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.
Именно крохотная микоплазма и стала объектом пристального внимания генетиков. При помощи молекулярных «скальпелей» и «иголок» были проверены все гены кольцевой хромосомы. Ученые вырезали по одному гену из этой цепочки и сшивали оставшуюся часть, конец к концу. Так удалось выяснить, какие гены не очень важны для микоплазмы, а без каких она погибает. Сто пятьдесят генов оказались для этой малютки «необязательными», а выключение любого из трехсот пятидесяти оставшихся убивали микроорганизм. Теперь известно, что эти триста пятьдесят генов являются «костяком» генома бактерии, это те основные гены, на которых базируются и другие, даже высокоорганизованные, организмы.
Естественно, у вас возникнут вопросы: а что это открытие даст? Почему оно считается таким важным? Дело в том, что теперь можно найти те правила, по которым собирается молекула ДНК, можно научиться синтезировать гены и собирать их «по чертежу». Правда, пока не ясен ни принцип работы механизма, который требуется собрать, ни принцип кодировки. Известны только буквы генетического алфавита, дело за малым – научиться складывать их в слова и предложения. Эта задача поставлена перед компьютерами, которые будут просчитывать все варианты сочетания генов, оптимальную генетическую последовательность для выполнения бактерией всех жизненно важных функций – питания, вывода шлаков, размножения и т. п. Потом выберут наиболее устойчивый вариант и создадут искусственную хромосому, которую «вставят» в бактерию. Если эксперимент будет удачным, значит, удастся собрать первую в мире искусственную бактерию. Это будет первый опыт творения жизни человеком.
Сегодня бактерия, завтра кролик, послезавтра – венец природы, Homo Sapiens.
Но до этого еще далеко. Так что клонирование на сегодняшний день – более доступное мероприятие, нежели искусственная сборка крошки-бактерии.
