Газета Завтра 5 (1209 2017)

Биохимики из США, Франции и Китая создали жизнеспособный микроорганизм (бактерию) с измененным генетическим кодом. Это ведёт к созданию полусинтетических живых систем, которые можно настраивать на выполнение специфических функций — например, обеспечить синтез белков, недоступных в живой природе, или получение новых медицинских препаратов не дорогостоящим химическим способом, но с помощью таких искусственных микроорганизмов.

В чём же состоит уникальность этой новости, если дискуссии и споры по поводу уместности генетически-модифицированных организмов (ГМО) идут уже не первое десятилетие, но шаг за шагом учёные, а теперь и инженеры, создают всё более и более сложные искусственные живые организмы?

Всё дело в том, что нынешняя "синтетическая тварь" создана совсем не из тех "строительных кирпичиков", которые оставила нам в наследство земная живая природа. В состав новой искусственной бактерии, кроме обычных для нашей собственной ДНК частей — азотистых оснований аденина, цитозина, гуанина и тимина, — учёные встроили ещё два кирпичика с зубодробительными химическими названиями, для простоты поименованные X и Y. Введённые внутрь бактерии новые азотистые основания X и Y образовали между собой такую же устойчивую пару внутри двойной цепочки ДНК бактерии, как и обычные основания, после чего соединились со своими биологическими соседями в смежных звеньях ДНК, составив правильную двойную спираль. В итоге такой манипуляции вдобавок к обычным нуклеотидным парам аденин-тимин (А-Т) и гуанин-цитозин (G-T), которые иногда называют биологическими двоичными "0" и "1", в ДНК-цепочке новой бактерии появилась ещё одна биологическая цифра — "2", которой обозначили пару Х-Y.

Надо сказать, что такого рода опыты эта группа учёных проводила с 2004 года и уже встраивала эти и другие ксено-основания (от греческого слова "ксенос" — чужестранец) в бактериальную ДНК. Однако до сих пор полученные синтетические организмы оказывались неспособными к размножению — вся оставшаяся белковая "механика" бактерии рассматривала чужеродные X и Y как биологический "мусор" и ошибки ДНК. В силу этого при копировании ДНК в момент деления бактерия утилизировала такие ксено-основания, и получившиеся новые организмы были уже обычными бактериями, неотличимыми от своих "диких" предков.

В нынешнем же эксперименте учёные пошли сразу на несколько шагов дальше в процессе ухода от "чертежей", по которым эволюция творила жизнь на протяжении, как минимум, четырёх с половиной миллиардов лет. Для того чтобы полученная бактерия-химера смогла размножаться и передавать свой геном потомкам, исследователи отредактировали белковую транспортную систему специально для использования "строительных блоков" X и Y, включив их в нормальную цепь репликации ДНК, работавшую до сих пор с биологическими азотистыми основаниями. Кроме того, чтобы избежать неизбежной утилизации чуждых ксено-оснований Х и Y особыми "охранными" белками внутри бактерии, ученые повлияли на работу системы размножения микроорганизма, научив её разрушать любую альтернативную ДНК, не содержащую нуклеотиды X и Y.

Что сулит людям такое открытие? Ведь, по сути говоря, учёные, пусть и в миниатюре, но создали нечто совершенно отличное от того, что творила природа на протяжении миллиардов лет, выступив современными творцами иной жизни!

Во-первых, безусловно, стоит успокоить скептиков и паникёров: данное открытие отнюдь не означает, что завтра "синтетическая тварь" вырвется из уютной лаборатории и сожрёт всё живое. Пока что записанная в бактериальную ДНК цифра "2" пары X-Y не кодирует никаких полезных (или вредных) белков — она просто показывает, что генетический код можно записывать и размножать с помощью других химических соединений, отличных от нашей "земной" ДНК.

Во-вторых, пока что пара X-Y не даёт никаких особых преимуществ перед нашими привычными A-T и G-C, так как новые химические "строительные кирпичики" ничем особым не отличаются от наших азотистых оснований — новые ксено-основания и "в воде тонут", и "в огне горят". Поэтому "сжечь еретиков" скептики и паникёры всегда успеют.

Однако, как уже было упомянуто вначале, использование иной химии в живых организмах открывает поистине небывалые перспективы. С её помощью можно синтезировать новые белки и лекарства, получать организмы, устойчивые к кислотам, щелочам, леденящему холоду и обжигающему пламени. В перспективе такие "синтетические твари" смогут жить в самых различных условиях — и в сернистых облаках горячей Венеры, и в иссушённых холодных пустынях Марса, и в ледяных океанах далёкого Титана. Достаточно лишь дополнить наш собственный мир из хрупких белков и нежных азотистых оснований новыми химическими соединениями, которые смогут переносить и жар, и холод, и любые невзгоды — при этом будучи не мёртвым металлом, но живой материей. После чего любая точка космоса может стать не менее пригодной для жизни людей, чем нынешнее Средиземноморье.

Но это уже совсем другая история. А пока что гены будущего покорителя космоса дремлют в скромной пробирке земной лаборатории.