим содержанием ТГК позволило бы курильщикам вдыхать меньше дыма, получая то же количество ТГК, а, следовательно, меньше вредить лёгким.
Генетически можно изменить характерную форму листа конопли или устранить запах, который издают растения, сделать коноплю неузнаваемой на открытой местности. Можно сделать её более устойчивой к вредителям и температурным условиям. Эти возможности так же реальны, как генно-модифицированная соя на столе каждого третьего американца. И, возможно, уже в ближайшем будущем мы сможем увидеть новые сорта, созданные наукой.
Мы говорим: индийская генетика, сативная генетика, африканская генетика, подразумевая набор свойств, которые присущи растению. Но что же такое на самом деле генетика?
Самый распространённый ответ на этот вопрос: генетика — это наука о наследственности. Действительно, генетика началась с того, что изучала наследственность: почему дети похожи на родителей, почему чёрная кошка может принести котят разной окраски, почему яблоки на одном дереве не похожи на яблоки с дерева другого сорта?
Первым, кто попытался дать ответ на эти вопросы, был чешский монах Грегор Мендель. В свободное от преподавания физики и естественной истории в Брюнне время Мендель занимался тем, что выращивал в монастырском саду горох, после чего собирал урожай и пересчитывал горошины. Однажды он провёл следующий эксперимент: скрестил два сорта гороха — гладкий и морщинистый. Из урожая он отобрал 273 гладких горошины, и посадил их, а сам пошёл заниматься своими делами. Осенью, когда урожай созрел, Мендель привычно собрал мешок гороха и пересчитал его. Из 7324 горошин 5474 оказались гладкими, а 1850 — морщинистыми. Значит, понял Мендель, потомство гибридов первого поколения каким-то образом сохранило память о своих родителях. Но каким?
В первую очередь Мендель заметил, что 5474 почти в три раза больше 1850. Кроме морщинистости горошин он сравнивал ещё 7 различных признаков растений, и нашёл похожую закономерность. Так Мендель создал теорию о том, что наследственность складывается из набора «факторов», которые зародыш наследует от родителей и комбинирует в той или иной последовательности, создавая всё разнообразие потомства.
Позднее, уже в ХХ веке, когда о микромире живого стало известно гораздо больше, учёные узнали, что этими факторами являются хромосомы — особые белки, которые находятся в каждом ядре каждой клетки живого организма.
Хромосомы определяют то, какой будет клетка: будет она вырабатывать хлорофилл или другие пигменты, поглощать энергию или вырабатывать её, пропускать нервные импульсы или накапливать крахмал. Когда клетка делится, каждая хромосома внутри делящегося ядра образовывает идентичную пару, поэтому все клетки получаются похожими. Этот процесс называется мейозом. Из двух клеток получается четыре, из четырёх — восемь, и так далее.
Но, возразит внимательный читатель, это не отвечает на вопрос Менделя: что заставляет хромосомы или «факторы» комбинироваться в той или иной последовательности? Почему дети не являются точной копией своих родителей, а похожи слегка на маму и слегка на папу? Ответ на него нашёл британский учёный Френсис Крик, когда в 1953 году после трипа под ЛСД он открыл молекулу ДНК.
ДНК — это длинная спиральная молекула нуклеиновой кислоты, которая содержит в себе все инструкции того, как тело живого организма должно развиваться. Молекулы ДНК составляют основу хромосом — Х-образных белков, которые отвечают за деление клеток. Это то, что заставляет жизнь расти. То, в какую сторону эта жизнь будет расти, и зависит от генов. Хромосомы являются переносчиками генов. Они находятся в ядре каждой клетки организма, и в каждой клетке их одинаковое количество пар.
Что же такое ген? Говоря грубо, ген — это участок парной цепочки ДНК, который можно выделить как отвечающий за формирование у организма того или иного признака. Это узелки на длинной цепочке ДНК, которые можно разглядеть в мощный микроскоп. Каждый такой узелок ложится рядом с соответствующим узелком пары хромосом. Каждая хромосома несёт тысячи генов, и каждый из них отвечает за какой-то признак. Именно от гена зависит, будет организм вырабатывать, например, клетки, окрашивающие волосы в чёрный или в рыжий цвет, будут у растения длинные лепестки или короткие, будет в конопле вырабатываться ТГК или ЦБД.
Задачей бридеров, которые выводят новые сорта, является отбор потомства, которое будет содержать более-менее однородные признаки, унаследованные от родителей. В целом это работа, очень похожая на то, что делал Мендель с горохом: гибриды скрещиваются, из потомства отбирается часть, содержащая нужные признаки, и весь процесс повторяется, пока сорт не удаётся стабилизировать. Однако, как правило, наибольшей популярностью пользуются семена первого поколения, поскольку они растут почти на 25 % быстрее — это феномен, который генетики называют гетерозисом — повышенной жизнеспособностью гибридов первого поколения.
Однако такой способ влияния на геном (совокупность генов в клетке) — долог и трудоёмок. Если каждый ген отвечает за тот или иной признак, а признаки наследуются пополам от мамы и папы, то почему бы не взять половую клетку с нужным набором генов и просто не размножить её? Но простым это кажется лишь на словах. На генах не написано, за что они отвечают, и чтобы расшифровать их, требуются годы, даже десятилетия. А поскольку генов в каждой хромосоме — тысячи, то простым этот процесс назвать никак нельзя. И всё же, генные модификации с простыми генами сегодня возможны. Созданы сотни сортов сои, кукурузы, хлопка, риса, сахарной свёклы, гены которых были отобраны или изменены таким образом, чтобы растение вырабатывало больше крахмала, сахара, витаминов, было устойчивым к вредителям и так далее. Почему не конопля?
Во-первых, как уже было сказано, молекула ДНК содержит сотни генов, каждый из которых отвечает за какой-то признак. Воздействие на один из них может вызвать совершенно неожиданные изменения во всей цепочке: мутации, непредвиденные изменения в химической структуре растения и тому подобные побочные эффекты. Во-вторых, компании, выводящие каннабис, пока не имеют достаточной технологии и средств, чтобы заниматься генной инженерией. Выводить сорта по-старинке для них проще и дешевле.
Но не следует забывать о Штатах. США являются лидером по производству генно-модифицированных продуктов в мире. Кроме того, в США каннабис уже давно стал лекарством — пока что чем-то вроде средства нетрадиционной медицины, но всё прочнее и прочнее входящим в жизнь американцев. И если им всерьёз заинтересуются фармацевтические компании, то именно они будут теми, кто сможет вывести генно-модифицированный каннабис: например, растения, которые бы вырабатывали больше каннабидиола, использующегося для лечения многих заболеваний, или растения, обладающие более сильными болеутоляющими свойствами. Не следует также забывать о недавно легализованном рекреационном использовании каннабиса. Выведение сортов с большим содержанием ТГК позволило бы курильщикам вдыхать меньше дыма, получая то же количество ТГК, а, следовательно, меньше вредить лёгким.
Генетически можно изменить характерную форму листа конопли или устранить запах, который издают растения, сделать коноплю неузнаваемой на открытой местности. Можно сделать её более устойчивой к вредителям и температурным условиям. Эти возможности так же реальны, как генно-модифицированная соя на столе каждого третьего американца. И, возможно, уже в ближайшем будущем мы сможем увидеть новые сорта, созданные наукой.
