Начало эры генной инженерии

Манифестом биотехнологической революции стала статья Стенли Коэна и Герберта Бойера в «Докладах национальной академии наук США» (1973) об успешном переносе человеческого гена в плазмиду кишечной палочки. Сразу же после этого они в одностороннем порядке объявили мораторий на свои исследования и призвали к этому своих коллег. Вскоре в многочисленных международных и национальных нормативных актах были утверждены (и до сих пор продолжают совершенствоваться) правила работы с рекомбинантными организмами. А собственно революция произошла 15 октября 1980 года, на следующий день после того, как компания «Genentech» получила последний из необходимых сертификатов на производство человеческого инсулина. Через двадцать минут после начала торгов на Нью-Йоркской фондовой бирже акции компании подорожали в два с лишним раза. Коэн и президент фирмы Роберт Суонсон, которые за несколько лет до этого скинулись по $500 на организацию фирмы, в одночасье стали миллионерами.

С помощью трансгенных бактерий сейчас производят сотни лекарственных веществ. Вот лишь несколько примеров. В работе иммунной системы важную роль играют интерфероны. Помогают они и при банальном ОРЗ, и при таких тяжёлых болезнях, как рак или рассеянный склероз. К рассеянности, кстати, он не имеет никакого отношения. При этом заболевании собственная иммунная система начинает атаковать клетки нейроглии, играющие роль изоляторов в нервной системе, и из-за коротких замыканий между нейронами больной теряет координацию движений, слепнет и в конце концов умирает.

Чтобы обеспечить хотя бы самых тяжёлых больных натуральными человеческими интерферонами, всему населению Земли пришлось бы стать почётными донорами. А для того чтобы вылечить всех лилипутов, у которых нарушен синтез гормона роста, пришлось бы переработать гипофизы всех поступающих в морги трупов. Другого источника в природе не существует.

Генетическая (генная) инженерия — это раздел молекулярной генетики, связанный с целенаправленным созданием новых комбинаций генетического материала. Основа прикладной генной инженерии — теория гена. Созданный генетический материал способен размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена. Генная инженерия имеет целью создание новых генетических структур и в конечном счёте создание организмов с новым наследственным аппаратом.

Генная инженерия как отрасль молекулярной биологии берет начало с 1972 года в Стэнфордском университете, в США. Тогда лаборатория Пола Берга получила вне организма рекомбинантную (гибридную) молекулу ДНК, состоящую из фрагментов фаговой, бактериальной и вирусной ДНК.

После первых успешных экспериментов с рекомбинацией молекул ДНК в пробирке появились первые сомнения и опасения, не принесёт ли генная инженерия вред природе и человечеству. В июле 1974 года несколько крупных учёных обратились к научной общественности с предложением наложить мораторий на работы с рекомбинантными ДНК вне организма (in vitro). В феврале 1975 года в Калифорнии на Асиломарской конференции собрались 140 учёных разных стран, работающих в области генной инженерии. Всесторонне изучив результаты и возможные последствия, учёные пришли к выводу, что потенциальные опасности невелики, так как рекомбинантные штаммы в природных условиях нежизнеспособны и их бесконтрольное распространение маловероятно.

Жизнь показала, что опасения были не напрасны. Сегодня газеты наперебой пишут об огромных масштабах ввозимой в Россию немаркированной ГМ-продукции и о тех опасностях, которые с нею связаны. Вот некоторые заголовки публикаций: «Россиянам расскажут, что вырастает от ГМ-продуктов», «Кто тайно кормит россиян ГМ-продуктами», «Лужков будет бороться с генетически модифицированными продуктами». Напуганная общественность во главе с «Гринпис России» протестует против импорта ГМ-товаров. Люди начинают отказываться покупать продукты многих популярных до того компаний. Но по-прежнему остаются в неведении относительно того, что такое «генетически модифицированный» и что от этого на самом деле бывает.

Надо сказать, что Россия — не единственная страна, где с подозрением относятся к трансгенным продуктам. Многие европейские страны, такие как Германия и Франция, тоже стараются не допускать на свой рынок такие товары, или как минимум маркировать их надлежащим образом. Китай, производящий на экспорт большое количество ГМ-продуктов, сам их не потребляет.

Однако вернёмся к разгорающимся сегодня скандалам в связи с ГМ-организмами. Насколько все эти волнения обоснованы или это не более чем раздутая журналистами шумиха для увеличения тиража их изданий? Или обычная политическая борьба?

Да, наука и технология иной раз развиваются слишком стремительно. Общество не только не успевает справиться со все усложняющейся информацией, но оно также и не способно понять возможные угрозы, исходящие от новейших научных разработок. Но это ещё полбеды. Хуже то, что сами учёные часто не успевают как следует осмыслить и проверить свои открытия, как они уже преобразуются в технологии, внедряемые в массовое производство.

Наибольшую тревогу вполне справедливо вызывает генная инженерия — хотя бы уже потому, что здесь человек вмешивается в фундаментальные законы самой жизни.

Что всё-таки несут генно-инженерные методы человечеству — спасение или разрушение? Почему крупнейшие американские корпорации производят продукты из генетически модифицированных организмов в таком массовом количестве? И почему Европа сопротивляется ввозу американских продуктов?

Годом рождения генной инженерии можно считать 1973-й, когда американский биохимик Пол Берг впервые получил рекомбинантную ДНК из двух вирусов, включённых в клетку бактерии.

В основе генной инженерии лежит гибридизация ДНК из геномов разных организмов, что позволяет получать принципиально новые сочетания признаков. Посредством генной инженерии можно преодолевать практически любую несовместимость организмов и создавать гибриды не только между разными видами и родами, что возможно и при обычной селекции, но и между совершенно неродственными организмами, как, например, растениями и животными. Впрочем, здесь человек не придумал нечто небывалое, а лишь использовал механизм, давно существовавший в природе.

Давно известно, что в естественной среде тоже время от времени происходит некоторое смешение генотипов неродственных организмов. Все, конечно, знают о существовании простейших клеточных паразитов, называемых вирусами. Иногда, вместо разрушения клетки, вирус как бы «вшивается» в ДНК хозяина, становясь таким образом частью генома того организма, в который он попал. Теперь клетка будет уже размножаться с новыми встроенными в неё генами. Кстати, вирусная теория мутаций гораздо лучше объясняет механизм возникновения новых видов животных и растений, чем традиционная теория мутаций под воздействием излучений.

Если вирус по какой-либо причине (внешнее воздействие, например) активизируется, то выйти из состава ДНК «приютившей» его клетки он может, прихватив и часть «чужих» генов. С этими генами он может попасть в другой организм, в третий и так далее. Учёные же использовали эту способность вирусов и других родственных им мобильных генетических элементов переносить участки генома из клетки в клетку для пересадки нужных генов тем организмам, свойства которых необходимо изменить.

Сферы использования генетической инженерии чрезвычайно разнообразны. Именно генно-инженерные методики позволили расшифровать геном человека и многих других организмов, выявить гены, отвечающие за те или иные признаки, в том числе тяжёлые наследственные заболевания. Последнее открывает новые пути к лечению ранее безнадёжных недугов.

Весьма эффективна генная инженерия и в фармакологии. Например, пересаживают гены, кодирующие синтез того или иного ценного лекарственного препарата (эритропоэтина человека, инсулина и прочих), в молочные железы домашних животных, и это позволяет легко получать необходимые лекарства в больших количествах.

Чаще, однако, говорят о генной инженерии как о способе получения организмов с заданными свойствами, способными передавать их потомству, и именно это направление вызывает наибольшие опасения общественности. Так, путём трансплантации нужных генов добиваются устойчивости культурных растений к действию гербицидов, большей морозо— или засухоустойчивости, более высокой урожайности, улучшения товарного вида, у животных — более быстрого роста, повышения удойности и тому подобным. Интенсификация сельского хозяйства и его удешевление, безусловно, то преимущество генной инженерии, которое невозможно переоценить. Быть может, именно генно-инженерные методы сделают в будущем реальностью решение проблемы голода на нашей планете.

Тем не менее, помимо бесспорных плюсов, генная инженерия несёт и немало негативных последствий. И их, увы, едва ли не больше, чем преимуществ.

Всегда при переносе генов существует риск получения организма, который будет вырабатывать токсичные соединения, способные вызвать онкологические или аллергические заболевания. Эта возможность существует объективно, поскольку перенос гена в чужой геном очень сложно осуществить адресно, в строго определённое место, а случайное попадание гена в чужую ДНК может инициировать дестабилизацию всего генома, в том числе активацию так называемых «молчащих» генов. Последнее чревато совершенно непредсказуемыми последствиями. Тем более риск тяжёлых последствий велик, если используются синтетические гены. И, несмотря на то, что утверждается, будто все трансгенные организмы тщательно проверяются и перепроверяются, нужно понимать, что в реальности проверить все влияние всех свойств ГМ-организмов, особенно в долговременной перспективе, нереально. А желание во что бы то ни стало получить скорую прибыль вряд ли способствует особой щепетильности в этом вопросе.

Даже само экспериментирование с переносом генов, например, от вируса к бактериальным клеткам, может быть смертельно опасным. Отец генной инженерии Пол Берг, осознавший, к чему может привести выход из-под контроля совершенно безобидной в природе кишечной палочки с легкомысленно пересаженным в неё вирусом рака, немедленно обратился с открытым письмом к учёным, в котором призвал прекратить опыты с рекомбинантными ДНК. Этот призыв, как показало время, был услышан лишь частично.

Уже сейчас появляются новые, устойчивые к лекарствам, формы бактерий, ранее непатогенные микроорганизмы приобретают болезнетворные свойства. Происходит это не только по вине генных инженеров, однако широкое и безответственное использование трансгенных методов открывает дополнительный и весьма мощный канал для мутации бактерий и вирусов.

Любители фантастики любят рассуждать о возможности создания генетического оружия. Не исключено, что подобные разработки вполне могут вестись в каких-нибудь военных лабораториях — для уничтожения при помощи генного оружия определённых этносов.

Есть грустный анекдот. В космосе встречаются две планеты, и одна говорит другой: «Знаешь, я что-то чешусь в последнее время». Другая отвечает: «Просто на тебе завелась жизнь. Не волнуйся, это ненадолго».


Герберт Бойер
Герберт Бойер

Пожалуй, мои работы иногда слишком сильно похожи на меня. Мне очень сложно избавиться от этого, исключить себя из своих работ. Иначе останется лишь Helvetica на белом фоне.

Когда Альберс читал лекции, он неизменно спотыкался по дороге к кафедре. Он также ронял свои записи. Немедленная симпатия аудитории. Я видел, как он делал это по меньшей мере двенадцать раз за девять месяцев. Совпадение?

Книга формата coffee table — это не просто цветные картинки. Большие, толстые, почти квадратные и к тому же модные, созданные с использованием слащавой офсетной печати, такие книги представляют собой угрозу для тех, кто изучает дизайн.

Двигатель спортивного автомобиля
Двигатель внутреннего сгорания
Паровые машины играли колоссальную роль в промышленной революции, но у паровых ...
Ева Харт
Пассажирка «Титаника», 1 912 год Папа вышел, поговорил с одним из матросов, потом ...