Вокруг Света 2006 №10

Наследственность на заказ

Сходство представителей одного биологического вида между собой объясняется тем, что все они имеют уникальный набор генов, которые определяют врожденные свойства организма: разрез глаз и цвет кожи, количество зубов, тип корневой системы и даже звуки брачной песни. Абсолютно все клетки несут этот набор, вот только участки заложенной информации в них используются разные. Поэтому-то клетки кожи и отличаются от клеток желудка не только внешне, но и функционально.

Этот набор записан в виде последовательности молекул — нуклеотидов, играющих роль букв генетического текста, полная версия которого называется геномом. Этих букв всего четыре, и они едины для всех без исключения живых существ. Вопрос только в их количестве и последовательности. К примеру, человеческий геном состоит примерно из трех миллиардов букв, которые складываются в слова — гены. До недавнего времени ученые полагали, что он содержит до 140 000 таких сочетаний. Сегодня, после полной расшифровки, выяснилось: «значимых слов» (то есть генов, реально «отвечающих» за какие-либо белки) у нас всего 20—25 тысяч — практически столько же, сколько у той же мыши.

Итак, гены разных видов — это просто разные тексты на одном и том же языке. Если ген одного организма вдруг попадет внутрь чужой клетки, то ее аппарат легко считает с него никогда прежде не виданный белок. Например, пораженная бактериофагом клетка кишечной палочки усердно штампует литические ферменты, которые вскоре растворят ее мембрану и превратят буквально в «мокрое место».

Генетическая рулетка

Как только подтвердилась вышеописанная «лингвистическая» идентичность, у генетиков появилась возможность поиграть в творцов природы, создающих новые виды, изменяя коды уже существующих. Для этого достаточно вырезать ген из одного организма и перенести его внутрь другого, в одну из хромосом какой-либо его клетки. Обыкновенный помидор с геном североамериканской морской камбалы окажется морозоустойчив, а королевские лилии с геном пахучей железы скунса станут источать невообразимое зловоние.

Впрочем, конечно, между простой теорией и практическим воплощением ее лежит огромная пропасть. На самом деле задачка эта повышенной сложности. Ведь каждая «буква» генетического текста состоит всего из нескольких атомов. Объект такого размера нельзя увидеть ни под каким оптическим микроскопом. Он намного короче световой волны. А надо сделать так, чтобы он попал в нужное время в «считывающее устройство» (ведь клетка до сих пор не вполне понятным для ученых образом сама выбирает себе гены для считывания в каждый данный момент)! На одно лишь выстраивание алгоритма, позволяющего хотя бы подступиться к этому «конструктору», у молекулярной биологии ушло почти двадцать лет…

Эндонуклеазы рестрикционные способны разрезать чужеродную молекулу ДНК в определенных участках. В генной инженерии они нужны для удаления группы нуклеотидов из генома одного организма или встраивания их в чужую ДНК

Создание трансгенного организма происходит в несколько этапов. Для начала нужно с совершенной точностью определить «донорский» ген, который заставит новый организм выполнять несвойственные ему до момента «операции» функции. Скажем, нас интересует синтез какого-нибудь вещества. Если это белок — нужно выделить и очистить его самого. Если же это сравнительно простое вещество (скажем, глутамат, придающий супам быстрого приготовления их неповторимый устойчивый вкус) — нужно выделить и очистить фермент, который его образует. Затем следует определить его аминокислотную последовательность, «вычислить» по ней последовательность нуклеотидов в соответствующем гене (это опять-таки непросто: одну аминокислоту могут кодировать несколько сочетаний нуклеотидов) и, наконец, найти нужный ген. Теперь его надо вырезать и встроить в другую молекулу ДНК, способную обеспечить жизнеспособность «переселенца» в чужеродном окружении. При положительном результате подобных манипуляций в клетке начинает синтезироваться новый белок, что и приводит к появлению у организма новых свойств. Вот, собственно, и все основы генной инженерии.

Впрочем, множество генов было идентифицировано еще до возникновения трансгеники. И за 30 с лишним лет научных и практических изысканий поиск соответствия между интересующим разработчика продуктом и ответственным за него геном значительно упростился. Задачу расшифровки нуклеотидной последовательности нужного гена, за решение которой в 70-е годы давали нобелевские премии, сегодня выполняет машина — автоматический секвенатор. За один рабочий день он может расшифровать до 800 тысяч молекул ДНК.

Основные вехи истории генной инженерии

1944 — Эйвери, Мак-Леод и МакКарти показали, что «вещество наследственности» — это ДНК

1953 — Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик определили структуру молекулы ДНК — двойную спираль

1961—1966 — расшифрован генетический код — принцип записи в ДНК и РНК последовательности аминокислот в белках

1970 — выделена первая рестриктаза

1973 — Гобинд Корана синтезировал полноразмерный ген; Герберт Бойер и Стэнли Коэн предложили стратегию создания рекомбинантных ДНК

1976—1977 — разработаны методы определения нуклеотидных последовательностей (секвенирования) любых ДНК

1978 — фирма Genentech выпустила рекомбинантный инсулин, производимый человеческим геном, введенным в бактериальную клетку

1980 — Верховный суд США вынес вердикт о законности патентования трансгенных микроорганизмов

1981 — поступили в продажу автоматические синтезаторы ДНК 1982 — в США впервые поданы заявки на проведение полевых испытаний трансгенных организмов; в Европе разрешена первая вакцина для животных, полученная методами генной инженерии

1983 — для трансформации растений применены гибридные Ti-плазмиды; компания Monsanto начала создание трансгенных растений

1985—1988 — разработан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР)

1988 — в США утвержден план испытаний генной терапии с использованием человеческих клеток; официально начаты работы над всемирным проектом «Геном человека»

1994 — получено первое разрешение на возделывание трансгенного растения (помидора сорта FlavrSavr)

1996 — началось массовое выращивание трансгенных растений

1998 — Европейский союз ввел мораторий на регистрацию новых ГМ-культур, действовавший до 2002 года

2000 — принят Картахенский протокол по биобезопасности (вступил в силу в 2003 году), установивший наиболее общие международные нормы обращения с трансгенными организмами

2003 — опубликована предварительная генетическая карта человека, что ознаменовало формальное завершение проекта «Геном человека». Были секвенированы фрагменты генома, содержащие 99% генов человека

2006 — ученые, работающие над расшифровкой генома человека, опубликовали полную генетическую карту хромосомы 1, которая была последней из не полностью секвенированных хромосом

Игрушки и инструменты

Сегодня в разных лабораториях мира «собрано» уже огромное количество генетически модифицированных организмов (ГМО) с самыми разными признаками. Некоторые из них выглядят просто живыми курьезами, шуткой экспериментатора. Скажем, если светящиеся орхидеи сингапурца Чья Тет Фатта привлекают внимание своей красотой (правда, в основном на фотографиях — увидеть их свечение простым глазом почти невозможно), то трансгенные поросята американского профессора Рэнди Пратера со светящимися же пятачками и копытцами откровенно смешны — хотя и те, и другие создавались во вполне практических целях: блеск маркировал те ткани, где работал пересаженный участок ДНК. Примерно из таких же соображений были «выведены» зеленые мыши и обезьянки, картошка «полей меня!», начинающая сверкать при нехватке влаги и в иных стрессовых для растения ситуациях, а также многие другие странные организмы. Кажется, только флуоресцирующая зеленым светом крольчиха Альба была «придумана» бразильским художником Эдуарду Кацем как чисто художественное произведение. Все остальные служат инструментами для добычи новых знаний. Они помогают ученым понять, как организм управляет генами и как сам ген узнает, когда ему начинать и когда прекращать работу.

Разумеется, для того, чтобы стать средством научного поиска, ГМ-организму не обязательно светиться. Более того, самый мощный вклад в исследования последних лет внесли существа, отличающиеся от нормальных сородичей не лишними, а, наоборот, недостающими генами. Технологии генной инженерии позволяют не только пересадить зародышу чужой ген, но и избирательно вырезать или лишить активности его собственный, причем вполне определенный. Такие животные получили название «нокаутных». Понятно, что метод «нокаутирования» позволяет прямо выяснять функции выбитой «детали», ее роль в тех или иных физиологических процессах. Особенным успехом у современных экспериментаторов пользуются «нокаутные» мыши, сыгравшие в функциональной генетике примерно ту же роль, что мушки-дрозофилы в генетике классической. Из всех быстро размножающихся и хорошо изученных животных мышь ближе всего к человеку: подавляющее большинство наших генов есть и у нее. Так вот, «нокаутные» мыши позволили нащупать молекулярные механизмы огромного числа нормальных и патологических процессов — от запоминания и поведения до канцерогенеза и старения. Последовательные «отключения» одного гена за другим позволили ученым поставить вопрос о «минимальном геноме»: каков критический набор генов, позволяющий тому или иному существу жить и выполнять свои функции?

Некоторые специалисты, правда, критиковали исследования на «нокаутных» животных, справедливо напоминая, что организм — система гибкая. Развиваясь без «штатного» гена, он может обеспечить необходимые ему функции другими путями, а мы, наблюдая результат, сочтем, что данный ген для данной функции не нужен. Ответом на эти замечания стало усовершенствование техники «нокаутирования»: теперь она позволяет выключать исследуемый участок молекулы ДНК уже у взрослого организма, причем временно или только в определенных тканях. Впрочем, такие организмы, строго говоря, уже нельзя назвать трансгенными.

Для создания нового сорта или вида с заданными качествами генетики обрабатывают, анализируют и обобщают огромное количество данных исходного материала

Курсы кройки и шитья

«Ножницами», разрезающими нить ДНК по строго определенному сочетанию букв-нуклеотидов, служат обычно специальные ферменты-рестриктазы. Среди нарезанных ими кусочков есть и такие, которые содержат нужный ген целиком, причем если и будут в тексте лишние буквы, их можно убрать экзонуклеазами — ферментами, откусывающими по одному нуклеотиду с конца нити ДНК. Но хотя этот метод выкраивания гена сам по себе достаточно удобен, в последнее время чаще применяют способ копирования нужного участка, который называется полимеразной цепной реакцией. Достаточно маленького кусочка ДНК, соответствующего началу искомого гена, чтобы фермент полимеразы нашел и снял копию с гена, начинающегося этим фрагментом. После того как копия будет готова, полимеразы примутся снимать дальнейшие «оттиски» и с нее, и с участка, послужившего для нее образцом. Работа продолжится до тех пор, пока не исчерпается запас свободных нуклеотидов. Это выглядит примерно так, как если бы в томике стихов «рассыпали» в беспорядке печатные буквы, а также клочок бумаги с единственной строкой — и через короткое время получили бы несколько сот экземпляров полного текста стихотворения. Чтобы доставить нужный ген внутрь чужой клетки, обычно используют природных переносчиков генетической информации — вирусы и плазмиды. Последние представляют собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, существующие в бактериальных клетках отдельно от основного генома. Они могут проникать из одной клетки в другую и служат бактериям чем-то вроде почтовых голубей, позволяя им передавать друг другу полезные признаки. Особенно удобны так называемые Ti-плазмиды, получаемые из микроорганизма агробактерии Agrobacterium tumifaciens, поражающей стебли и листья некоторых растений. Для биологов агрессивная активность Ti-плазмид особенно ценна именно тем, что они умеют не просто доставлять нужные гены в растительную клетку, но и встраивать их внутрь ее родных хромосом, вследствие чего клетки реципиента начинают бурно делиться, превращаясь в разрастание рыхлой ткани, а также вырабатывать вещества, которыми и питаются агробактерии (для прочих почвенных микроорганизмов они несъедобны). Однако вирусы и плазмиды почти никогда не применяются в биотехнологии в своем натуральном виде. Перед использованием из них вырезается все лишнее, оставляются только гены, обеспечивающие доставку «груза» по назначению. Такие искусственные конструкции биотехнологи называют векторами. Однако мало перенести нужный ген в другую клетку — надо еще, чтобы он там начал действовать. Как известно, в каждой клетке каждого организма работают лишь те гены, продукт которых необходим в данный момент. Эти функции выполняют так называемые промоторы — участки ДНК, которые ферменты клетки воспринимают как команду начать считывание. Открывая и закрывая их промоторы для считывающих ферментов, клетка регулирует активность генов. Однако у вирусов и Tiплазмид есть свои промоторы, которые не подчиняются клеточным регуляторам и всегда открыты для ферментов, заставляя клетку считывать целый ряд примыкающих к нему генов. Закладка «письма» в «конверт» происходит так: вектор, представляющий кольцевую молекулу ДНК, разрезают в нужном месте рестриктазами, приводят в контакт с копией выделенного гена и добавляют сшивающий фермент — лигазу, которая соединяет ген и вектор снова в колечко. После чего остается внедрить полученную рекомбинантную ДНК в клетку-мишень. Как мы уже знаем, векторы делают это сами, но им можно помочь, повысив проницаемость клеточной мембраны с помощью некоторых солей или электрического тока. Надо сказать, что ни одна операция не имеет стопроцентного выхода, и в итоге далеко не все клетки-мишени получают донорский ген. Поэтому следующий этап работы — выявление трансгенных клеток, которые нужно отделить от неизмененных. Для этого в вектор вместе с нужным геном встраивают ген устойчивости к какому-нибудь антибиотику. Затем происходит естественный отбор. Клетки высевают на питательную среду, содержащую этот антибиотик, и те, в которые вектор не внедрился или в которых он не работает, погибнут, и останутся только трансгенные. Если объектом были микроорганизмы, то задача выполнена: создана популяция трансгенных клеток. С растениями сложнее: из культуры клеток надо еще вырастить целостный организм. Наибольшую сложность представляют опыты с животными, ведь у них генной модификации приходится подвергать оплодотворенные яйцеклетки, более того, если речь идет о млекопитающих, их надо еще имплантировать суррогатной матери. Именно поэтому и трансгенных животных немного. А до массового разведения, в отличие от растений и микроорганизмов, пока не дошло ни одно. Это все единичные экземпляры.

И в поле, и в аптеке

Уже в 1992 году ГМ-организмы вышли «на широкий оперативный простор»: в Китае началось выращивание трансгенного табака, устойчивого к вредителям. С 1996 года публикуется мировая статистика по трансгенным сельскохозяйственным культурам. В 2004 году общая площадь, которую они занимают на полях планеты, превысила 80 миллионов га. Общее число таких сортов исчисляется сотнями, к промышленному «применению» разрешены десятки. ГМ-кукуруза, ГМ-рапс и ГМ-хлопчатник захватили значительную долю рынка соответствующих культур. Но рекорд принадлежит сое: из каждых трех ее бобов, поступающих в продажу, два — измененные человеком.

Успехи могли бы быть и значительнее, если б трансгенные культуры не «наткнулись» во многих странах на яростные протесты. В 1998 году страны Евросоюза даже ввели мораторий на регистрацию новых ГМО (хотя все это время в Германии и Испании продолжали сеять ранее зарегистрированные сорта). Четыре года спустя на смену этому запрету пришли исключительно строгие и подробные правила обращения с «рукотворными» культурами и продуктами из них. Прописанные в этом документе меры безопасности мало отличаются от тех, что соблюдаются при работе с возбудителями чумы или сибирской язвы. Впрочем, швейцарцев, например, не удовлетворили даже такие строгости: в ноябре прошлого года 58% граждан альпийской конфедерации проголосовали на общенациональном референдуме за пятилетний запрет на выращивание чего-либо, генетически модифицированного.

Почему потребители против? Сказать трудно. С тех пор как ГМ-сорта начали выращивать в промышленных масштабах, продукты из них ели и едят миллионы людей и бессчетное число животных. И за все эти годы не зафиксировано ни одного свидетельства тому, что «творческая» научная процедура несет вред или опасность. Напротив, согласно опубликованному в 2004 году докладу Союза немецких академий наук и Гуманитарной комиссии по зеленым биотехнологиям, содержание токсичных и аллергенных веществ в продуктах из ГМ-растений оказалось ниже, чем в аналогичных традиционных, за счет более жесткого контроля и меньшей концентрации паразитических грибков. Развеялись и страхи, связанные с широким применением ГМО, — перед вытеснением трансгенными растениями диких форм, перед нестабильностью «подсаженных» генов и их бесконтрольным распространением... Тем не менее общество (особенно европейское) сохраняет предубеждение против сверхновых культур.

Тайваньские ученые вывели зеленого поросенка, внедрив флуоресцентный ген в эмбрион. Это необычное животное «покрашено» насквозь. У него зеленые все внутренние органы, включая сердце

Возможно, дело в общем росте недоверия к науке и ее данным? Или в том, что все «передовые» свойства ГМ-растений важны, пока что лишь для производителей и переработчиков (устойчивость к засухе, морозам, вредителям, долгая «лежкость» в хранилищах...), а покупателям безразличны? Правда, все крупные биотехнологические компании обещают вот-вот изменить это положение и выпустить на рынок «второе поколение» ГМО, более «интересное» именно для публики. Например, созданный еще шесть лет назад «золотой рис» с высоким содержанием витамина А предназначен для развивающихся стран, где ежегодно полмиллиона детей получают различные нарушения зрения из-за нехватки этого вещества.

При этом злые языки утверждают, что протесты экологически озабоченных организаций стали для европейских политиков лишь удобным предлогом для «защиты» своего рынка от сельскохозяйственных продуктов из США, Австралии и Латинской Америки. Во всяком случае, все нормы и соглашения, ограничивающие промышленное использование ГМО, обязательно содержат оговорку: мол, эти ограничения не касаются фармации — области, в которой Европа никогда не отставала от США и не боится никаких конкурентов. Ведущие фармацевтические компании по обе стороны Атлантики широко используют ГМО для производства пептидных (белковых) препаратов. В самом деле, миллионы людей в мире страдают сахарным диабетом I типа. Чтобы не умереть, они должны несколько раз в сутки вводить себе инсулин. Его выделяли из поджелудочных желез коров и свиней на бойнях, но этого сырья давно уже не хватало, а кроме того, человеческие клетки не всегда «понимали» гормон животных. Сегодня же в развитых странах практически весь инсулин получают из бактерий и дрожжевых клеток, в которые вставлен соответствующий человеческий ген. Такое вещество и лучше, и дешевле, и производиться может в любом количестве. Примерно так же, кстати, обстоят дела с интерфероном и другими, более специальными белковыми препаратами.

В прессе не раз обсуждалась возможность создать на базе ГМО безынъекционные вакцины. Представьте себе: ни детских слез и криков, ни затрат квалифицированного сестринского труда. Съел банан или морковку — и ты уже привит. Правда, энтузиастам «съедобных вакцин» пока не удалось придумать, каким образом трансгенные фрукты или молоко помогут белкам-антигенам избежать переваривания. Зато фармакологи утверждают, что на подходе принципиально новый тип лекарств — «специально сконструированные молекулы» (конечно же, белковые). Их производство непредставимо без ГМО, так что применение генетических технологий в фармацевтике в ближайшие годы станет еще шире.

Чего можно ждать от геномных исследований в ближайшие 40 лет?

Прогноз Фрэнсиса Коллинза, руководителя программы «геном человека» 2010 год

Генетическое тестирование, профилактические меры, снижающие риск заболеваний, и генная терапия до 25 наследственных заболеваний. Медсестры начинают выполнять медико-генетические процедуры. Широко доступна предимплантационная диагностика, яростно обсуждаются ограничения в применении данного метода. В США приняты законы для предотвращения генетической дискриминации и соблюдения конфиденциальности. Не всем доступны практические приложения геномики, особенно в развивающихся странах. 2020 год

На рынке появляются лекарства от диабета, гипертонии и других заболеваний, разработанные на основе геномной информации. Терапия рака, прицельно направленная на свойства раковых клеток. Фармакогеномика становится общепринятым подходом для создания многих лекарств. Изменение способа диагностики психических заболеваний, появление новых способов их лечения, изменение отношения общества к таким заболеваниям. Демонстрация безопасности генотерапии на уровне зародышевых клеток при помощи технологии гомологичной рекомбинации. 2030 год

Определение последовательности нуклеотидов всего генома отдельного индивида станет обычной процедурой, стоимость которой менее 1 000 долларов. Каталогизированы гены, участвующие в процессе старения. Проводятся клинические испытания по увеличению максимальной продолжительности жизни человека. Лабораторные эксперименты на человеческих клетках заменены экспериментами на компьютерных моделях. Активизируются массовые движения противников передовых технологий в США и других странах. 2040 год

Все общепринятые меры здравоохранения основаны на геномике. Доступна эффективная профилактическая медицина с учетом особенностей индивида. Болезни детектируются на ранних стадиях путем молекулярного мониторинга. Замена лекарств продуктами генов, вырабатываемыми организмом при ответе на терапию. Средняя продолжительность жизни достигнет 90 лет благодаря социоэкономическим мерам. Проходят серьезные дебаты о возможности человека контролировать собственную эволюцию. Неравенство в мире сохраняется, создавая напряженность на международном уровне.

Опасное лекарство

Но, если можно, внедрив человеческий ген в бактериальную клетку, заставить ее производить нужное больному вещество, почему бы не вставить этот ген в клетки самого пациента, раз и навсегда избавив его от недуга?

Идея такой «терапии» возникла сразу же, как только перенос генов из одного организма в другой стал возможным практически. Первые клинические испытания (правда, не в медицинских, а в исследовательских целях) прошли еще в 1989 году. А уже через полтора года в Медицинском центре города Бетесда (США) стартовала экспериментальная программа лечения одного из врожденных иммунодефицитов, а именно — редкой болезни, которая исключает развитие у ребенка иммунной системы, обрекая его на смерть от первой подхваченной инфекции. До появления генной терапии ничем нельзя было помочь таким младенцам. Теперь же американские врачи берут их кроветворные клетки, вводят в них исправную копию гена, дефект которого послужил первопричиной недуга, и возвращают «отремонтированные» клетки обратно в организм.

Борьба с иммунодефицитами ярко продемонстрировала миру возможности генной терапии. Однако… уже в 2002 году самая масштабная программа такого рода (французская) была закрыта: у двух из одиннадцати маленьких пациентов обнаружилась лейкемия. Видимо, это не случайное совпадение. Вектор с доставляемыми генами может внедриться в любой участок генома, и у пострадавших детей он оказался соседом гена LMO2, о котором давно известно, что его избыточная активность (которую вполне может обеспечить входящий в состав вектора мощный вирусный промотор) приводит к белокровию. Конечно, вероятность того, что вектор внедрится именно рядом с LMO2 или другим протоонкогеном, мала. Но каждому ребенку ввели примерно миллион «генетически отремонтированных» клеток, а для развития лейкемии может хватить и одного рокового совпадения. Уже после закрытия программы болезнь диагностировали еще у одного ее пациента. Летальные исходы (правда, не связанные с лейкемией) отмечались и в некоторых американских программах.

Удар был тяжелым. «Генная терапия переживает трудные времена», — констатировал в ноябре 2004 года президент Европейского общества по изучению этого метода профессор Бернд Гансбахер. Впрочем, неудачи скомпрометировали применение в медицине вирусных векторов, но не саму идею лечения генами. И сегодня медики рассматривают возможность безвирусной доставки в клетку нужных молекул. В биотехнологии она давно уже используется: например, с помощью липосом (жировых пузырьков-капсул, способных просачиваться сквозь клеточную мембрану) или «генных пушек», из которых ведется прямой обстрел клеток микрочастицами золота с зафиксированными на их поверхности генами. Правда, эти пути свободны как от опасностей, так и от удобств векторного переноса: вероятность встраивания переносимого таким образом гена в хромосому клетки-мишени намного меньше, и нет никаких гарантий, что даже в случае успешного попадания он начнет там работать.

Так или иначе, по словам заведующего лабораторией пренатальной диагностики наследственных и врожденных болезней НИИ акушерства и гинекологии РАМН профессора Владислава Баранова, сегодня в мире одобрено более 600 проектов клинических испытаний генно-терапевтических методик. Близки к выходу в практику методики лечения иммунодефицитов, диабета, заболеваний сосудов, трофических язв, некоторых онкологических заболеваний. По единодушному мнению медицинского сообщества, через 10—15 лет «генетический ремонт» превратится в массовую процедуру.

Первый генно-модифицированный макак резус Энди появился на свет в октябре 2000 года в Орегонском региональном центре изучения приматов

«Улучшитель» человека

Следующий, логически возникающий вопрос: если пересадкой генов можно восстановить физиологическую норму, то нельзя ли тем же путем ее улучшить? Скажем, увеличить рост, изменить пропорции фигуры, купировать склонность к полноте, прибавить, наконец, ума человеку? Говорят, можно. Вот, скажем, биофизик Грегори Сток из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе несколько лет назад торжественно провозгласил: «Начинается новая фаза жизни, в которой мы будем контролировать собственную эволюцию».

Естественно, идея улучшения человеческой породы не нова. В первой половине прошлого века она даже оформилась в особую научную дисциплину, пресловутую евгенику, которая предлагала вести «отбор» людей так же, как домашних животных: тиражировать удачные экземпляры, исключать из размножения неудачные… В большинстве стран дело не пошло дальше теоретических размышлений, но в нацистской Германии не преминули перейти к практике (каждый эсэсовец обязывался иметь детей, больные стерилизовались, и тому подобное). Естественно, после Второй мировой войны о «запятнавшем себя» научном направлении старались не вспоминать.

На самом деле евгенику погубило не увлечение ею нацистов, а простой вопрос: что значит применительно к человеку «улучшение»? Улучшить породу, скажем, коров, значит, сделать так, чтобы они давали больше молока и мяса, лучше отвечали нуждам человека. А чьим нуждам должен отвечать «улучшенный» человек?

Сегодняшние энтузиасты надеются, что генетические манипуляции позволят каждому переделать свое тело так, как это нравится ему самому. Но это не всегда возможно. Например, рост, безусловно, в высокой мере определяется генами (правда, очень многими), но работают они в основном в детском и подростковом возрасте. «Будить» же их (свои или чужие) у взрослого слишком опасно. То же самое касается многих психических способностей: нужные молекулы ДНК активно действуют, пока идет формирование мозга, — с третьей недели внутриутробного развития и примерно до шести лет. Дальше пересаживай их, не пересаживай — ничего уже не изменится. Выходит, если мы и сможем на кого-то воздействовать, так это не на себя, а на своих детей. А скажут ли они нам за это спасибо?

В качестве ответа на этот щекотливый вопрос ученые придумали разного рода дополнительные приспособления, позволяющие обладателю «улучшенного» генотипа в случае чего отказаться от его «услуг». Можно, например, снабдить введенный ген молекулярным «тумблером», активирующим его только при поступлении некоего лекарства. Тогда обладатель гена, став взрослым, получит выбор: принимать это лекарство или отказаться от него, устранив тем самым последствия вмешательства в свой организм. Правда, опять-таки, когда речь идет о генах, работающих в раннем возрасте, это уже мало что меняет: они и так уже пассивны, а изменить возникшие под их влиянием особенности (например, высокий рост) вряд ли получится. Но можно, во всяком случае, не передавать их потомкам — снабдить вставляемую цепочку генов разрывателем, который активируется специфическими ферментами яйцеклеток и сперматозоидов и автоматически вырезает вставленный фрагмент. Такие приспособления уже созданы и испытаны на животных.

Пока ни один из этих человеколюбивых проектов не дошел до реального применения. Зато все активнее идут опыты по выявлению генов с предрасположенностью (или, наоборот, устойчивостью) к тем или иным болезням. «На сегодня уже известно около 1 200 генов, связанных с тем или иным заболеванием, — говорит заведующий лабораторией анализа генома Института общей генетики РАН Николай Янковский. — Идет усиленное «прочесывание» всего генома человека, сопоставление разных вариантов генов с разными заболеваниями. Американские ученые рассчитывают в ближайшие 5—10 лет выявить генетическую основу примерно 10 000 наиболее распространенных недугов. К сожалению, только 5—10% болезней человека, имеющих наследственную основу, определяются работой одного гена. Остальные связаны уже с несколькими генами, и их намного сложнее обнаружить. Скажем, открытый в 2004 году «ген диабета» является причиной сахарного диабета только в 20 процентах случаев. Мутация гена проказы делает его носителя в пять раз более восприимчивым к болезни, но сама по себе ее не вызывает…»

Фундаментальные достижения в генетике поставили человечество перед нравственным выбором — стоит ли ограничить вторжение в геном человека для устранения наследственных заболеваний или можно пойти дальше и «делать» детей по спецзаказу родителей

Красота и здоровье — по вашему желанию

Работы, о которых говорит российский академик, тоже вызывают некоторую тревогу у общества: не станут ли «болезненные» гены причиной дискриминации их обладателя при заключении договора медицинского страхования или приеме на работу? А некоторые критики идут еще дальше. По их мнению, генная инженерия вполне может реализовать извечное желание «сильных мира сего» — легитимировать врожденное превосходство над представителями «низших классов». В самом деле, никто не сомневается, что поиск и исправление генетических дефектов в человеке будут доступны, по крайней мере, на первых порах, лишь весьма состоятельным людям и только в развитых странах. В результате дети богачей станут рождаться гарантированно красивыми и умными, отнимая тем самым у детей бедняков последние шансы пробиться наверх. Наиболее мрачные пророчества живописуют разделение человечества на генетические касты: в зависимости от полученного еще до зачатия набора ДНК каждому младенцу будет на роду написано, кем он станет: рабочим, солдатом, спортсменом или менеджером...

…Вряд ли стоит принимать подобные фантазии всерьез: человеческие гены со всеми их бесчисленными вариантами сформировались задолго до появления профессий и социальных ролей. Связь личных способностей с генами весьма опосредована, и никакой их набор не приговорит человека к определенному занятию (хотя некоторые может исключить! Например, согласитесь, что ген дальтонизма закроет перед своим обладателем карьеру шофера). Что же касается «общих» достоинств, то общество в целом только выиграет, если в определенном социальном слое будут рождаться сплошь здоровые, красивые и умные люди, при том что в других слоях их доля не уменьшится. К тому же, мы знаем, что очень многие методы современной медицины, являющиеся ныне стандартными и широкоиспользуемыми, когда-то были доступны исключительно для богатых.

Скорее, стоит опасаться прямо противоположного: того, что стремление выбрать для будущего ребенка «лучшие гены» приведет к стандартизации человечества и утрате изрядной доли его важнейшего преимущества — генетического разнообразия. Ведь «идеального генотипа» не существует: даже повышенная уязвимость перед тем или иным недугом может оказаться просто генетической платой за какие-то иные плюсы. Известна и статистически доказана связь между гениальностью и склонностью к душевным болезням — над этой загадкой ученые задумались очень давно. Известный советский генетик Владимир Эфроимсон еще в 60-е годы прошлого века выдвинул и довольно убедительно обосновал гипотезу о связи одаренности с предрасположенностью к подагре. В таких случаях за обезвреживание некоторых генетических «мин» их носитель, а вместе с ним и общество могут заплатить утратой редкого дара.

Все это, конечно, не заставит нас отказаться от изучения нашей наследственности и даже вмешательства в нее. Вопрос только в том, какую цену мы заплатим за новые «чудные открытия».

Читайте также на сайте «Вокруг Cвета»:

Великая тайна жизни

Природные каверзы на уровне клетки

Модифицированная трапеза

Мифы о генах

Выключатель для генов

Как живется белым воронам?

Кто быстрее?

Борис Жуков