Генный апгрейд. Почему мы пользуемся устаревшей моделью тела в новой модели мира и как это исправить

Такой затруднительной генетическую модификацию делает не техническая сложность процесса надежного манипулирования генами. Большая проблема – наше ограниченное понимание собственного генома. Гены – это не усердно нанизанные рядом друг с другом на нить ДНК функциональные одиночки, как накачанный риталином ботаник на уроках математики. Они больше похожи на класс управляемых гормонами подростков во время большого перерыва, которые создают вид хаотичной толкучки, но при ближайшем рассмотрении становится ясно, с кем они хотят взаимодействовать, а с кем – нет.

В наших клетках царит сложная сеть взаимодействий, в которой многое взаиморегулируется и каждый ген вступает в контакт с большим количеством других компонентов клетки. Чтобы оценить последствия изменения гена, нам нужно научиться лучше понимать этот хаос. Если мы решим вмешаться в геном человека в ближайшее время, речь пойдет не о том, сможем ли мы надежно изменять гены, а о том, что мы действительно хотим изменить.

Что мы хотим оптимизировать?

Сначала плохая новость: независимо от того, насколько отчаянно вы пытаетесь оптимизировать себя путем генетических изменений, витаминных шипучих таблеток или занятием йоги по 16 часов в день, в конечном счете вы все равно умрете. Это может случиться очень быстро, и никто не знает когда. Может быть, хватит и того, что два раза в день вы посмеетесь до полусмерти. Или если в 19 лет неосторожно нанесете крем от морщин, который делает на 20 лет моложе. Финальной трагедии не избежать. Но было бы неплохо начать улучшать свою жизнь, делая ее немного дольше и приятнее, и не позволять Эболе, гепатиту и бешенству испортить вам настроение. Как стал бы хорош мир, если бы все вирусы можно было одним махом обезопасить для людей. Мир, в котором ротавирусы больше не вызывают взрывной диареи, в котором можно выйти из дома без мамочкиного крика «Оденься тепло!», потому что риновирусы больше не вызывают насморк. Мир, где генитальный герпес и ВИЧ больше не являются угрозой и худшее, что вам может подарить половой акт, – это ребенок. Одного этого должно быть достаточно, чтобы отбросить большую часть сомнений относительно селекционных детей.

Больше никаких вирусов

Пара исключительно авторитетных генетиков, включая вышеупомянутого профессора Гарварда Джорджа Чёрча, работают над проектом, благодаря которому вирусы однажды постигнет ужасный конец. Речь идет о создании клеток человека, которые не сможет поразить ни один вирус в мире. Цель этого проекта под названием Project Recode – создание устойчивых против вирусов и рака клеток. Это открытие станет настоящим благословением для биотехнологических предприятий, которым нужны человеческие клетки для производства лекарств. При этом Чёрч не скрывает, что теоретически технологии будут использоваться для создания полностью устойчивых к вирусу людей. Однако, чтобы это работало, нужно радикально переписать большую часть человеческого генома и коренным образом изменить код жизни. Причем таким образом, чтобы вирусы больше не могли использовать наши клетки для производства своего протеина.

Производство белка – одна из главных задач клетки.

Производство протеинов, проще говоря – белка, является одной из фундаментальных задач клеток. Сами протеины состоят из отдельных аминокислот. В каждом случае последовательность из трех букв ДНК определяет, какая аминокислота должна следующей встроиться в протеин. Например, последовательность букв ДНК GCC приводит к образованию аминокислоты валин, AAG образовывает лизин, CGG – аргинин и так далее. Если в ДНК следуют GCC AAG CGG, клетки образуют из этого белок, который начинается с аминокислот валин-глицин-аргинин. Последовательность из трех букв ДНК, которая определяет, какая аминокислота должна быть присоединена, называется кодон.

Всего из четырех букв ДНК (A, T, G, C) можно сформировать 64 разных кодона. Тем не менее для производства протеина наши клетки используют только 20 аминокислот. По этой причине наши клетки могут использовать разные кодоны для большинства аминокислот, каждая из которых ведет к одной и той же аминокислоте. Например, аминокислота глицин записывается не только кодоном GGC, но также и GGT, GGA и GGG. Это не было бы необходимо.

Цель Project Recode – исключить из генома лишние кодоны, чтобы для каждой аминокислоты был доступен только один кодон. В случае с глицином это может означать, что GGC будет выбран в качестве кодона в геноме и другие глицинообразующие кодоны (GGT, GGA и GGG) будут заменены на GGC. После этого можно было бы лишить клетку способности считывать три переписанных кодона, чтобы клетка могла читать глицин только в виде GGC. Таким же образом можно поступить с оставшимися аминокислотами, чтобы человек получил клетку, в которой каждая аминокислота записана при помощи ровно одного кодона.