Эпоха открытий

Мы взломаем ДНК. Мы откроем это природное хранилище, чтобы исправить ошибки или теоретически добавить новые функции. Сама природа все время так поступает – с помощью вирусов. Вирус – это просто фрагмент ДНК, снабженный рядом защитных слоев, который входит в ядро клетки и переписывает ДНК хозяина, чтобы изменить функции клетки. Наука называет эту новую область генной терапией, и ученые пока делают в ней заметные успехи. Они разработали вирусы, которые могут перепрограммировать наши собственные клетки на создание белка, отсутствие которого вызывает муковисцидоз, преодолеть наследственное заболевание крови, побудив кровяные клетки производить достаточное количество гемоглобина, а также направлять собственные антитела нашего организма на поиск и уничтожение раковых клеток или ВИЧ, – и это лишь немногие из последних лабораторных достижений. В конце 2013 г. на рынок был выпущен первый в мире одобренный препарат генной терапии Glybera. Это вирус, который при введении в кровь пациента, страдающего панкреатитом, инфицирует клетки и перепрограммирует их, заставляя производить недостающий белок, необходимый для расщепления жирных кислот. Генная терапия по-прежнему сталкивается со многими ограничениями – главное среди них то, что она не может переписать ДНК всего нашего организма, только ДНК клеток, которые инфицирует, – но это доказывает, что исправление ошибок ДНК является в принципе выполнимой задачей.

Генная терапия – скромный пример использования новых генетических возможностей человечества. Мы уже способны на гораздо более странные вещи. Ученые скрещивали в чашке Петри виды, которые никогда не сочетались в природе, получая здоровые особи бифало (гибрид коровы и бизона), лигра (гибрид льва и тигра), зебролошади и овцекозы. Они внедряли кошкам отвечающие за флуоресценцию гены медузы, в результате чего кошки начинали светиться в темноте. Они внедряли в один из видов дрожжей гены полыни, и, вместо того чтобы выделять спирт, дрожжи выделяли редкое лекарство против малярии. Мы еще не знаем в полной мере, насколько совместимы ДНК-коды разных видов, но ученые проводят эксперименты в лабораториях по всей планете, чтобы это выяснить. В конце концов, каждое растение, животное или бактерия, с которыми мы соседствуем на Земле, могут внести свой вклад – блоки готового кода, которые генетические программисты смогут объединить для создания химерных организмов, удовлетворяющих человеческие потребности и фантазии.

Следующей важной вехой в этой области, которая называется синтетической биологией, будет разработка с нуля проекта совершенно нового организма. Зачем ограничивать себя существующими в природе базами кодов? Наберите в поисковике «синтез ДНК на заказ», и вы найдете десятки частных лабораторий, предлагающих синтезировать практически любую последовательность ДНК по цене около 20 центов за один символ[20]. После этого в течение двух-четырех недель вам пришлют пробирку с результатом. Обладая такой силой, мы могли бы в один прекрасный день ускорить эволюцию: взять ДНК лошади, воспроизвести с помощью компьютера тысячу лет ее эволюции, синтезировать результат и оплодотворить им живую кобылу. Будет ли родившийся жеребенок, таким образом, на тысячу лет более продвинутым, чем его мать? Или, возможно, мы сможем создавать бактерии, которые поглощают из атмосферы CO₂ и вырабатывают нефть. Отчасти это уже стало реальностью: ученые могут секвенировать полный геном бактерии, внести с помощью компьютера необходимые поправки, синтезировать физическую версию, имплантировать ее в свободное ядро другой бактерии и наблюдать за тем, как эта клетка превращается в искусственный организм [14]. Но они до сих пор используют в качестве отправной точки ДНК уже существующих форм жизни. Исследователи не до конца разобрались, каким образом разные уровни биологической системы контактируют и разрабатывают с нуля свой собственный организм, – пока.