Как редактирование генома изменит мир

Представьте мир, в котором живут сверхлюди: сильные, выносливые, умные и никогда не болеющие. Думаете, что-то из области фильмов Marvel? Отнюдь. Идеальное будущее возможно — надо просто перекроить вашу ДНК.

В Китае родились первые генномодифицированные младенцы. Их зачали искусственно, а донором семени стал носитель ВИЧ. Детей тоже могла поразить страшная болезнь. Однако этого не произошло — местные учёные отключили им ген, отвечающий за ВИЧ, когда плод ещё был в состоянии эмбриона. Медики применили технологию CRISPR — передовой метод изменения ДНК, который сделает вас сильным, здоровым и практически бессмертным.

Если есть деньги. Много денег.

Обывателю разговоры о редактировании генома кажутся чем-то из разряда научной фантастики. Тем не менее биологи давно обсуждают возможности CRISPR — начиная с прошлого века. Изначально эта система была открыта как защитный механизм бактерий от вирусов в конце 1980-х. Затем специалисты разглядели в ней возможность изменять ДНК.

За патент на метод расшифровки генома долго воевали два штатовских вуза: Институт Броуда в Массачусетсе и Калифорнийский институт в Беркли. Компании тратили миллионы на юристов, понимая, что в будущем это изобретение принесёт им баснословную прибыль. В итоге победил Институт Броуда — он и сейчас вливает тонны долларов в продвижение геномных проектов. Работают над модификацией и в России: у нас тоже изучают возможности отключения «нежелательных» генов вроде ВИЧ-инфицирования.

Более того, российские специалисты могли первыми вырастить ГМО-детей, если бы захотели. «Чисто технически наша группа могла бы ещё в феврале 2018 года пересадить эмбрионы, и тогда наш генетически модифицированный ребенок родился бы раньше. Но у нас не было такой цели. Моя команда тоже родит такого ребенка, просто мы идём к этому медленно, многократно проверяя безопасность технологии», — рассказывал генетик Денис Ребриков в интервью Republic. В общем, изменение генома — не фантастика, а реальность, она вот-вот постучится в наши двери. Но опасно ли это? Этично?

Каковы последствия?

Доктор Сэнди Макра, президент биотехнологической компании Sangamo Therapeutics, которая проводит эксперименты по изменению ДНК, так описала этот процесс. «Мы разрезаем вашу ДНК, открываем её, вставляем ген, зашиваем. Он становится частью вашей ДНК и остаётся на всю оставшуюся жизнь».

Система CRISPR работает в три этапа. Первый этап. Происходит запоминание вирусной ДНК. Он заканчивается встраиванием её фрагментов в специальную «библиотеку». Далее транскрипция — синтез РНК на матрице ДНК.

Второй этап. Вторичное попадание в клетку вирусной ДНК и распознавание вирусной ДНК. Происходит «сканирование» вирусной ДНК и фермент вносит двуцепочечный разрыв в вирусную ДНК.

Третий этап. Заключается он в негомологичном сшивании концов — это значит, что концы разрыва сшиваются «как попало», зачастую с внесением мутаций. Именно эти мутации и вызывают «выключение» вирусной генетической машины.

В 2017 году Брайан Мэдью, 44-летний повар, перенёс операцию по редактированию ДНК. Брайан страдал от синдрома Хантера — наследственного заболевания обмена веществ, порождающего многочисленные патологии органов. Эта болезнь встречается чаще у мальчиков, а вызывает её генетическая мутация. От тяжелых форм синдрома Хантера умирают в подростковом возрасте. Мэдью посчастливилось выжить — но и он перенёс 26 операций и имел проблемы со слухом, зрением, дыхательными путями, желчным пузырём и костями. Редактирование ДНК не восполнило ущерб, нанесённый недугом. Зато остановило его прогресс и избавило мужчину от ежедневных инъекций дорогостоящих препаратов.

Правда, сегодня подобная операция не панацея, а скорее лотерея: учёные играют с матерью-природой, и полностью взвесить все риски нельзя. Последствия, которые может вызвать редактирование генома, непоправимы. «Когда мы многократно убедимся, что технология геномного редактирования достаточно точна для “боевого” применения, мы сможем использовать её в медицинских целях», — уточняет Денис Ребриков. При этом случай Мэдью пока что исключителен. Sangamo Therapeutics продолжает исследования.

В перспективе с помощью метода CRISPR можно лечить и другие генетические заболевания — гемофилию, лейкемию, муковисцидоз.

Ещё одна проблема: редактирование способно спровоцировать нежелательное поведение других генов. Например, пациентам вставляли инородный фрагмент, и после этого у них развивался лейкоз, — вмешательство в родную ДНК активировало раковый ген.

При этом вмешательство в геном — ещё и этически спорная процедура. Приведёт ли CRISPR к социальному расколу? В ноябре 2017 года патриарх Кирилл открывал XXI Всемирный русский народный собор. Там он высказался и о развитии медицинских технологий. Слова патриарха приводит ТАСС:

Слышатся голоса, что современные технологии способны создавать искусственный интеллект и искусственные органы, что скоро удастся так модернизировать наш разум и тело, что возникнут новые существа. Вера в технологии сегодня — то же, чем была вера в прогресс, это своеобразная квазирелигия. Серьёзным вызовом видится бурное развитие медицинских и генетических технологий. Футурологи уже предсказывают скорое расслоение человечества на две расы. Одним предрекается величие сверхлюдей, а другим — судьба подчиненных. Патриарх Московский и всея Руси Кирилл

При этом патриарх отметил, что передовые биотехнологии сами по себе не зло, если они «доступны не только богатым представителям общества». Однако нельзя исключать, что консервативные граждане могут расслышать в словах главы РПЦ лишь побуждение к запрету.

Западное общество пока тоже настороженно относится к прорывной технологии. Например, ведущие научные журналы Science и Nature по этическим соображениям не стали публиковать исследование китайских учёных из университета Сунь Ятсена в Гуанчжоу. Китайцы первые в мире модифицировали ДНК эмбрионов, что запрещено делать в США и ряде западных стран. Спорят о моральности и в Европе. Однако Станислав Бушев считает, что эти ограничения — временные.

Незадолго до смерти Стивен Хокинг высказал опасение: в будущем миром будут править сверхлюди с феноменальной памятью и интеллектом, устойчивые к болезням, сильные и выносливые. Физик считал, что простой народ не сможет с ними конкурировать и буквально станет вторым сортом.

Не исключено, что технологиям вроде CRISPR под силу расколоть общество на касты. Ведь такую процедуру сможет позволить себе лишь элита социума. Даже сейчас малышу из бедной семьи сложно конкурировать с ребёнком из богатой — слишком разные стартовые условия.

Что будет, когда люди при деньгах станут в прямом смысле умнее, здоровее и красивее?

Эксперты уверяют: сдвиг произойдёт, однако есть шанс избежать социального напряжения. Например, по мнению Евгения Быкова, генные изменения откроются для всех, просто они будут разного качества.

Станислав Бушуев иного мнения. Он полагает, что «неравенство возникнет, как это происходит всегда при всяком значительном переделе мира». Более того, по словам философа биологии, изменится само представление о неравенстве. «Плоские антиутопии рисуют омолодившихся и поумневших бессмертных богачей, воспроизводя нынешнее неравенство. Тогда как — это важно — речь в принципе идёт о проведении новых линий равенства и неравенства на карте нашей реальности», — объясняет Бушев.

При этом появятся неожиданные способы монетизации ДНК-редактирования. Как насчёт того, чтобы дёшево поставить «отключку», скажем низкого роста, но потом каждый год продлевать лицензию? Расцветёт и новый бизнес — изменение генома в домашних условиях.

Учёный-трансгуманист предрекает и скорое появление «биосубкультур». Людей будет объединять не только профессия или интересы, но и категория апгрейдов в их теле. Воображение рисует картины из Deus Ex, и примерно так оно и будет, утверждает Евгений Быков.

В конечном счёте человек стремится к одному — стать бессмертным. Генетик Джордж Чёрч заявил, что в будущем возможно создание клеток, неуязвимых к действию практически всех известных вирусов. По его мнению, люди станут невосприимчивы к радиационному излучению, старению, холоду, исчезнет рак и другие болезни. Чёрч предсказывает, что это станет доступно уже через десять лет. Более того, биолог уверен: старость — это недуг, с которым тоже можно бороться.

Однако научное сообщество иного мнения — «состаривания» нет в Международной классификации болезней. А значит — запрещено и тестировать препараты «от старости». Может, ДНК-инженерия это исправит?

Так что бессмертие нам пока не грозит — в лучшем случае мы будем дольше жить. Зато вмешательство в геном приведёт к новым стандартам человечества, позволит быстрее думать и меньше болеть. Если на это найдутся деньги, конечно же.

Необычные изобретения генной инженерии:

Ученые-биологи, работающие в области синтетической биологии, изобрели новейший способ лечения заболеваний. Они создали взрывающиеся бактерии: клетка кишечной палочки при контакте с определенными патогенными клетками будет взрываться, убивая как патоген, так и себя.

Южнокорейские ученые в области генной инженерии применили свойство предметов светиться в темноте. Они создали флуоресцентных трансгенных щенков, которые использовались в качестве образцов-имитаторов человеческих болезней. При клонировании ученые использовали методики, которые могут в будущем применяться для разработки лекарств от человеческих болезней.

Ученые из США разработали метод борьбы с распространением малярии и лихорадки денге. Они модифицировали трансгенных комаров, которые живут дольше и являются устойчивыми к малярии.

На данный момент ученые модифицируют не только животных. Так, доктор Джейн Медфорд разрабатывает растения-миноискатели. Такие растения становятся белыми при контакте со взрывчаткой и природными загрязнителями.

Еще одним достижением генной инженерии является паук-шелкопряд. Ученые совместили гены шелкопряда с генами паука, чтобы получить паучий шелк, который даже в натянутом состоянии является крепче стали.

Необычную биометрическую конструкцию создал гарвардский биофизик Кит Паркер. Он совместил мышечные клетки крысы и упругую гелеобразную основу для создания искусственной медузы. «Медузоид», помещенный в аквариум с двумя электродами, сократил мышечные клетки и поплыл вперед. Это исследование имеет большое значение для биологии и разрабатывает методическую базу для создания в будущем искусственных органов для человека.

Внеклеточный матрикс сможет помочь людям регенерировать утраченные части тела. Новый подход применил Стивен Вульф, внедрив маленький кусок мочевого пузыря свиньи в ногу солдата, который потерял более чем 70% конечности при взрыве. Внеклеточный матрикс пробуждает в организме человека способность к самозаживлению. В результате эксперимента солдат Исайяс Эрнандес регенерировал большую часть ноги и восстановил ее силу, хотя изначально врачи советовали ему ампутировать конечность полностью.

https://masterok.livejournal.c...