C фальсификацией пищевых продуктов мы сталкиваемся очень часто, хотя и далеко не всегда это осознаём. Самый очевидный пример фальсификации — когда недобросовестный производитель кладёт в свою продукцию не те ингредиенты, которые написаны на этикетке, а более дешёвые и к тому же часто некачественные. Так, несколько лет назад в Европейском союзе разразился «мясной скандал»: в шестнадцати странах ЕС в некоторых продуктах обнаружили конину, хотя на упаковках была задекларирована говядина. В Китае разоблачили компанию, которая скупала у населения мясо крыс, лис и норок и продавала его под видом баранины и говядины. Фальсифицированные продукты могут угрожать здоровью потребителей и в целом наносят ощутимый экономический ущерб.
Проблема эта возникла не вчера, и сейчас уже существует множество методов, позволяющих разоблачить подделки. Обычно в таких случаях анализируют белковый состав продукта или ДНК, которая в нём содержится, и, если видят, что белки или генетический материал не соответствуют тому, из чего продукт должен быть сделан, значит, перед нами фальсификат. Однако такие методы либо требуют дорогостоящего оборудования, либо не обладают достаточной чувствительностью.
Удачным решением может стать разработанный в Институте теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) Российской академии наук ДНК-тест, который может за один раз различить сразу восемь видов мяса. Тест основан на полимеразной цепной реакции (ПЦР) — широко известном молекулярно-биологическом методе. Полимеразная цепная реакция позволяет обнаружить ничтожнейшие количества ДНК.
В грубом пересказе всё выглядит так: когда надо узнать, есть ли в биологическом образце тот или иной ген, синтезируют небольшой кусочек этого гена (затравку или праймер) и добавляют в образец вместе со специальным ферментом. Если ген там есть, то синтезированные кусочки ДНК свяжутся с ним прямо в образце, а фермент начнёт их достраивать до длинной цепи, так что в реакционной смеси появятся более или менее полные копии нужного гена (ферменту не обязательно достраивать ген до конца, достаточно получить относительно длинную цепь). Оставшиеся затравочные кусочки ДНК теперь будут связываться с новосинтезированными длинными ДНК того гена, который нас интересует. Циклы реакции повторяются много раз; поскольку она развивается по цепному механизму, её и назвали цепной, а полимеразной — по названию ферментов полимераз, которые синтезируют ДНК. В результате образуется такое количество нужной ДНК-последовательности, которое можно определить простыми методами. Разумеется, если нужной ДНК-последовательности в образце не было, то и полимеразная цепная реакция ничего в нём не найдёт.
Если речь идёт о мясных продуктах, метод должен различать мясо разных животных. Старший научный сотрудник Лаборатории клеточной инженерии кандидат биологических наук Ольга Прусакова и её коллеги предлагают использовать для этого особый ген (из генома митохондрий — энергетических органелл клеток), который различается у коров, свиней, овец, кур, индеек, кошек, собак, мышей, крыс и людей. К каждому варианту гена — свиному, мышиному, куриному и т. д. — биологи сделали затравочные кусочки ДНК. Смесь таких затравок добавляют к специально обработанному образцу мяса или мясного продукта и потом смотрят, ДНК каких животных обнаружит ПЦР.
Подробно новый метод описан в журнале «Meat Science» (doi.org/10.1016/j. meatsci. 2017.10.017). Время анализа — всего два часа. Что касается чувствительности, то метод позволяет обнаружить всего 30 пикограмм ДНК (один пикограмм — одна миллионная часть микрограмма), а оборудование для него сейчас есть в любой молекулярно-биологической лаборатории. Метод уже запатентован и, очевидно, найдёт самое широкое применение.
Работа поддержана грантом Министерства образования и науки РФ.
