Генный апгрейд. Почему мы пользуемся устаревшей моделью тела в новой модели мира и как это исправить - Мартин Модер Страница 11

Цель Project Recode – исключить из генома лишние кодоны, чтобы для каждой аминокислоты был доступен только один кодон. В случае с глицином это может означать, что GGC будет выбран в качестве кодона в геноме и другие глицинообразующие кодоны (GGT, GGA и GGG) будут заменены на GGC. После этого можно было бы лишить клетку способности считывать три переписанных кодона, чтобы клетка могла читать глицин только в виде GGC. Таким же образом можно поступить с оставшимися аминокислотами, чтобы человек получил клетку, в которой каждая аминокислота записана при помощи ровно одного кодона.

Я надеюсь, что это не было слишком запутанно. Подводя итог, можно сказать, что генетический код будет сведен к функциональному минимуму. Но какое это имеет отношение к вирусам? Одна из причин, по которой нас настигают эти мучители, заключается в том, что они не могут сами производить протеин. Поэтому тайком проносят свой геном в клетки человеческого организма, чтобы мы могли связать их протеины вместе, формируя новые вирусные частицы. Это работает, потому что все живые существа и даже вирусы используют одни и те же кодоны. Будь то человек, африканская лягушка-бык или вирус герпеса, перед клеточным механизмом синтеза протеина мы все равны. Если генетический материал вируса, использующий несколько кодонов на аминокислоту, попадает в клетки, которые понимают только один кодон на аминокислоту, генетический материал захватчика будет полностью нечитаемым. Не имеет значения, будет ли это безобидный вирус простуды или страшнейший вирус-убийца, которого когда-либо видел свет. Генетическая информация была бы для клеток бессодержательной, и у вирусов не было бы шансов настолько радикально измениться в ходе эволюции, чтобы быть способными что-то с этим поделать. Цель исследователей – произвести клетки в течение следующих 10 лет. И поскольку, кажется, в этот момент все дойдет до точки, когда уже ничто не сможет повлиять на ситуацию, около 200 ученых, участвующих в проекте, размышляют над тем, чтобы наделить клетки устойчивостью к радиации, холоду, раку и механизмам старения.

Как же создавать из подобных клеток людей? В принципе, посредством обычной процедуры клонирования, которая уже довольно хорошо работает с животными. Генетический материал берется из яйцеклетки, которая затем оплодотворяется ядром устойчивой к вирусу клетки. Дальнейшие действия не будут сильно отличаться от обычного искусственного оплодотворения. Хотя на практике нужно было бы принять во внимание несколько дополнительных вещей, которые, впрочем, не являются серьезным препятствием, как нам не без оснований дает понять Джордж Чёрч.

Стоит признать, программа вакцинации, вероятно, является наиболее разумным вариантом защиты людей от вирусных заболеваний. Даже самые радикальные противники прививок вряд ли были бы готовы рассматривать такой вид селекционных детей в качестве альтернативы прививкам. И это несмотря на то, что противники вакцинации имеют большой опыт в принятии нерациональных решений. В настоящее время никто, кажется, всерьез не планирует производить людей таким способом. Но что будет значить чья-либо попытка сделать это? Даст ли кому-нибудь неоспоримое преимущество сертификат устойчивости к вирусам, когда тот ворвется на дискотеку? Могут ли эти люди претендовать на 25 % скидку от территориальной больничной кассы Вены? И будут ли они защищены от злых происков биотеррористов? Было бы вполне возможно создать вирусы, способные их инфицировать, если сделать вирусы таким образом, чтобы они использовали те же кодоны, что и клетки селекционных людей. Защита срабатывала бы только в случае столкновения с вирусами, образованными естественным путем. В этом тоже есть свои преимущества, потому что подобные люди все равно могли бы проходить вирусную генную терапию. В качестве ложки дегтя остается их неспособность производить несколько поколений потомков с людьми, не резистентными к вирусам. Недостатком при поиске партнеров у этих людей было бы то, что они даже не могли бы должным образом насладиться устойчивостью к заболеваниям.

Все живые существа используют одни и те же кодоны.

Переписать код жизни

Полностью переписать код жизни – звучит утопично, но уже в 2013 году из генома кишечной бактерии был удален один кодон с целью наделения его большей устойчивостью к вирусам. Для этого был изменен 321 участок ДНК бактерии, на котором появился этот кодон. Это была непростая задача, однако и она кажется смехотворной, учитывая, как минимум, 400 000 изменений в геноме, необходимых для производства устойчивых к вирусу клеток человека. К этому пока не готовы даже самые острые генетические ножницы в мире. Но, возможно, в этом нет такой уж необходимости. Если бы вам пришлось редактировать сочинение и изменять каждое второе слово, вы бы, наверное, предпочли написать текст заново. У генетиков – та же ситуация. Вместо того чтобы пытаться изменить ДНК на сотнях тысяч участков, они предпочитают генерировать совершенно новый геном. Замысел, известный как «полный синтез генома», является одной из самых амбициозных целей синтетической биологии.

Хотя до сих пор никому не удалось воссоздать человеческий геном из его основных строительных компонентов, мы все же приближаемся к этой цели широкими шагами.

Небольшой геном уже был создан. В 2008 году исследователи сформировали геном бактерии M. genitalium. Если вы внимательно прочитали название, вы уже догадываетесь, что речь идет не о какой-то там бактерии. M.genitalium любит уютно устроиться в половых трактах человека и одарить его чудесно зудящим воспалением мочеиспускательного канала. Тот факт, что исследователи выбрали геном именно венерического заболевания, не имеет ничего общего с сексуальной фрустрацией: дело в том, что M.genitalium обладает наименьшим известным геномом из всех организмов, способных самостоятельно размножаться. Два года спустя этой исследовательской группе удалось поместить полностью искусственно созданный бактериальный геном в клеточную оболочку без ДНК, которая затем начала размножаться и вести себя так, как и свойственно бактериям.

В настоящее время достигнут значительный прогресс в полном синтезе генома более сложных организмов, таких как, например, дрожжи, которые на молекулярно-биологическом уровне гораздо ближе к клеткам человека, чем бактерии. Как только мы сможем полностью воссоздать геном человека, перестанет иметь значение, требуется ли для воздействия на свойство одно изменение генома или сотни тысяч.

Что вообще означает «оптимизировать»?

На данный момент исследования возможных генетических изменений в основном направлены на борьбу с неизлечимыми наследственными заболеваниями. Но даже при этом неочевидно, что можно постоянно говорить об оптимизации. Давайте снова возьмем Джорджа Чёрча в качестве примера. Бородатый мужчина – один из самых дальновидных генетиков нашего времени. В дополнение к полномасштабному синтезу генома он работает