Расшифрованная жизнь

Если говорить о попытках противодействия глобальному потеплению, у нас уже есть длинный список перспективных для изучения организмов. Торфяные болота содержат Methylococcus capsulatus, участвующие в круговороте парникового газа метана. Rhodopseudomonas – это почвенные бактерии, преобразующие углекислый газ в вещества клеток, а газообразный азот в аммиак; они также могут выделять водород. Nitrosomonas europaea и Nostoc punctiforme тоже принимают участие в фиксации азота. Из множества морских микроорганизмов наибольшую роль в трансфере углерода в океанские глубины играют диатомовые водоросли Thalassiosira pseudonana. С помощью всех этих микроорганизмов мы сумеем управлять процессами загрязнения нашей атмосферы.

Но это еще не всё! Давайте пойдем дальше. Возможно ли применить наши сегодняшние знания для проектирования и создания, химическим путем, хромосом новых видов и первых саморазмножающихся искусственных форм жизни – для разработки новых альтернативных источников энергии? Это предложение не может не вызвать беспокойства биофундаменталистов, но является, однако, естественным продолжением тысячелетних усилий человечества по использованию биологических процессов в промышленном производстве. Биотехнология уходит корнями в глубь веков, когда путем сбраживания винограда впервые был получен этиловый спирт, первое биотопливо.

Уже имеются свидетельства, что микроорганизмы могут произвести настоящую революцию в нефтехимической промышленности. DuPont – одна из многих компаний, которые традиционно полагались на недорогую нефть и синтез из нее полимеров, используемых для производства одежды, ковров, различных волокон, канатов и пуленепро биваемых жилетов. Сегодня эта компания находится в авангарде исследований, цель которых – отказ от нефти и использование искусственных бактерий, питающихся углеводами, возобновляемым источником углерода из растений, производящих углеводы из углекислого газа воздуха.

Исследователи компании DuPont, работающие с Genencor в Пало-Альто, уже модифицировали бактерии E. coli для превращения глюкозы в соединение под названием «пропандиол». На заводе в Теннесси используют тонны бактерий для получения из кукурузного сиропа полимера Sorona, применяемого этой компанией в производстве ковров и одежды с грязезащитным покрытием. И это только начало. Что, если бы мы могли создать бактерии для получения различных видов топлива – бутана, пропана и даже октана только из углеводов? А еще лучше, если бы мы создали такие бактерии, которые будут использовать целлюлозу – углеродсодержащий полимер, главную составную часть структуры растений. Такая фантастическая технология совершенно преобразила бы наш мир, ведь ограниченность запасов нефти на Земле приводит к чрезвычайно непропорциональному распределению богатства, что вызывает войны, способствует всеобъемлющему загрязнению природы и приводит к изменению климата, ураганам и засухе.

Идея создать искусственный геном зародилась у меня еще в 1995 году. Впервые в истории секвенировав в TIGR два генома, мы предприняли крупное исследование, чтобы попытаться определить минимальный набор генов, необходимый для жизнедеятельности одной клетки. До создания синтетической хромосомы, содержащей лишь гены, теоретически необходимые для жизни, оставался всего один шаг. Мы надеялись, что понимание самой сути жизни проложит путь к новому уровню управления генетической «архитектурой» организма.

Прежде чем приступить к такому смелому проекту, я поручил провести этическую экспертизу идеи создания генома «с нуля». На это ушло более 18 месяцев. Мы спросили представителей большинства основных религий, что они об этом думают. Хотя наш подход был научно обоснован, он вызвал немало вопросов, начиная от потенциальной технологической опасности (биологического оружия, непредвиденных экологических последствий) до обвинений в попытке подвергнуть сомнению саму концепцию смысла жизни. Однако к моменту завершения этого опроса я уже запустил компанию Celera и начал секвенирование генома человека. Создание искусственного генома пришлось на время отложить.