Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов

Точные генетические прогностические показатели плохого состояния здоровья ставят трудные задачи перед системами здравоохранения, финансируемыми страхованием личного здоровья. Если не будет строгого контроля использования генетической информации, отдельные лица могут столкнуться с отказом в страховании и предоставлении медицинской помощи либо требованием неподъемно высоких страховых взносов не по своей вине. Эти проблемы не присущи медицинским организациям, оказывающим бесплатную помощь по месту поступления больного, поскольку им легче будет использовать результаты выявления генетического предрасположения к болезням для прогнозирования, диагностики и лечения. Так-то оно так, но мириться с таким знанием не всегда легко. Допустим, что генетическая наука дойдет до точки, когда сможет более-менее точно предсказать, когда и от чего, скорее всего, вы умрете. Захотите ли вы это узнать?

Есть еще проблема расшифровки генетических факторов, влияющих на стороны жизни, не связанные с медициной, таких как умственная одаренность и уровень образования. Узнавая больше о генетических различиях между отдельными лицами, полами и группами населения, мы должны быть уверенными, что эти результаты не послужат дискриминации.

Параллельно с возможностью читать геномы развивается возможность их редактирования и переписывания. Фермент под названием CRISPR-Cas2 – мощное средство, действующее как молекулярные ножницы. Ученые могут им пользоваться для выполнения очень точных разрезов ДНК, чтобы добавлять, удалять или изменять генные последовательности. Это именуют редактированием гена или редактированием генома. Биологи могут проделывать это в простых организмах типа дрожжей начиная примерно с 1980 г., что явилось одной из причин моего интереса к делящимся дрожжам, но CRISPR-Cas2 в огромной степени повысил скорость, точность и эффективность редактирования ДНК последовательностей. Он также сильно упрощает редактирование геномов многих других видов, включая человека.

Со временем мы сможем рассчитывать на новые методы лечения на базе генно-отредактированных клеток. Исследователи уже сейчас создают клетки, стойкие к определенным инфекциям, таким как ВИЧ, или пользуются ими в борьбе, например, с раком. Но пока что чистой авантюрой явились бы попытки отредактировать ДНК на ранних сроках жизни человеческого эмбриона, что могло бы повлечь за собой генетические изменения во всех клетках новорожденного и всего его будущего потомства. В настоящее время существует риск, что методы лечения на основе редактирования гена могут случайно внести изменения в другие участки генома. Но даже если редактируется целевой ген, такие генетические изменения могут также вызвать трудно предсказуемые и потенциально опасные побочные эффекты. Мы попросту еще недостаточно понимаем наш геном, чтобы знать это наверняка. Возможно, наступит время, когда эта процедура будет считаться достаточно безопасной, чтобы избавить семьи от некоторых генетических заболеваний вроде болезни Хантингтона или муковисцидоза. Но ее применение для, так сказать, косметических целей, таких как создание детей с высоким интеллектом, красивой внешностью или выдающимися спортивными способностями, дело совершенно иное. Эта сфера сопряжена с одной из самых щекотливых сегодня тем с точки зрения морали, касающихся использования биологии в отношении человеческой жизни. Но, хотя разговоры о применении генного редактирования для получения детей по спецзаказу кажутся сегодня пустопорожними, многим будущим родителям в грядущие годы и десятилетия придется задуматься над рядом острых вопросов, по мере того как ученые будут разрабатывать более эффективные методы предсказания генетических последствий, генного модифицирования и манипулирования человеческими эмбрионами и генами. Все эти вопросы должны будут решаться всем обществом, и их следует обсудить сейчас.

При этом успехи и достижения клеточной биологии предоставляют возможности лечения дегенеративных болезней. Возьмем для примера стволовые клетки: это клетки, которые тело сохраняет в незрелом состоянии, они несколько похожи на клетки, имеющиеся на ранней стадии эмбрионального развития. Главным свойством стволовых клеток становится способность к повторному делению, производству новых клеток, которые впоследствии могут приобретать более специализированные свойства. Растущий плод или младенец содержат большое число стволовых клеток, поскольку им постоянно требуются все новые и новые клетки. Но стволовые клетки сохраняются и во многих других частях тела уже после того, как человек перестает расти. Ежедневно многие миллионы клеток вашего тела умирают или утрачиваются. По этой причине ваша кожа, мышцы, оболочка кишечника, края роговой оболочки глаза и многие другие ткани вашего тела содержат популяции стволовых клеток.