Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Кузма и Роулз предполагают, что в этом случае некоторые варианты генного драйва окажутся оправданными, а некоторые – нет. Они считают, что сохранение находящихся под угрозой птиц должно быть приоритетнее борьбы с сорняками. Птицы заслуживают большего внимания потому, что могут исчезнуть, если мы ничего не предпримем. Их исчезновение будет тем необратимым наследием, которое мы оставим следующим поколениям.

Когда я приезжал к Джеймсу и его коллегам, я спросил их мнения по этим этическим вопросам. Они мало что могли мне сказать в ответ. Это не потому, что им все равно. Просто в тот момент исследователей заботили более насущные проблемы. Они даже не были уверены, что генный драйв с CRISPR вообще будет работать.

В конце концов, мир природы усеян останками мертвых генных драйвов. Они появлялись, распространялись по популяциям, а затем останавливались. В каких-то случаях их уничтожали мутации. Иногда у животных формировалась защита, которая позволяла их сдерживать. Ряд биологов утверждают, что у комаров легко возникнет устойчивость к генному драйву с CRISPR. У некоторых насекомых могут произойти мутации, которые изменят последовательность ДНК, разыскиваемую молекулами CRISPR. Их потомки унаследуют эти мутации и смогут скрещиваться с теми, кто несет генный драйв [1178] Bull and Malick 2017. .

«Вероятно, эту систему будет легко сломать, потому что она сложилась не в процессе эволюции, – объяснял мне Биер. – Система, которую мы делаем, полностью искусственная. И она хрупкая».

Тем временем Джеймс трудился в своем инсектарии, пытаясь выяснить, как заставить CRISPR работать лучше. Когда он ввел в комара собранную Ганцом последовательность для сопротивления малярии, ее унаследовали все потомки этого насекомого. Однако во втором поколении произошла заминка. Генный драйв унаследовали все самцы, но лишь часть самок.

Джеймс по-прежнему распространял систему генного драйва по новым поколениям, спаривая самцов с обычными самками. Те волосатые личинки, которых я видел в инсектарии у Джеймса, были самцами из 29-го поколения, с помощью которых планировали получить 30-е. Но ученый продолжал гадать, почему в наследственной цепи слабым звеном оказались самки.

Ответ может быть связан с процессом развития комара из яйцеклетки. Когда развивается самка, происходит много делений, прежде чем некоторые клетки превратятся в новый запас яйцеклеток. За это время хромосомы в клетках могут повредиться. Клетки устраняют повреждения такого рода, копируя ДНК с парной неповрежденной хромосомы. Джеймс предполагает, что во время подобного восстановления самки комаров и отредактировали свои CRISPR-гены. В то же время комары-самцы не могли потерять эти гены, потому что у них сперматозоиды в процессе развития отделяются раньше. Если предположение Джеймса и его коллег верно, то непонятно, как с этим бороться. Оказывается, изменить внутреннюю наследственность комаров не так-то просто.

После того как Джеймс показал мне всех своих комаров и ответил на все мои вопросы, пришло время уходить. Мы вернулись в тамбур, и исследователь шумно захлопнул за нами внутреннюю дверь. С той стороны остались тысячи пьющих кровь комаров и тысячи личинок, извивающихся в ванночках. Здесь, в тишине тамбура, насколько я мог судить, были только мы вдвоем.

Джеймс повернулся к светлой двери инсектария и принялся тщательно разглядывать ее поверхность. Синий халат все еще свисал с его рук.

«Согласно протоколу, мы должны ненадолго здесь остановиться, – сказал он, – проверить, что никто не движется за нами следом».

Комары, которых выращивает Джеймс, родом из Индии. Они приспособлены к влажному тропическому климату. Если бы комару с CRISPR удалось сбежать из инсектария и, пропищав по коридорам, пролететь по шахте лифта и проскочить сквозь дверные проемы на засушливые холмы вокруг Ирвайна, он почти наверняка умер бы. И все же, даже при всех принятых мерах предосторожности, Джеймс продолжал смотреть на дверь, чтобы убедиться, что все его комары по-прежнему заперты в инсектарии. Мы затихли, а время шло. По ту сторону двери ползало, плавало и летало то, что может стать новой главой в книге о наследственности.

Когда Джеймс удостоверился, что ни один комар не сбежал, он повернулся спиной к внутренней двери, открыл внешнюю, и мы вышли в подвальный коридор. Мы выбросили свои халаты в мусорный контейнер и поднялись на лифте туда, где светило смертельное для комаров калифорнийское солнце. Новую главу мы оставили в подземелье – по крайней мере, пока.

CRISPR (короткие палиндромные кластерные повторы) – естественный способ защиты бактерий от вирусов, позволяющий обнаруживать и разрушать определенные последовательности чужеродной ДНК. Используется для редактирования ДНК.

STRUCTURE – компьютерная программа, изначально созданная Джонатаном Притчардом с коллегами для отслеживания происхождения особей в неизвестных популяциях.

X- и Y-хромосомы – половые хромосомы животных. У самок две X-хромосомы, у самцов – X и Y.

Азотистые основания – составные части нуклеиновых кислот (в ДНК входит четыре азотистых основания – А, Т, Г и Ц).

Аллель – один из вариантов гена. Иногда из-за различия в аллелях возникают различия в наследуемых признаках.

Аминокислоты – составные части белков.

Белок – кодируемая геном длинная цепочка, состоящая из аминокислот.

Гаметы – сперматозоиды и яйцеклетки.

Гаплогруппа – группа людей с одинаковыми аллелями генов, происхождение которых можно проследить от единого общего предка.

Геммула – гипотетическая наследственная частица, которая, как предполагал Дарвин, попадала из соматических клеток в гаметы.

Ген – участок ДНК, кодирующий белок или функциональную молекулу РНК.

Генная инженерия зародышевой линии – преобразование ДНК в клетках зародышевой линии (у гамет или эмбрионов), чтобы создать изменения, которые могут быть унаследованы потомками.

Генная инженерия – использование специалистами ДНК, РНК или белков, чтобы изменить геном или эпигеном организма.

Генная терапия – метод лечения генетических заболеваний с помощью доставки правильно работающих аллелей генов в соматические клетки.

Генный драйв – измененная система наследования, позволяющая определенному генетическому элементу передаваться от родителей потомкам с большей вероятностью, чем это следует из закона Менделя.

Геном – полный набор последовательностей ДНК в организме.