Генная инженерия. Спасение или гибель человечества?

Об этом стоит задуматься. Скоро ученые точно установят, какой ген отвечает за какой признак. Все гены будут расписаны и изучены. И тогда начнется время искусственного устранения «плохих» генов. По большому счету, это та самая евгеника, которую считают фашистской наукой, забывая, что один из основателей генетики Н. В. Тимофеев-Ресовский был и основателем евгеники. И если мы будем всерьез заниматься клонированием, нам не избежать вмешательства в генный материал. Не избежать хотя бы потому, что состояние здоровья современного человека оставляет желать лучшего, а клонировать клетку с отклонениями в генетическом аппарате – значит передать черты вырождения будущему потомству. Тут-то и придется сортировать гены. Но это нужно делать осторожно и владея не частью информации, а всем знанием. К сожалению, исправление одного гена может привести к нестабильности какого-то участка ДНК и повреждению других генов. Именно в этом, а не в создании любопытным ученым существ-химер, я вижу опасность работы по управлению генами. Если бы все было так просто и легко, как в электротехнике! Заменил поврежденный конденсатор, подпаял диод – и система стала лучше прежней. Но геном не микросхема, а если и какая-то схема, то предназначение частей этой схемы (и прибора в целом) пока неясно.

Однако первые эксперименты по работе с генами уже ведутся. Пока, правда, не на людях, а на приматах. Ученым удалось создать первого генетически измененного примата. Это робкий шаг по лестнице евгеники. Сделал его сотрудник Орегонского регионального центра изучения приматов Энтони Чан, впервые за всю историю человечества «собравший» генетически улучшенную макаку-резуса. Обезьянку, благополучно появившуюся на свет в октябре 2000 года, назвали АНДи, что означает перевернутую аббревиатуру inserted DNA («вставленная ДНК»). Защитники животных могут, конечно, возмутиться: зачем что-то менять в ДНК обезьяны – это же нарушает права животных! И такие голоса, конечно же, сразу зазвучали. Но научная общественность приняла эксперимент с одобрением: ведь Чану удалось то, что вчера еще казалось фантастикой. Сам он, кстати, при проведении опыта не думал об улучшении обезьяньей породы, он решал гораздо более весомую задачу: разобраться в механизме человеческих заболеваний на модели обезьяны (как близкого родича).

«Вставки» генных кусочков ученые делали при помощи вирусов, которые умеют проникать сквозь мембрану клеток. Сначала выделили ген зеленого флуоресцентного белка (из медузы), этот белок способен светиться в темноте, затем поместили копии этого гена в лучшую «иголку» микробиологии и генной инженерии – вирус, а вирус протаранил двести двадцать четыре яйцеклетки макак-резусов, проник в их генетический аппарат и затаился. Готовые для работы яйцеклетки оплодотворили и стали наблюдать. Из ста двадцати шести яйцеклеток, прошедших двойное деление, отобрали сорок наиболее перспективных и ввели их двадцати макакам-самочкам. Только пять из них забеременели и только три успешно доносили суррогатного детеныша. У двух новорожденных макак зеленого гена не обнаружили, он просто не проявился, остался латентным, скрытым. А у АНДи ген медузы оказался встроенным в его собственный генетический аппарат.

Эксперимент с обезьянами показал, что можно производить манипуляции с генами и изменять качества потомства. Это, конечно, прекрасно знают селекционеры, они «тасуют» гены с большим успехом, создавая «невиданных» в природе коз, собак, кошек, коров. Но для появления результатов в их работе требуется много времени, а если научиться «вставлять» или «вырезать» куски ДНК, то можно получать улучшенное потомство в первом поколении. Правда, тут встает другой вопрос: будет ли сохраняться ген в следующем поколении или снова «уйдет» в подполье?

Впрочем, Чана интересует не столько отдаленная перспектива, связанная с наследованием «правильного» гена, а исправление ошибки репродукции в медицинских целях на протяжении жизни пациентов (отдаленные перспективы медицину занимают гораздо меньше – перед врачами стоит задача спасти жизнь здесь и сейчас конкретному больному). Поэтому макакам придется получить в подарок от экспериментаторов гены, отвечающие за болезнь Альцгеймера, рак, наследственную слепоту, шизофрению, болезнь Паркинсона и другие не менее тяжелые недуги. На основе обезьяньей модели опыты по созданию вакцин и методик лечения пойдут гораздо быстрее. Ведь пока врачи по старинке используют для опытов лабораторных крыс, которые настолько далеки по генетическому типу от людей, что нередко созданные с их помощью лекарства оказываются хуже самой болезни. Есть еще одна надежда: обезьяны с генами болезни Альцгеймера и рака простаты должны показать, при каких условиях у людей, имеющих плохую наследственность, болезнь не возникает и что для этого необходимо: особое питание, физические нагрузки или что-то еще.

Конечно, результат эксперимента с использованием вируса – «иголки» нельзя считать удавшимся на сто процентов. Ведь вирус «вставил» зеленый ген самостоятельно и случайным образом. Вероятно, о полном успехе можно будет говорить только тогда, когда именно ученый-генетик будет выбирать то место в хромосоме, куда нужно вставить тот или иной ген. Пока это только перспектива. Предстоит подождать еще два года, прежде чем ученые узнают и другое: передаст ли АНДи свой зеленый ген потомству. Если макаке это удастся, можно говорить о закреплении признака на генетическом уровне и о новых возможностях селекции, а следом за ней и евгеники (никуда не денешься: любое искусственное изменение генетического кода – это евгеника). Ведь если люди научатся работать с ДНК до момента, когда включается «сбойная» программа, многих тяжелых болезней можно будет избежать. При вмешательстве в генетический аппарат будущего ребенка можно устранить такие наследственные заболевания, как рак, атеросклероз, шизофрения. Причем спасти от этих недугов не только самого ребенка, но и всех его потомков. Это великий шаг. Но это шаг по лестнице евгеники. Сам Энтони Чан, крестный папа АНДи, без всякого раздражения замечает: «Когда-нибудь в будущем кто-то другой может попробовать таким образом улучшить людей». А его коллега, ученый из Канады Артур Шеффер добавляет: «Если бы удалось уберечь будущие поколения от тяжких генетических болезней, это сделало бы жизнь нашего вида чуть менее ужасной».

Репликация или контролируемая сборка?

Про клонирование сейчас слышали практически все, но клонирование – только повторение уже существующего. Все самые замечательные мечты человечества о жизни без болезней и старости, быстром и легком избавлении от неизлечимых пока недугов к обычной репликации отношения не имеют. Если вы будете клонировать дефектную клетку без изменений, вы получите на выходе клон с точно такими же проблемами, как у матрицы. К тому же есть опасность, что у клона негативные изменения будут происходить раньше, а последствия окажутся еще более тяжелыми. Так что простое дублирование оригинала – это шаг вперед, но «вперед» с оговорками. Только «выемка» дефектных участков ДНК сможет победить генетические болезни.

Пока мы мало знаем о том, как связаны в геноме отдельные участки, как включаются и выключаются гены, какова их правильная последовательность. К нашему счастью, оказалось, что геном человека не так сложен, как представляли раньше. Это дает надежду, что скоро он будет не просто расшифрован, а еще и осмыслен. И не только осмыслен, а повторен рукотворным путем. То есть мы сможем собирать хромосомы и вставлять их прямо в клетку или вынимать дегенеративные участки ДНК и заменять их здоровыми. Если прежде ученые думали, что после расшифровки генома они смогут «вклеивать» часть здоровой хромосомы вместо испорченного отрезка, то теперь речь идет о другом – о сборке самой хромосомы. Это серьезная заявка.

Хромосома человека, конечно, для сборки сложновата. Поэтому первые эксперименты были проведены с одноклеточным микроорганизмом – микоплазмой.

Микоплазма – правнучка молочнокислых палочек, которые заставляют молоко превращаться в простоквашу или йогурт. У нее, в отличие от «прабабушки», очень короткая хромосома, состоящая всего из пятисот генов, а ее ДНК образуют лишь пятьсот восемьдесят тысяч звеньев нуклеиновых оснований. К тому же она утратила еще и клеточную оболочку, так что работать с ней гораздо проще, чем с полноценной клеткой животных, содержащих гораздо более длинную цепочку ДНК. Микоплазма паразитирует в клетках эпителия мочеполовой системы человека, она легко проникает в клетки и селится в них, хотя вполне может вести и самостоятельный образ жизни.