Ген. Очень личная история

Однако важно признать внутренние, непреодолимые ограничения таких проектов или, в общем случае, попыток предсказания болезней и участи по геномам. Как сетовал один обозреватель, «генетическим толкованиям, вероятно, суждено[1185] [завершиться] деконтекстуализацией этиологических процессов, недооценкой роли среды, разработкой каких-нибудь умопомрачительных медицинских вмешательств при глубокой недоизученности судеб популяций». Но мощь подобных исследований заключается именно в «деконтекстуализации» патологии, ведь именно гены формируют контекст для постижения развития и судьбы. Состояния, зависимые от среды, отфильтровываются, а остаются лишь те, на которые сильно влияют гены. При достаточном размере когорты и достаточной вычислительной мощности можно выявить практически всю прогностическую емкость генома.

Третий проект по своим последствиям, возможно, способен обойти другие. Насколько возможность предсказывать человеческие феномы по геномам ограничивалась несовершенством вычислительных технологий, настолько возможность намеренно изменять человеческие геномы ограничивалась несовершенством биологических технологий. Способы доставки генов с помощью, например, вирусов были неэффективными и ненадежными в лучшем случае и смертельно опасными в худшем; целенаправленное внесение генов в человеческие эмбрионы было практически невозможным.

Но и эти барьеры стали рушиться. Новаторские технологии редактирования геномов позволяют генетикам вносить в человеческую ДНК изменения с удивительной точностью и специфичностью. В принципе, можно целенаправленно поменять всего одну букву ДНК, с огромной вероятностью не затронув оставшиеся три миллиарда (эту технологию можно сравнить с редактирующим устройством, которое сканирует 66 томов «Британской энциклопедии», находит, стирает и заменяет одно-единственное слово, игнорируя все прочие). С 2010-го по 2014-й постдок в моей лаборатории пыталась направленно модифицировать клеточную линию с помощью стандартных вирусных векторов, но особо не преуспела. Перейдя в 2015-м на CRISPR-технологию, она за полгода внесла 14 целенаправленных изменений в 14 человеческих геномов, включая геномы ЭСК, – невообразимое в прошлом достижение. Генетики и генотерапевты по всему миру спешно и с удвоенным рвением изучают возможности изменения человеческого генома – отчасти потому, что новые технологии привели нас к краю бездны. Сочетание методик переноса клеточных ядер, манипуляций со стволовыми клетками, геномного редактирования и эпигенетической модификации сделало теоретически возможным масштабное управление геномом и создание трансгенных людей.

Мы пока не осведомлены о точности и эффективности всех этих методик на практике. Сопряжено ли прицельное внесение мутаций в геном с риском незапланированных изменений в других его частях? Действительно ли какие-то гены легче редактировать, чем другие? Если да, то чем обусловлена особая податливость генов? И не может ли целенаправленное изменение одного гена разрегулировать весь геном? Если некоторые гены действительно представляют собой «рецепты» (по определению Докинза), то изменение одного из них может неожиданным образом сказаться на генной регуляции, спровоцировав целый каскад событий на нижележащих уровнях регуляторных сетей – что-то вроде пресловутого эффекта бабочки[1186]. Если дающие такой эффект гены в геноме распространены, они будут служить фундаментальным ограничением для технологий геномного редактирования. Тогда прерывистый характер генетического материала – дискретность и автономность каждой единицы наследственности – может во многом оказаться иллюзией: гены могут быть взаимосвязаны гораздо сильнее, чем мы думаем. Помните: «Но вначале покажи, что ты можешь отличить делимое от неделимого»?

А теперь представим себе мир, в котором эти технологии уже поставлены на поток. После зачатия ребенка каждый родитель имеет право и возможность исследовать плод с помощью полногеномного секвенирования[1187]. Оно выявляет мутации, вызывающие самые тяжелые нарушения, и при их обнаружении родителям предоставляется возможность прервать беременность на ранних сроках. Или же, в случае ЭКО, можно избирательно имплантировать только «нормальные» зародыши после комплексной преимплантационной генетической диагностики.

Секвенирование генома выявляет и более сложные генетические комбинации, способные формировать предрасположенность к заболеваниям. После рождения ребенку с такой предсказанной склонностью могут предложить подходящие медицинские вмешательства. Например, у ребенка, предрасположенного к генетической форме ожирения, будут отслеживать изменения веса, ему могут назначить альтернативное питание или даже «перепрограммирование» с помощью гормонов, лекарств либо генотерапии в детском возрасте. Ребенок со склонностью к гиперактивности и дефициту внимания может проходить поведенческую терапию или обучаться в приспособленной для таких детей обстановке.