Просто геном

Рассмотрим третий пример. Работая независимо от калифорнийских учёных, британская команда исследователей, среди которых был Остин Бёрт, создала такие дрейфы CRISPR, которые распространяют гены, провоцирующие бесплодие у самок комаров. Поскольку признак бесплодия рецессивен, гены должны быстро распространяться по популяции, будет увеличиваться их количество, пока достаточное количество самок не получит две копии, и в этот момент популяция внезапно замрет.

Вот как это работает. Нужно взять комара – к примеру, малярийного – и вставить в его геном эгоистичный ген «голубиной эндонуклеазы» (предварительно ген «дрессируют», чтобы он находил себе «домик» в определенном месте комариного генома, а именно в гене, мутации которого вызывают бесплодие у самок). Вместо того чтобы искоренять малярию путем генетического изменения комаров, чтобы предотвратить перенос ими болезни, эта стратегия представила более грубый инструмент – тот, который убивал бы целые группы, препятствуя размножению. Если он поддерживается в популяциях диких комаров, это может в конечном итоге привести к прямому истреблению всего вида комаров.

Это не первый раз, когда учёные обращаются к генной инженерии для сокращения популяций насекомых. Обычная практика, используемая в течение десятилетий, вызывает выброс стерилизованных самцов в окружающую среду, благодаря которой техника практически уничтожила некоторых сельскохозяйственных вредителей через Северную и Центральную Америку. Другой подход, разработанный британской компанией Oxitec, включает в себя вставку летального гена в геном москита, испытания в данной области уже начались в Малайзии, Бразилии и Панаме. Однако эти стратегии по своей сути самоограничены; генетические изменения быстро устраняются естественным отбором, и единственный способ нанести ущерб популяциям комаров – неоднократно создавать и выпускать большие партии модифицированных насекомых.

Ричард Докинз, британский биолог и популяризатор науки, автор книги «Эгоистичный ген»

Генный дрейф CRISPR, напротив, является самоподдерживающимся, потому как очевидно, что путь наследования перехитрил естественный отбор, а модифицированные насекомые размножаются и передают свои дефектные признаки потомству. Именно эта точность и делает генный дрейф такой мощной и одновременно тревожной находкой. Только по предварительным оценкам известно, что если бы плодовой мушке удалось выбраться за стены лаборатории после проведения над ней эксперимента с геном, отвечающим за цвет её тела, в таком случае она бы распространила гены, кодирующие CRISPR, которые изменяют цвет этих насекомых от 20 до 50 процентов всех плодовых мушек в мире.

Ученые, занимающиеся генными исследованиями CRISPR, говорили о необходимости тщательно взвешивать все риски, прежде чем проводить дальнейшие эксперименты, а также обсуждали важность разработки руководящих принципов, которые обеспечат безопасность будущих исследований. Возможно, наиболее очевидной гарантией предотвращения случайного высвобождения генного дрейфа в мир является соблюдение строгих мер предосторожности, например установка надёжных физических барьеров, отделяющих живые организмы от окружающей среды во время проведения экспериментов, а также создание экологических барьеров между местом обитания животного и географическим местоположением лаборатории.

Этан Биер представил свои исследования: показал фотографии локализации экспериментов и объяснил, какие методы применяются для предотвращения случайного выброса тестируемых насекомых в окружающую среду. Но на случай, если эксперимент пойдёт не по плану, учёные предложили множество стратегий, которые теоретически могут инактивировать гены, выходящие из-под контроля. Одним из них является ген, который по существу функционирует как противоядие, перезаписывая любые изменения в геноме.

Даже при самом осторожном экспериментальном подходе и планировании мы не можем предсказать все возможные последующие воздействия на окружающую среду, которые может иметь генный дрейф, равно так же мы не можем полностью исключить возможность выхода генного дрейфа из-под контроля и нарушения хрупкого баланса экосистемы.

Также нет способа гарантировать, что этот невероятно мощный инструмент не попадет в руки людей, которые не испытывают сожаления по поводу использования генных изменений для причинения вреда и которые действительно могут воспользоваться новейшей технологией именно для этой цели. ETC Group, организация, наблюдающая за биотехнологиями, опасается, что генный дрейф – то, что они называют «генной бомбой», – может быть даже милитаризован и использован для нацеливания на человеческий микробиом или основные источники пищи. Но каким бы пугающим ни был генный дрейф, нельзя удерживать его лишь за стенами лаборатории.