Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий

Поразительно, но первое исследование в этой области было выполнено практически одновременно с описанной выше работой. Эта история началась в 1973 году, когда тридцатилетний немецкий биолог Рудольф Яниш приехал на стажировку в Принстонский университет (США). Его интересовал вопрос, который не давал покоя ученым на протяжении уже нескольких десятилетий: почему при заражении взрослых мышей различными вирусами развиваются только определенные формы рака? Для проверки некоторых своих предположений Яниш решил заразить вирусом SV40[54] эмбрионы мышей на самой ранней стадии развития и посмотреть, что из этого выйдет и будут ли у выросших особей появляться опухоли. Поэтому он обратился за помощью и руководством к Беатрис Минц, признанному специалисту в области мышиных эмбрионов. После года экспериментов им удалось доказать, что ДНК вируса внедряется в геном эмбриона и передается по наследству. Сам факт внедрения ДНК вируса в геном млекопитающего был открытием. Но я хочу подчеркнуть другое: в сущности, Минц и Яниш получили первое генетически модифицированное животное. Случилось это почти одновременно с получением первой генетически модифицированной бактерии и намного раньше получения первого генетически модифицированного растения.

То, что Яниш внедрил в организм млекопитающего потенциальный онкоген, не имеет никакого значения. Тут дело принципа. Лиха беда начало.

Ученые научились вырезать из ДНК вирусов все вредные гены и вставлять на их место полезные, например здоровые человеческие гены, и с помощью вирусов переносить их в клетки нашего организма. Это, как вы уже догадались, путь к генной терапии. Но об этом – в главе, посвященной адресной доставке лекарств, – “Волшебная Пуля”.

И, наконец, ученые научились создавать вирусы, как говорится, с нуля, из обычных химических веществ[55]. Работы в этой области начались более десяти лет назад, когда техника автоматизированного синтеза олигонуклеотидов и их копирования достигла такого уровня, что появилась возможность собрать “молекулу жизни” – ДНК, из элементарных строительных блоков. Выбор, естественно, пал на вирусы с их самым коротким геномом, расшифрованным к тому же от первой до последней “буквы”. Тон исследованиям задавал Институт Вентера. Его сотрудники синтезировали геном бактериофага ФХ-174 длиной в пять тысяч пар нуклеотидов и ввели его в клетку бактерии. Однако фаг “отказывался” там работать и не запускал сборку новых вирусных частиц.

Результат был обескураживающим. Но, с другой стороны, откуда вообще следует, что синтетическая ДНК будет вести себя точно так же, как природная? Возможно, для ее правильной работы недостаточно точной последовательности нуклеотидов? Ведь у белков, например, последовательность аминокислот задает лишь первичную структуру белка, который становится собственно белком лишь на более высоких стадиях самоорганизации. Впору было вспомнить о “жизненной силе”, без которой, по уверению теологов и даже некоторых “исследователей”, функционирование живых систем невозможно.

Похожая ситуация существовала в химии два века назад. Тогда господствовало убеждение, что органические вещества – продукт жизнедеятельности живых организмов, химики могут заниматься лишь превращениями органических веществ, но синтезировать их из неорганических веществ невозможно. Лишь в 1828 году немецкий химик Фридрих Вёлер (1800–1882) синтезировал органическое вещество мочевину из неорганических сульфата аммония и цианата калия, нанеся первый удар по теории витализма.

Результатам группы Крейга Вентера удалось найти рациональное объяснение: просто в синтез вкралась небольшая ошибка, несколько неправильно поставленных нуклеотидов. После исправления ошибок синтетический геном заработал как надо! Но на этом повороте Вентера обошел Экарт Уиммер из Университета Стони Брук, штат Нью-Йорк. В 2002 году он опубликовал работу по синтезу вируса полиомиелита из органических реактивов. Синтетические вирусные частицы оказались совершенно неотличимы от естественных по всем параметрам – размеру, поведению, заразности. Эта работа принесла Уиммеру приоритет в создании синтетических вирусов и, полагаю, чувство глубокого морального удовлетворения: обставить Крейга Вентера, великого и ужасного, дорогого стоит.