Лоран Генцбиттель: через 30 лет человечеству надо будет вдвое больше белка

Численность населения Земли к 2050 году вырастет до девяти миллиардов человек, а значит потребность человечества в белке увеличится вдвое. При этом меняется климат и условия произрастания растений, чтобы остаться сытыми, людям необходимо быстрее проводить селекцию основных сельскохозяйственных культур или обращаться к методам генной инженерии. О том, как вдвое сократить срок выведения нового сорта растений, сколько это стоит, и можно ли вырастить пшеницу в мерзлоте, рассказал корреспонденту РИА Новости Наталье Парамоновой профессор Сколтеха, глава Цифровой агролаборатории Лоран Генцбиттель.

— Лоран, почему возникла необходимость нарастить производство белка?

— К 2050 году человечеству надо будет вдвое нарастить производство белка. Согласно прогнозам количество людей к 2050 году достигнет девяти миллиардов и понадобится больше белка для питания.

— Ваша технология основана на зародышевой плазме и позволяет получить сельскохозяйственные культуры с заданными характеристиками. Можете рассказать, что такое зародышевая плазма, и почему вы решили именно ее применять в своей технологии?

— Зародышевая плазма характерна для всех растений, и у всех сортов растений она разная. В различных мировых научных центрах существуют коллекции зародышевых плазм сельскохозяйственных культур. Мы обратили внимание на дивергенцию сортов, то есть их изменение за то время, пока культуры подвергались культивированию. Например, нут сорта Кабули и нут сорта Дези выглядят в настоящее время очень по-разному. Значит их геном в процессе дивергенции накопил миллионы различий. Аналогичная ситуация происходит с другими видами сельскохозяйственных культур. Они сильно меняются с течением времени. Пшеница в России отличается от пшеницы в Китае, Европе или США как раз из-за этой дивергенции. Это обусловлено множеством причин: разными целями выведения сортов, разным климатом, разными вредителями, условиями произрастания и прочим.

— Как долго вы разрабатывали эту технологию?

— Нам потребовалось шесть лет, четыре научных института и около двух десятков ученых. Основная идея состояла в том, чтобы сделать метод селекции более быстрым и с гарантированно нужным результатом. Если у нас есть знания о геноме, мы можем спрогнозировать свойства будущего растения. Мы хотели получить метод быстрой селекции, мы его разработали, задействовав современные научные знания и возможности коллаборации разных научных школ.

— Насколько вашу технологию корректно сравнивать с редактированием генов и ГМО?

— В нашем случае мы можем оставить проблему ГМО и редактирования генов в стороне. Данная технология не предполагает использования этих инструментов. Это классический метод, который миллионы лет используют фермеры. Мы просто используем больше информации, сиквенс генома, цифровизацию, чтобы селекция нужных сортов шла быстрее. У нас очень традиционный метод.

— Почему вы сосредоточили свои исследования на такой культуре как нут, а не на пшенице?

— В Европе люди традиционно едят пшеницу и чечевицу. Но в других регионах, например Южной Азии или Африке, люди в основном едят рис и нут. Нут — основной источник белка в этих регионах.

— То есть вы хотите решить проблему голода в Африке?

— Для этого нет одного решения, мы не можем найти "серебряную пулю". Мы думаем, что в зависимости от места расположения, людям необходимо растение, которое лучше других адаптируется под их нужды в силу многих тысяч лет культивирования, его также проще адаптировать с помощью технологий. В Африке и Южной Азии это нут, в Европе и России это может быть фасоль или чечевица, но не нут. Нут в Северном полушарии не слишком распространенная культура.

— В таком случае можно ли ваш метод распространить на другие культуры, а не только на нут?

— Да, мы можем применить такую же технологию для других сельскохозяйственных культур. Например, в России — для пшеницы. Подобный проект в качестве стартапа был бы интересен для России. Он позволил бы разработать средства борьбы с двумя проблемами — изменением климата и голодом.

— Почему ваш метод позволяет добиться результатов быстрее, чем при обычной селекции?

— Мы анализируем множество геномов растений и находим, какие необходимые нам свойства растений какому геному соответствуют. То есть у нас решена первая часть задачи: как должно выглядеть растение, которое нам нужно. Каким должен быть его геном. Нам не нужны годы полевых испытаний, чтобы понять, какие гены необходимы. У нас есть алгоритм, программа, и мы можем спрогнозировать, растение с какими качествами будет получено в результате скрещивания сортов. Естественно, это быстрее, чем высевать растения и ждать пока они вырастут, а затем анализировать их свойства. Вторая часть задачи — получить такое растение. Здесь применяются посевы и отбор, но в целом получается примерно в два раза быстрее.

Раньше выведение нового сорта культурного растения занимало 10–12 лет, теперь — 5–7 лет. То есть вполовину меньше времени.

— Согласно ряду исследований, селекция культурных растений за тысячи лет привела к тому, что 80% первоначальных видов растений были утеряны. Скажем, из 30 сортов нута или пшеницы сейчас человечество высевает 5–6 видов. То есть наблюдается потеря биоразнообразия. Как ваша технология влияет на потерю биоразнообразия и может ли в итоге на Земле остаться один вид нута или пшеницы?

— Я бы не стал утверждать, что сорта утеряны. Вернее сказать, что они не используются активно. Но много сортов культурных растений сохранилось в банках семян. Наша технология как раз использует этот "дремлющий фонд". Для традиционной селекции редко обращаются к уникальным сортам в коллекциях, чаще всего скрещивают сорта, которые активно используются. Нам же как раз нужно биоразнообразие. Мы работаем со всеми видами и сортами растений, которые существуют, по крайней мере стараемся, чтобы найти нужные признаки, которые, может быть, раньше не были востребованы, а теперь стали актуальными. Кроме того, технология позволяет локализовать нужный сорт под условия произрастания, создать уникальный продукт.

— Сколько это будет стоить?

— Мы вдвое сократим сроки, но это не будет стоить вдвое дороже. Мы на многом экономим: нужно меньше площадей, меньше затрат, потому что меньше сроки селекции, меньше ресурсов для выращивания. Мы больше вкладываем в технологию, но глобально удешевляем процесс. Например, во Франции одна программа по созданию нового сорта пшена обходится примерно в миллион евро за 5–7 лет. Думаю, что в России могут быть сопоставимые расходы.

— Если ваш метод так хорош, что не требует использования технологий ГМО и CRISPR (редактирование генома), которых люди могут опасаться, то, может быть, он их заменит?

— Методами биотехнологии (ГМО и CRISPR) мы можем создать ровно то, что нам нужно. Селекция не всегда позволяет это сделать. Возьмем инсулин. Он был создан с помощью методов биотехнологии: взяли ГМО-бактерию и использовали ее для создания инсулина. Благодаря ГМО-технологии, человечество стало здоровее. Некоторые биотехнологии используют для производства еды. Однако, на мой взгляд, наш метод позволит сократить использование методов биотехнологии в будущем.

— В России в ближайшем будущем, согласно прогнозам изменения климата, будет проблема с дефицитом воды в традиционных сельскохозяйственных районах. Может ли ваша технология помочь вывести более адаптированные к сухому климату растения?

— Да, конечно. Можно вывести растения, более устойчивые к засухе. Выращивание растений требует большого количества воды, поэтому снижение потребления воды в сельском хозяйстве — это одна из задач. Чтобы получить такое растение, мы можем обнаружить растение, которое выросло само в условиях дефицита воды. Мы берем его, изучаем и получаем растение с похожими характеристиками. Затем мы тестируем, как оно растет в сухих условиях, как — в обычных. Сравниваем и понимаем, насколько оно подходит. Кроме того, могут быть получены растения, способные выживать в более холодных районах России. Россия очень интересна с точки зрения того, что можно сделать. С одной стороны, можно выводить растения, более устойчивые к засухам на юге, а с другой — можем работать над выведением сортов, способных расти в Сибири.

— Если продолжать эту мысль, то если вы обнаружите сорт пшеницы, который может расти в многолетней мерзлоте, то вы сможете его культивировать, и в мерзлоте заколосится пшеница?

— Я думаю, что вырастить что-то в многолетней мерзлоте достаточно сложно, но вырастить урожай в очень холодных условиях возможно. Это уже есть в некоторых северных регионах. Например, в Швейцарии уже выращивают культуры там, где фиксируются очень низкие температуры.

— Скажите, насколько ваша технология готова к применению, на какой стадии разработки она находится?

— Мы не можем просто передать семена или поставить оборудование. Наша разработка — это технология. Если у вас в компании есть лаборатория и персонал, то вы можете использовать эту технологию. В России мы рассчитываем, что эту технологию можно будет применить на практике в течение ближайших трех–пяти лет. Мы обкатываем ее в Сколтехе, а потом сможем передать компаниям. У нас уже есть партнерские программы в Европе и Китае. Этот метод довольно универсален. Его надо адаптировать под конкретную культуру, но это не очень большая проблема.

— В чем сложность? Почему нельзя просто передать компаниям нужные семена?

— Семена являются итогом применения технологии. Мы не можем выпустить семена под нужды каждой компании. Они разные.

— Какими должны быть лаборатории, и какой нужен уровень лаборантов для это работы?

— Специалисты экстра-класса для этого не нужны, но да, сегодня человечество пользуется интеллектуальными технологиями, и этим обусловлен необходимый уровень специалистов, в том числе в лабораториях компаний, в которых будут получать семена нашим методом. Человечество уже достигло определенного уровня жизни и технологий, если мы хотим перейти на следующий виток развития, то там нужно улучшать технологии и внедрять их. Это нужно для адаптации к изменениям климата, к росту населения, к болезням — для всего. Но от каждого индивидуума нужно больше персональных навыков для работы с современными технологиями. Не возникает же вопрос, что кассиру в магазине надо уметь пользоваться сканером и компьютером. Это теперь нормально. Вот и в такого рода лабораториях, пусть сверхнавыки и не нужны, но, конечно, это куда более продвинутая технология, чем агрономия сто лет назад.