Крейг Вентер - Жизнь на скорости света. От двойной спирали к рождению цифровой биологии

Определения важны в науке. Но иногда бывает почти так же важно не слишком ими увлекаться, особенно когда вы отваживаетесь на что-то новое, потому что они могут быть лишь сбивать вас с толку, мешая вам думать и делать. Они могут стать ловушкой, как это случилось в первой половине ХХ века, когда ученые были уверены, что генетический материал – это белки. Ричард Фейнман сформулировал знаменитое предупреждение об опасности попыток дать чему-либо абсолютно точное определение: «Мы впадаем в тот паралич мысли, который находит на философов… когда один говорит: „Вы сами не знаете, о чем говорите“; а второй отвечает: „А что такое «знать»? Что такое «говорить»? Что такое «вы», наконец?“ Ну и так до бесконечности. Так что для пользы дела лучше сначала условиться, что мы будем говорить хотя бы приблизительно об одних и тех же вещах» {160} 160 The Feynman Lectures on Physics, Vol. I, 8–2. .

Когда мы раскрыли детали первого синтетического организма в нашей публикации в Science , мы определили, что мы сделали и как мы это сделали. Мы придали терминам «синтетическая жизнь» и «синтетические клетки» достаточно ограниченный смысл: клетки, полностью управляемые только хромосомой из синтетической ДНК. Синтетический геном был программой, которая определяла структуру и функции каждого белкового робота в клетке и тем самым – все ее функции. Но общественный отклик на наше публичное заявление и научную публикацию показал, что некоторым очень трудно принять представление о жизни как информационной системе.

Еще очевиднее была эта трудность в последующих публикациях мировой прессы. Большинство откликов было очень положительными – или даже слишком положительными. Один профессор заявил, что я «со скрипом отворил самую важную дверь в человеческой истории», и добавил, что я «собираюсь играть роль Бога» {161} 161 “Craig Venter creates synthetic life form,” Guardian , 20 мая 2010. http://www.guardian.co.uk/science/2010/may/20/craig-venter-synthetic-life-form . Некоторые сообщения были более трезвыми и квалифицированными. ВВС назвала это несколько заезженным словом «прорыв», а Time поместил это событие среди самых важных медицинских достижений 2010 года. The New York Times цитировал исследователей, которые думали, что мы достигли технического tour de force [24] Здесь: совершенства ( фр. ). , если не настоящего прорыва. Судя по книге Филипа Ф. Шеве «Гений-вольнодумец» – биографии Фримэна Дайсона, известного физика, профессора Института перспективных исследований в Принстоне, – на биологов в целом наша работа произвела глубокое впечатление. Там же приведены слова самого Дайсона, что мой эксперимент был топорной, но «важной работой, так как это был большой шаг к созданию новых форм жизни» {162} 162 Schewe, Phillip F. Maverick Genius: The Pioneering Odyssey of Freeman Dyson. Thomas Dunne, 2013. . Затем, как и следовало ожидать, зазвучали дежурные опасения каких-то зеленых экстремистов {163} 163 “Researchers Say They Created a ‘Synthetic Cell,’ ” http://www.nytimes.com/2010/05/21/science/21cell.html и обычный сенсационный тон британских таблоидов {164} 164 См. опрос Leveson Inquiry: http://www.levesoninquiry.org.uk/ . Один из них прямо спрашивал про нашу клетку: «Может ли она истребить человечество?» {165} 165 http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1279988/Artificial-life-created-Craig-Venter – wipe-humanity.html

Наиболее существенная критика касалась истинного значения создания клетки, управляемой программой ДНК. Можно ли ее считать синтетической жизнью? Некоторые резонно указывали, что наш синтетический геном был основан на существующем геноме и, имея естественного предшественника – M . mycoides, не может считаться по-настоящему синтетическим. Но, как писал Шеве, находились и биологи, которые были абсолютно уверены, что мы не создали синтетическую жизнь, потому что использовали природную клетку-реципиент. Они считали, что это слово надо приберечь до создания живого существа «с нуля». И конечно, Комиссия по биоэтике при президенте Обаме согласилась, что наша работа, «хотя во многих отношениях выдающаяся» и имеющая принципиальное значение, не означает создания жизни, так как мы использовали существующий природный носитель – клетку, которая уже была живой {166} 166 http://www.bioethics.gov/documents/synthetic-biology/PCSBI-Synthetic-Biology-Report-12.16.10.pdf . Более мягкие версии этого аргумента пытались на разные лады принизить значение того, что мы достигли. Ватиканская газета L’Osservatore Romano {167} 167 http://www.vatican.va/news_services/or/home_eng.html завершила свое (в остальном позитивное и любезное) изложение выводом, что наша команда не создала жизнь, но всего лишь «поменяла один из двигателей жизни».

Это разнообразие мнений кое о чем нам говорит. До сих пор нет общепринятого определения того, что мы обозначаем этим неудобным словом «жизнь», не говоря уж о «синтетической жизни», «искусственной жизни» или «жизни с нуля». Определения, конечно, сильно зависят от того, в какой традиции они даются. Термин «искусственная жизнь» имел совсем другое значение в научной среде в 1990-е, когда он в основном применялся по отношению к реплицирующимся программам в компьютере. Характерный пример можно найти в работе Томаса С. Рэя, писавшего в 1996 году о системах, которые «свободно развиваются в цифровой среде, подобно эволюции посредством естественного отбора в органической среде, породившей жизнь на Земле». Главная цель этой работы, пояснял он, «побудить цифровую эволюцию породить в цифровой среде сложность, сравнимую по масштабу со сложностью органической жизни» {168} 168 http://life.ou.edu/pubs/fatm/ .

Наша работа с синтетическими хромосомами в живых клетках резко отличается от имитации искусственной жизни в твердом кремнии. «Искусственная жизнь» – это термин, обычно применяемый к описанию того, что наблюдается в цифровом мире, в то время как «синтетическая жизнь» происходит из цифрового мира, но охватывает и жизнь в биологическом мире. Тем не менее жизнь in vivo и in silico объединены понятием «системы, управляемые информацией», а наша работа с синтетической клеткой создает первую прямую связь между ними.

Теперь мы знаем, что правильная последовательность ДНК, представленная в правильном порядке и помещенная в правильную химическую среду, может сделать из существующей жизни новую. Создавая синтетическую клетку, мы основывались на 3,5 миллиарда лет эволюции и не пытались ее повторить: поскольку мы изменили геном, у созданной нами клетки нет прямого предшественника, которого можно было бы найти в природе. Нашей искусственной ДНК мы добавили новый приток в реку жизни.