Сэмюел Стернберг - Трещина в мироздании [litres]

Влияние технологии редактирования генома растений и животных уже ощущается в научном сообществе. Например, исследователям удалось использовать CRISPR для создания животных-моделей для изучения болезней человека, причем этим моделям свойственна гораздо более высокая точность и гибкость, чем раньше, – ведь это модели не только на мышах, но и на других животных, на которых лучше всего видно протекание той или иной изучаемой болезни. К примеру, для аутизма это обезьяны, для болезни Паркинсона – свиньи, а для гриппа – хорьки. Один из самых интересных аспектов технологии CRISPR – это возможности, которые она предоставляет для изучения признаков, уникальных для определенных организмов: например, регенерации конечностей у аксолотлей, старения у медак (азиатских пресноводных рыбок из семейства карпозубых) или развития скелета у ракообразных [96] Разумеется, ракообразные – беспозвоночные. Тут имеется в виду их внешний скелет ( примеч. науч. ред. ). .

Мои коллеги присылают мне удивительные описания и изображения своих экспериментов с CRISPR и их результатов: красивые узоры на крыльях бабочек, генетическую подоплеку которых удалось раскрыть, или заразные дрожжи, способность которых проникать в ткани человека исследователи смогли изучили на уровне отдельных генов. Такого рода эксперименты открывают новые факты о природном мире и о генетических сходствах, связывающих все организмы. Все это невероятно интересно для меня.

На другом конце спектра возможностей – идеи настолько необычные, что их изложение больше напоминает научно-фантастический рассказ, чем статью из серьезного научного журнала. К примеру, я была совершенно поражена, узнав, что сразу несколько исследовательских групп используют CRISPR, чтобы “гуманизировать” различные гены свиней, – в надежде на то, что таким образом будет решена проблема вечной нехватки жизненно важных донорских органов: это путь к освоению ксенотрансплантации – то есть пересадки человеку органов, выращенных в свиньях (или других животных).

Иллюстрация того, какого рода эстетические изменения можно уже сегодня вносить в животных, – деятельность компаний, использующих технологии редактирования генома для создания новых “дизайнерских” домашних питомцев, к примеру микропигов, размеры которых даже во взрослом возрасте не превышают размеров небольшой собаки. А некоторые лаборатории всерьез занимаются возрождением вымерших видов – пытаются в буквальном смысле слова воскресить исчезнувшие организмы посредством клонирования и генной инженерии. Моя подруга Бет Шапиро из Калифорнийского университета в Санта-Крузе мечтает использовать эту стратегию для воссоздания вымерших видов птиц, чтобы изучить их связи с современными видами. Предпринимаются и попытки постепенно переделать геном слона в геном мамонта, используя CRISPR.

Однако, по иронии судьбы, использование CRISPR может приводить и к обратному – “насильственному вымиранию” нежелательных видов животных и болезнетворных микроорганизмов. Да, в недалеком будущем CRISPR можно будет применять для уничтожения целых видов – о таких последствиях я не могла даже и подумать, когда лишь десять лет назад моя лаборатория приступила к исследованиям в области систем адаптивного иммунитета у бактерий.

У некоторых проектов, связанных с этой и другими областями природы, есть невероятный потенциал по улучшению здоровья и уровня жизни людей. Другие же кажутся лекгомысленными, эксцентричными или даже попросту опасными. И я все больше убеждаюсь в том, что по мере того, как популярность редактирования генома стремительно растет, нам совершенно необходимо лучше понимать риски, связанные с этой технологией.

CRISPR дает нам возможность радикально и необратимо менять биосферу, в которой мы обитаем, переписать молекулы жизни так, как мы захотим. Я полагаю, что сегодня нам очень не хватает широкого публичного обсуждения всех этих возможностей – как полезных, так и опасных. Это удивительный момент в истории медико-биологических наук, но мы не должны позволять себе витать в облаках. Важно помнить, что, хотя у CRISPR есть огромный и неоспоримый потенциал улучшения нашего мира, вмешательство в генетические основы нашей экосистемы может иметь также и непредвиденные последствия. На нас лежит ответственность за то, чтобы заранее просчитать все возможные варианты развития событий и организовать глобальный, публичный и инклюзивный диалог о том, как нам использовать редактирование генома наилучшим образом, пока не стало слишком поздно.

В 2004 году группа европейских ученых разгадала загадку, долгое время занимавшую умы агрономов, выращивающих ячмень. Исследователи выявили генные мутации, благодаря которым растение становилось устойчивым к вредоносному грибку [97] P. Piffanelli et al., “A Barley Cultivation-Associated Polymorphism Conveys Resistance to Powdery Mildew”, Nature 430 (2004): 887–891. , который вызывает настоящую мучнистую росу – болезнь, уже долгое время досаждавшую фермерам, которые выращивают элитные сорта ячменя по всей Европе. Мутантная линия ячменя, устойчивая перед грибком, вела свою историю от семян из зернохранилищ в Юго-Западной Эфиопии, добытых в ходе немецких экспедиций конца 1930-х годов. Именно на территории Эфиопии через некоторое время после одомашнивания ячменя (это было около 10 000 лет назад) случайно возникла мутантная версия гена под названием Mlo; этот сорт и был отобран крестьянами, которые, естественно, хотели культивировать как можно более урожайные растения, которые при этом были бы максимально здоровыми.

Это наглядный пример эволюции, на которую повлиял человек: спонтанная мутация, которая закрепилась благодаря искусственному, а не естественному отбору. Именно так и развивалось сельское хозяйство в течение тысячелетий. В 1901 году агроном-новатор Лютер Бербанк сказал в одном из своих выступлений, что виды не являются чем-то фиксированным и неизменным:

Они так же пластичны в наших руках, как глина в руках гончара или краски на холсте художника, и им можно придать более красивые формы и цвета, чем у любого художника или скульптора [98] N. V. Federoff and N. M. Brown, Mendel in the Kitchen: A Scientist’s View of Genetically Modified Foods (Washington, DC: Joseph Henry Press, 2004), 54. .

На самом деле история открытия защитной мутации у гена Mlo в ячмене начинается еще в 1942 году, когда растения одного из немецких сортов были облучены рентгеном [99] J. H. JØrgensen, “Discovery, Characterization and Exploitation of Mlo Powdery Mildew Resistance in Barley”, Euphytica 63 (1992): 141–152. . Именно тогда ученые обнаружили, что облучение семян радиацией (к примеру, рентгеновскими или гамма-лучами) или погружение их в жидкость, содержащую мутагенные вещества, приводит к возникновению случайных новых мутаций, используя которые, можно вывести растения с желаемыми свойствами.