Писатель генетического кода

Крейг Вентер оговаривается, что, даже если ему удастся собрать все 500 тысяч необходимых компонентов ДНК, неизвестно, будет ли организм жизнеспособным.
Источник: sciencemag.org

О плане работ над первым в мире рукотворным биологическим видом на днях объявили сотрудники научного комплекса в Роквилле (штат Мэриленд, США), а ученые в Канаде уже проводят эксперименты, чтобы помочь вызвать это существо к жизни.

Роберт Холт из Центра исследований генома Университета Британской Колумбии руководит работой, которой суждено сыграть ключевую роль в производстве первой синтетической формы жизни – микроба, синтезированного с начала и до конца. Из таких искусственных микроорганизмов, по замыслу исследователей, с головы и до пят будет состоять «новый человек».

«Основоположник проекта – американский ученый Крейг Вентер, прославившийся еще в 2000 году, когда он возглавлял лабораторию, работавшую над составлением карты генома человека, – рассказал нам доктор биологических наук, профессор, научный сотрудник РАН Александр Дубров. – С тех пор 59-летний Вентер сосредоточился не на поиске химических рядов, которые кодируют жизнь, а на попытке сконструировать и построить ее своими руками. Недавно он заявил, что готов перейти «от чтения к написанию генетического кода». Необыкновенно трудная, но крайне увлекательная для ученого задача».

Эта работа – передний край новой научной области – синтетической биологии. Она опирается на достижения компьютерной технологии, позволяющей производить сборку нуклеотидов, из которых строится ДНК. Для начала несколько научных групп пытаются создать гены, не существующие в природе, в надежде «сконструировать» микробов, выполняющих полезные задачи: к примеру, производство продуктов промышленной химии, чистой энергии или лекарств. Вентер и его коллеги доводят технологию до предела совершенства, пытаясь синтезировать несуществующий геном. «У нас уже есть некоторые генетические коды, которые удалось выявить, – уверяет Вентер. – И частичным доказательством того, что именно они отвечают за информацию, которую несет организм, является репродукция хромосомы и выяснение, даст ли она тот же результат. Пока что исследования подтверждают нашу правоту».

Сейчас группа Вентера работает над созданием простой бактерии Mycoplasma genitalium, обычного жителя репродуктивной системы человека. Они надеются определить минимальное количество генов, необходимых для того, чтобы «вдохнуть жизнь» в такой организм.

«Это одноклеточная бактерия имеет только одну хромосому с 517 генами, – продолжает Дубров. – Но ученые полагают, что их рукотворная «модель» сможет жить с 250–400 генами, каждый из которых они создают сами. Один из способов «вдохнуть жизнь» в созданный в лаборатории геном – трансплантация синтетической ДНК в оболочку существующего микроба. Но, в отличие от человеческой клетки, генетический материал бактерии не собран только в ядре, которое можно вынуть и заменить другим. Их хромосомная ДНК плавает по всему организму. Так что ученые в Ванкувере исследуют возможность использования высокого напряжения, чтобы вскрыть бактерию и медленно заполнить ее мелкими фрагментами новой ДНК.

Разумеется, сразу же возникают не только технические, но и этические вопросы. Если искусственные микроорганизмы можно использовать во многих областях науки и техники, то для чего нужен человек, целиком созданный из ненатурального «сырья»? Не станет ли в будущем он нашим соперником по планете, если обоим видам будет тесно вместе? И не окажется ли «человек искусственный» более жизнеспособным, чем мы? «Бродячий» сюжет из фантастических фильмов все ближе к реальности┘

Впрочем, пока что делать такие прогнозы рано: сам Вентер оговаривается, что, даже если ему удастся собрать все 500 тысяч необходимых компонентов ДНК, неизвестно, будет ли организм жизнеспособным. Другая проблема – что делать с ДНК, когда она уже будет получена. Как превратить ее в организм? Для этого нужен «секретный ключ» – геном, который позволит закодировать ДНК и создать организм. Но парадокс в том, что для создания генома нужен организм. Получается замкнутый круг, выхода из которого биологи пока не нашли.

Работа ученого уже успела наделать шуму и вызвать бурный протест среди гуманитарной общественности и представителей Церкви, поспешивших обозвать Вентера «новым Франкенштейном». Отвечая на эти обвинения, биолог называет главной целью своего проекта по созданию синтетической формы жизни «понимание сущности жизни, ее эволюции и важных элементов, поддерживающих ее». «Нам очень далеко до познания тайн мироздания, – признается ученый. – Мы не цари природы, а лишь ее скромные ученики┘ Мы пытаемся понять человеческий геном с его 24 тысячами генов и 100 триллионами клеток и при этом не знаем, как 300 или 400 генов создают простую живую клетку. Поэтому, если мы рассчитываем узнать все о собственном геноме, то должны начать с того, что действительно можем разобрать на части и снова собрать. Можно сказать, что мы начинаем с четырехцилиндрового двигателя, а не с космического корабля».

Что ж, такая скромность исследователя – обнадеживает.