Мэтт Ридли - Геном

Как я отмечал в главе 4, синдром Хантингтона вызывает незапланированный апоптозис нервных клеток мозга, ко­торые уже ничем не удается заменить. У взрослого челове­ка нейроны не восстанавливаются, поэтому повреждения головного и спинного мозга часто ведут к необратимым по­следствиям. Способность к размножению нейроны утрати­ли в ходе эволюции, поскольку в ходе развития организма каждый нейрон приобретает свою неповторимую функцио­нальную уникальность и особое значение в сети нейронов. Замена нейрона молодой, наивной и неопытной клеткой принесет больше вреда, чем пользы. Поэтому апоптозис зараженных вирусами нейронов в отличие от апоптозиса в других тканях приводит лишь к эскалации заболевания.

Некоторые вирусы по неизвестным пока причинам актив­но стимулируют апоптозис нервных клеток, в частности энцефалитный альфавирус (Krakauer D. С., Payne R. J. Н. 1997. The evolution of virus-induced apoptosis. Proceedings of the Royal Society of London, Series В 264: 1757-1762).

Апоптозис играет важную роль в элиминации активных транспозонов. Особо строгий контроль над эгоистичными генами установлен для половых клеток. Было определен­но, что контрольные функции берут на себя фолликуляр­ные клетки яичников и клетки Сертоли в семенниках. Они индуцируют апоптозис в созревающих половых клетках, если в них обнаружены хоть какие-то признаки активности транспозонов. Так, в яичниках пятимесячного эмбриона женского пола находится до 7 млн яйцеклеток. К моменту рождения из них остается только 2 млн, и только около 400 яйцеклеток произведут яичники в течение жизни женщи­ны. Все остальные клетки, которые строгие контролеры посчитали недостаточно совершенными, получают коман­ду на самоубийство. Организм — это тоталитарное деспо­тичное государство.

В начале третьего тысячелетия перед нами впервые от­крылась возможность стать редакторами текста, записан­ного в геноме. Геном перестал казаться священным, а стал чем-то вроде электронного документа на дискете. Мы мо­жем кое-что вырезать и кое-что добавить, переставить аб­зацы и изменить порядок слов. В этой главе мы обсудим, как это можно сделать и надо ли это делать. Странно, но лишь только в наших руках оказались инструменты для ре­дактирования генома, мы остановились в замешательстве, и нам вдруг захотелось по-прежнему взирать на геном как на Святое Писание. Итак, давайте познакомимся с совре­менными средствами манипулирования генами.

Хотя перед генетиками никогда не ставились такие да­лекие цели, негласно считается, что конечной целью раз­вития генетики — если хотите, вершиной ее развития — яв­ляется генетическое моделирование человека. Вероятно, в будущем, может, через несколько столетий, человека мож­но будет укомплектовывать новыми генами, которых не существовало в природе. На современном этапе развития генетики речь идет пока только о добавлении генов, поза­имствованных от других людей или от животных и расте­ний. Возможно ли это? А если возможно, соответствуют ли такие операции нашим представлениям об этике?

Давайте возьмем для примера ген на хромосоме 18, ко­торый подавляет развитие рака позвоночника. Мы позна­комились в предыдущей главе с данной разновидностью генов-супрессоров, хотя точная локализация на хромосо­мах для многих из них пока не установлена. Точное место­нахождение на хромосоме 18 данного гена, которому уже присвоили имя DCC, тоже не известно, однако известно, что данный ген управляет ростом аксонов в стволе спин­ного мозга и вроде бы никак напрямую не связан с подавле­нием раковой опухоли. Возможно, супрессором является другой ген, сцепленный с DCC. Известно только, что мута­ции в окрестностях данного гена, выявляемые с помощью генетических маркеров, существенно повышают риск забо­левания раком позвоночника. Появится ли возможность в будущем извлечь этот ген, как неисправную свечу зажига­ния из двигателя автомобиля, и заменить его на исправную версию гена? Скорее всего, в ближайшем будущем это ста­нет возможным.

Я достаточно стар, чтобы еще помнить, как на заре своей журналисткой карьеры разрезал распечатку статьи на абза­цы с помощью обычных ножниц и склеивал их в нужной последовательности, пользуясь обычным клеем. Сейчас чтобы переместить абзац с места на место я использую ма­ленькие значки текстового редактора, на которых добрые разработчики компании Microsoft поместили изображения ножниц и других инструментов, чтобы обозначать те же самые действия. (Только что перетащил и вставил данный абзац из другого места в тексте.) Тем не менее принципы редактирования остались прежними: вырезаем в одном ме­сте и вставляем текст там, где он необходим.

Чтобы выполнить подобные действия над текстом генов, нам тоже потребуются ножницы и клей. К счастью, приро­да уже подготовила эти инструменты для собственных це­лей. В качестве клея выступает фермент лигазы, который склеивает разорванные нити ДНК. Ножницы — фермен­ты рестрикции — были обнаружены у бактерий еще в 1968 году. У бактерий эти ферменты используются для борьбы с вирусами. С их помощью чужеродная ДНК разрезается на кусочки. Но в отличие от обычных ножниц рестриктазы до­вольно смышленые: они режут ДНК не где попало, а лишь

там, где обнаруживают определенный «текст». Сейчас из­вестно более 400 разных рестриктаз, и каждая ищет только свой строго определенный текст. Рестриктазы работают как заправские редакторы, разрезая абзацы на части толь­ко там, где находится ключевое слово.

В 1972 году Поль Берг (Paul Berg) из Стэнфордского уни­верситета с помощью ферментов рестрикции разрезал в про­бирке вирусную ДНК, а затем сшил кусочки случайным обра­зом с помощью фермента лигазы. Он стал первым челове­ком, получившим «рекомбинантную» ДНК. Люди научились делать то, что ретровирусы проделывают уже миллионы лет: встраивают свои гены в хромосому. К концу прошлого столетия была получена первая рекомбинантная бактерия: кишечная палочка со встроенным геном лягушки.

Это сообщение взбудоражило общественность, обеспо­коенную тем, не несут ли новые технологии опасности че­ловечеству. Опасения разделяли и сами ученые. Ширилось мнение, что следует сделать паузу и хорошо подумать, преж­де чем продолжать эксперименты по рекомбинации генов. В 1974 году в среде ученых звучали призывы к объявлению моратория на проведение генетических экспериментов, что еще больше насторожило широкую публику: если уче­ные не уверены в безопасности, то тут, действительно, есть чего опасаться. Природа поместила бактериальные гены в бактерии, а лягушачьи — в лягушек. Кто мы такие, чтобы на­рушать естественный ход вещей? Не будут ли последствия ужасными для человечества? Конференция, прошедшая в Азиломаре (Asilomar) в 1975 году, отбросила доводы кон­сервативно настроенных ученых и дала добро на возобнов­ление исследований в области генетической инженерии с соблюдением строжайших мер безопасности и под на­блюдением государственных комитетов. Ученые признали необходимость контроля, и общественность постепенно успокоилась. Новый всплеск общественной критики гене­тических исследований пришелся на середину 1990-х годов, но в этот раз темой была не столько безопасность, сколько этичность методов.