ДНК. История генетической революции

В 2015 году еще один менеджер по хедж-фондам, переквалифицировавшийся в гендиректора биотехнологической фирмы (по имени Мартин Шкрели), оказался под огнем критики за наглое искусственное взвинчивание цен. Компания Шкрели Turing Pharmaceuticals приобрела фактическую монополию на генетический препарат Daraprim, применявшийся для лечения токсоплазмоза (паразитическая инфекция, часто встречающаяся у больных СПИДом). Когда Шкрели объявил, что планирует повысить цены на препарат на немыслимые 5000 % – с 13,5 до 750 долларов за таблетку (один прием), – его просто демонизировали в бизнес-СМИ, порицали участники президентской гонки, а также коллеги-управленцы из фармакологической индустрии, среди которых, надо сказать, были и такие, кто сам занимался ценообразованием на грани фола. В США, в отличие от других развитых стран, правительство никак не регулирует цены на лекарственные препараты. Компания Gilead, добившись в рекордные сроки одобрения своего препарата Sovaldi от гепатита C, установила в США цену по 1000 долларов за одну таблетку (курс лечения рассчитан на двенадцать недель по одной таблетке в день). В то же время за границей этот препарат продается со скидкой до 99 %. Пациенты, налогоплательщики и организации здравоохранения просто бы взвыли от чека на 84 тысяч долларов за курс лечения, отметив, что себестоимость производства одной таблетки – около одного доллара. Главный директор по медицине в компании Express Scripts назвал такое ценообразование «антиробингудовским».

Впоследствии Мартин Шкрели взялся урегулировать цены на свои препараты, и его позиция вновь привлекла всеобщее внимание к острому вопросу ценообразования на лекарства. По иронии судьбы, последнее слово может остаться за свободным рынком: конкурирующая биотехнологическая компания Imprinis заявила о планах производить аналог Dataprim по цене один доллар за дозу, что скажется на ценообразовании.

С тех пор как рекомбинантные технологии подчинили себе клетки, заставив их продуцировать любые интересные человеку белки, возникает логичный вопрос: а стоит ли вообще ограничиваться только лекарствами? Возьмем, к примеру, паутину. Так называемые каркасные нити, образующие расходящиеся лучи паутины, состоят из исключительно прочных волокон. В пересчете на вес каркасная паутина впятеро прочнее стали. Хотя, казалось бы, всегда можно завести пауков, которые пряли бы достаточное количество паутины сверх собственных нужд, все попытки создания паучьих ферм, к сожалению, провалились: пауки – слишком территориальные животные, выращивать их «скопом» не получается. Однако сегодня уже можно выделить паутинные гены и внедрить их в другие организмы, которые, таким образом, послужат «фабриками паутины». Исследователи из Университета штата Юта вывели трансгенных коз, у которых основной ген паутины встроен в генетические схемы синтеза молока. Как только у козы в возрасте 18 месяцев начинается лактация, при дойке у нее выделяется каркасная паутина, которая затем очищается, как при сыроварении. Эти исследования финансировал Пентагон, планирующий в будущем вооружить солдат «арсеналом Человека-паука». Возможно, когда-нибудь солдаты и смогут облачиться в защитные костюмы из паучьего шелка; такая броня будет во много раз прочнее кевлара.

Еще один захватывающий рубеж биотехнологических исследований связан с доработкой естественных белков. Зачем довольствоваться дарами природы, сформировавшимися под действием некого случайного и сегодня уже нерелевантного эволюционного давления, если при помощи минимального вмешательства можно получить вещество с гораздо более полезными свойствами? Например, берем существующий белок, вносим мельчайшие продуманные изменения в его аминокислотную последовательность. Потенциал такого метода весьма ограничен, поскольку мы не всегда представляем, как повлияет на общие свойства белковой молекулы изменение хотя бы одной аминокислоты.

Вариант решения проблемы нам снова подсказывает сама природа: разработан метод направленной молекулярной эволюции, фактически имитирующий естественный отбор. При естественном отборе новые разновидности генов возникают случайным образом в результате мутаций, а затем отсеиваются в ходе конкуренции с другими вариантами. Успешные (более приспособленные) варианты генов с большей вероятностью будут сохранены и переданы следующему поколению. При направленной молекулярной эволюции этот процесс протекает in vitro. После биохимических манипуляций, позволяющих внести в ген белка случайные мутации, можно опытным путем сымитировать генетическую рекомбинацию и, таким образом, комбинировать мутации, создавая новые последовательности аминокислот. Из полученных в результате экспериментов новых белков система выбирает те, которые лучше всего функционируют в заданных нами экспериментальных условиях. Весь цикл повторяется многократно, причем на каждой итерации срабатывают «успешные» молекулы из предыдущих циклов.