Неестественный отбор. Генная инженерия и человек будущего

Для того чтобы прочитать геном человека, потребовалось более десяти лет, общественность смогла познакомиться с отчетом лишь в 2003 г. Тогдашний президент США Билл Клинтон, представляя проект в 2000 г., не скрывал гордости: «Мы учим язык, который использовал Бог при сотворении мира… Эти новые глубокие знания приближают человечество к новым возможностям лечения [болезней]»[110].

Геном, представленный молекулами ДНК, работает как инструкции для клетки. Все, что делает клетка, а следовательно, все, что делает тело, зафиксировано в ДНК. Клетка без генома словно тело без мозга.

Длинная спиралевидная лестница ДНК выстроена из четырех различных компонентов: аденина, гуанина, цитозина и тимина, которые обозначаются соответственно как A, G, C и T. Они расположены друг напротив друга в длинной цепочке, и генетическая последовательность, которую могут прочитать ученые, выглядит, к примеру, так: GTTTAGGACCCTGATCGA… (в нашей самой длинной хромосоме примерно 249 млн «букв»). Но сами гены найти в этой смеси довольно легко, поскольку у них всегда одна и та же структура. Например, читая книгу, вы без труда находите диалоги, потому что они всегда выделяются тире или кавычками.

Внутри каждой клетки скрыта фантастическая машинерия, предназначенная надзирать за тем, чтобы сам геном оставался неповрежденным и порядок его работы не нарушался. Огромное число различных молекулярных комплексов постоянно патрулируют нити ДНК, чинят возможные прорехи и следят, чтобы гигантские хромосомы всегда имели защиту внутри клетки. Каждый раз, когда происходит деление клетки, геном нужно скопировать, а потом разделить на две новые клетки и проверить, чтобы, скажем, в дочерних клетках не оказалось по три копии 14-й хромосомы, но только по одной 3-й хромосоме. Это отлично оркестрованный процесс, в котором каждый шаг совершенствовался на протяжении всей эволюции с целью сделать его максимально эффективным и беспроблемным. Но, разумеется, ошибки случаются. Иногда при копировании генома отдельные «буквы» выпадают, меняются местами или на их место встают другие «буквы»; иногда некоторые фрагменты копируются несколько раз. Происходят мутации – небольшие ошибки, которые сохраняются и при будущих делениях клетки. Если такое происходит в момент образования яйцеклетки, сперматозоида или эмбриона, это может оказать влияние на весь организм зарождающегося ребенка.

Большинство мутаций, по счастью, довольно безопасны. У генетического кода есть встроенный страховочный механизм, который чаще всего позволяет прочитать последовательность ДНК правильно, даже если в каком-то месте гена оказалась неправильная буква. Мы же можем прочитать слова «поажлуй» или «навреняка», несмотря на ошибки в написании. Однако некоторые мутации попадают в те части генома, в которых они действительно производят определенный эффект, чаще негативный. Они могут заставить клетку умереть немедленно или начать образовывать раковую опухоль. Чаще всего тело справляется даже с такими поврежденными клетками, но иногда это приводит к серьезным проблемам.

Крайне редко мутация изменяет последовательность ДНК в позитивную сторону. Счастливые ошибки случаются весьма нечасто, но в длительной перспективе именно они формируют и нас, и другие биологические виды.

Для примера: около 10 000 лет назад человек, живший на территории современной Турции, приобрел мутацию, благодаря которой смог пить молоко без вреда для желудка, даже будучи взрослым. Впоследствии эта мутация широко распространилась в Европе и на Ближнем Востоке[111].

Генные технологии дают нам надежду и на исправление мутаций, вызывающих проблемы, и на создание новых мутаций с позитивными свойствами.

* * *

Горох Грегора Менделя, структура ДНК и проект «Геном человека» подвели нас к той черте, за которой открылась возможность расшифровать генетический код. Мы можем увидеть, как объединяются геномы наших родителей, наделяя нас именно нашими качествами. Сейчас у нас есть возможность приступить к поиску конкретных генов, которые нас формируют. Кроме того, генетический код универсален для всего живого на земле и написан одними и теми же буквами. Все, что отличает нас от бактерий, деревьев, грибов или шимпанзе, зависит от отдельных случайных мутаций, благодаря которым ветви древа жизни на протяжении миллионов лет растут в разных направлениях. Но теперь ученые способны управлять изменениями с помощью CRISPR и других генных технологий.

Это было первое погружение в сложную «кроличью нору» наших генов. И если вы прочли эту главу, вы понимаете, что мы пока не объяснили старшекласснику, почему глаза у людей бывают не только голубые или карие. Прежде чем ответить, мы должны подумать о том, как с помощью CRISPR и умения читать генетический алфавит можно спасать жизни уже сегодня.

7. Генная терапия среди золотых пагод