В интернете кто-то неправ! Научные исследования спорных вопросов

Но вот если генетически изменилась та самая клетка, из которой получится потомство, – это совсем другое дело. Приобретенные признаки наследуются, когда генные инженеры используют способность растений к вегетативному размножению и выращивают целый организм из модифицированной ими клетки корня. А в природе приобретенные признаки сплошь и рядом наследуются у одноклеточных существ. Все, что повлияло на геном бактерии, передается ее потомкам. Благодаря этому она может позволить себе завести самый настоящий приобретенный иммунитет, что едва ли имело бы смысл без его передачи по наследству (много ли вирусов успеет встретить бактерия за 20 минут своей жизни от деления до деления?).

Когда бактерия все-таки встречается с атакующим ее вирусом, она берет из его ДНК кусочек и встраивает в свой собственный геном – на память. Не куда попало, а между определенными генетическими последовательностями, которые называются CRISPR.

Затем этот кусочек ДНК вируса используется как фоторобот. Бактерия строит по нему РНК-зонд, который плавает по ее клетке и ищет другие такие же фрагменты вирусной ДНК. Как только находит – в дело вступает белок-ножницы Cas₉, разрезающий нежелательную ДНК и таким образом блокирующий дальнейшее размножение вирусов.

Что означало открытие этой системы для генных инженеров? Счастье, радость и торжество. У них появился комплекс из РНК-зонда и белка Cas₉, способный узнавать конкретные нуклеотидные последовательности, и разрезать их в определенной точке, и делать это прямо в живой клетке. Что будет, если такую систему запустить в клетку высшего организма, настроив на распознавание его генов? Сам комплекс CRISPR/Cas₉ просто разрежет обе цепи ДНК, и всё. Казалось бы, ничего хорошего.

Но дальше в игру вступают наши собственные механизмы починки генов. Чтобы правильно залатать разрез, они будут сравнивать испорченную ДНК с таким же участком на второй хромосоме (мы получаем хромосомы с одними и теми же генами от папы и от мамы). Если мы разрезали плохую, мутантную версию гена, а на второй хромосоме все в порядке – получается, что клетка сама починит ген, воспользовавшись образцом. Если нам нужно что-то новое – можно подсунуть клетке дополнительный фрагмент ДНК, который она сможет принять за вторую хромосому и использовать как образец.

Это еще не предел возможного. Систему можно настроить таким образом, чтобы клетка не просто починила себе одну хромосому, но и потом использовала ее как образец для починки второй. Исследователи, описавшие этот феномен, назвали его “мутагенная цепная реакция” [18]. Правда, они скорее ломали гены, чем чинили, – в экспериментальных целях, для наглядности.

У дрозофил есть ген yellow. Он так называется потому, что при его мутациях мушка перестает вырабатывать пигмент меланин и становится желтой. Он находится на X-хромосоме, а определение пола у мух такое же, как у нас. То есть классические законы наследования предполагают, что если скрестить желтых мух с обычными, коричнево-полосатыми, то все дочери в первом поколении будут коричнево-полосатыми, потому что по крайней мере от одного из родителей они получат нормальную Х-хромосому.

Обычно так и есть. Но весной 2015 года биологи Валентино Ганц и Итан Бьер добились того, чтобы измененная хромосома (“желтая”) передавала свою мутацию другой хромосоме в той же клетке (“коричневой”). В результате при скрещивании желтых мух с коричневыми среди родившихся девочек 243 были полностью желтыми (еще 11 обладали мозаичной окраской, и 6 все-таки были коричневыми, потому что система не сработала).

Это вопиющее нарушение законов Менделя было достигнуто с помощью системы CRISPR/Cas₉. Гены, которые кодируют саму эту систему, исследователи встроили прямо внутрь гена yellow. Получилось так: когда в одной клетке оказывается хромосома с измененным yellow и хромосома с обычным yellow, то первая синтезирует систему CRISPR/Cas₉, чтобы перестроить вторую по своему образу и подобию. И если, скажем, скрестить обладателя таких измененных yellow с обладателем обычных, то детишки получатся с измененными yellow. Во всех хромосомах.

Этот метод – мутагенная цепная реакция – обладает огромным потенциалом. Он позволяет быстро и эффективно – несопоставимо эффективнее, чем при селекции, – избавляться от нежелательных генов. Например, от генов, вызывающих какие-нибудь тяжелые болезни. Например, у человека.