Идея создать искусственную жизнь, не похожую ни на что земное, давно уже не дает покоя человечеству. Еще в Древнем Египте жрецы экспериментировали с семенами гороха, надеясь получить из них «искусственных людей», за ними опыты по созданию «гомункулусов» продолжили средневековые алхимики. Знаменитый врач и алхимик Парацельс в своем трактате De nature rerum («О природе вещей») советовал «магнетизировать» человеческую сперму до тех пор, пока в колбе не образуется некое полупрозрачное существо, которое затем следовало «аккуратно и втайне питать человеческой кровью». Нет ничего удивительного, что десятки подобных экспериментов были прерваны грубым вмешательством инквизиции.
Мечты о выращивании в пробирках «гомункулусов» тем не менее остались. И даже сегодня эти идеи продолжают будоражить умы генетиков, которые после открытия ДНК стали манипулировать с генами, скрещивая помидоры с крабами, а картошку с муравьями. Казалось бы—вот оно, сотворение новой жизни! Однако, модифицируя различные организмы, биологи все же оперировали одним или двумя генами. Максимум, что удавалось, это складывать короткие искусственные цепочки нуклеотидов—«кирпичиков» РНК и ДНК.
И вот американский ученый Крейг Вентер, прославившийся тем, что он первым расшифровал геном человека, оставив далеко позади мировое академическое сообщество (в связи с чем заработал в научных кругах репутацию выскочки и авантюриста), объявил о создании первой искусственной хромосомы.
— Это еще не победа, а только шаг к ней,—заявил Вентер в эксклюзивном интервью «Огоньку».—Но если дальнейшие эксперименты пройдут успешно, то мы выйдем на новый уровень развития биологии: фактически мы сможем создавать хромосомы заданного типа для выполнения конкретных задач. Например, в будущем бактерии могут стать суперсовременными «химическими фабриками» по выработке «заказанных» на генетическом уровне веществ в промышленных масштабах. И первый продукт, который мы планируем получить, это биотопливо, которое станет самой перспективной альтернативой всем ныне существующим образцам биологического топлива.
— Расскажите немного о самом эксперименте.
— Во-первых, мы на основе Mycoplasma genitalium синтезировали минимальный геном, который получил название Mycoplasma laboratorium. Природный геном послужил образцом, из которого мы убрали все лишнее—в естественных условиях Mycoplasma состоит из 485 генов, 100 из которых, как мы выяснили, не являются жизненно необходимыми. Зачем нам понадобился усеченный синтетический геном? Он послужил чем-то вроде основы, простейшей базой для конструирования новых, более сложных форм жизни. Удачную метафору этой разработки нашел наш коллега профессор Гамильтон Смит, который считает, что синтетический геном похож на аппаратное оборудование компьютера. Гены—это программы для клетки. Само по себе, без машины, программное обеспечение бессмысленно, но если загрузить его в компьютер, то все заработает.
Во-вторых, мы осуществили внедрение ДНК одной бактерии в другую. В этом эксперименте «принимали участие» другие виды микоплазм—Mycoplasma mycoides и Mycoplasma capricolum. Сначала у нас был план удалить у одного из видов генетический материал, но в ходе работы концепция эксперимента изменилась, и мы решили пересадить чужой геном в целую клетку. В результате получилась бактерия с трансплантированным геномом. Этот эксперимент продемонстрировал, что в клетку с неудаленным геномом можно внедрить другой геном и тогда «чужак» возьмет на себя управление клеткой.
— Почему именно Mycoplasma genitalium?
— Потому что именно эта бактерия наиболее проста и жизнеспособна.
ХИМЕРЫ ИЗ ПРОБИРКИ
Вообще-то профессор Крейг Вентер, имеющий репутацию эксцентричного и замкнутого «яйцеголового», не очень любит общаться с журналистами, а поэтому все дальнейшие вопросы «Огонька» он адресовал своему заместителю—генетику Хевер Коловски.
— Синтетический геном—это действительно то открытие, за которым становится возможным программирование клеток?
— Искусственный геном—большое достижение, однако наши ученые сейчас работают над тем, как его правильно использовать. Следующий шаг—«загрузить» синтетическую хромосому в живую клетку. Мы надеемся, что «наш» геном начнет управлять этой клеткой. Думаю, первые результаты получим уже в этом году. Фактически внедренный геном превращает одно живое существо в другое. Если совсем грубо, то, внедрив человеческий ген в эмбриональную клетку лягушки, мы получим человека. Правда, эксперименты с такими сложными организмами никто еще не отваживался проводить.
— В прессе было сообщение о том, что Альберт Лейбчебер из Университета Рокфеллера вместе со своей командой создал синтетическую клетку, способную к работе с настоящими генами—в эксперименте был использован ген флюоресцентного белка медузы. Возможно ли внедрить искусственный ген в искусственную клетку?
— Я не знаю ответа на этот вопрос, и, наверное, никто не знает. Насколько мы понимаем, синтетические клетки пока не могут самостоятельно поддерживать свое существование. В данный момент мы работаем над пересадкой ДНК вообще и о синтетических клетках пока всерьез не задумываемся.
— То есть создание полностью искусственного организма в обозримом будущем невозможно?
— Думаю, это возможно, но только не в самой близкой перспективе. Есть еще очень много технических проблем, которые нужно решить, прежде чем ставить такие задачи.
— Читая новости о создании искусственной хромосомы, многие опасаются, что «игры генетиков» приведут к созданию опасных химер, например коров с ядовитыми клыками или курицы размером со слона. Это теоретически возможно?
— Это вопрос еще более далекого будущего, чем даже целиком синтетический организм. Фантазировать можно сколько угодно, но, на мой взгляд, до такой возможности еще очень и очень далеко. Кроме того, генетики, конечно, экспериментируют, но все же понимают, что делают. Существуют также правила безопасности—ни один результат эксперимента не выходит за стены лаборатории, в природную среду.
— Насколько понятен самим ученым процесс создания искусственной ДНК? Или они до сих пор еще действуют вслепую, рискуя получить непредсказуемый результат?
— Технология до конца еще не ясна, но наш институт во многом преуспел в этом вопросе. Можно сказать, что процентов на 80 ученые представляют, что и как нужно делать, чтобы получить искусственную ДНК. К тому же мы все время продвигаемся вперед.
— Как вы думаете, ваши работы имеют влияние на религиозные взгляды людей?
— Я уверена, что наука вообще и генетика в частности сильно влияют на множество умов всего мира. И потом, я верю, что будущее за наукой, а не за религией. Не последнее место в науке будущего будет занимать генетика. А во избежание всяких конфликтов религиозно-этического характера мы всегда «держим двери открытыми»—люди знают, что мы делаем и как.
ЧИСТЫЙ БИЗНЕС
— Известно, что цель вашего проекта—создание биотоплива. Почему ваш институт выбрал именно энергетическое направление?
— Мы находим, что разработка вечного топлива—одна из самых перспективных. К тому же этот проект будет продолжаться еще долго после открытия «топливобактерии». Технологии нужно будет улучшать, отрабатывать.
— Уже есть четкое представление, как бактерии смогут вырабатывать топливо?
— Бактерия будет метаболизировать (переваривать, добавляя к итоговому веществу свои ферменты и другие вещества своего организма) сахар. На выходе мы должны получить то, что станет топливом. Крейг Вентер уже подал заявку на патент минимального ДНК Mycoplasma genitalium. Если удастся получить «топливную» бактерию—институт конечно же запатентует и это изобретение.
— Когда же вы планируете получать доход от этого проекта? Тут вспоминается история с намерением господина Вентера запатентовать метод расшифровки участков человеческого генома и продавать результаты своей работы. Тогда в переговоры с ученым вступили даже экс-президент Билл Клинтон и премьер-министр Великобритании Тони Блэр, и лишь благодаря их вмешательству удалось убедить господина Вентера отказаться от этой затеи...
— Крейг Вентер—директор двух крупных исследовательских центров. А сам институт Вентера—не коммерческое, а научное предприятие. И поэтому наша главная цель—продвижение науки. Максимум, на что мы можем надеяться, что на базе наших экспериментов возникнет коммерческая компания по продаже биотоплива.
ИЛИ ПРОСТО БЛЕФ?
Тем временем эксперименты профессора Вентера уже вызвали довольно неоднозначную оценку в академической среде. Так, один из известных на Западе генетиков Джим Томас из канадской ЕТС Group призвал наложить мораторий на разработки синтетических форм жизни: «своекорыстные промышленники из соображений личной выгоды кромсают составные элементы жизни».
— Я считаю, что создание полностью искусственной жизни—это стопроцентный блеф,—заявил «Огоньку» Сергей Киселев, заведующий Лабораторией молекулярной генетики рака Института биологии гена РАН.—Зачем синтезировать искусственную жизнь, если в природе и так уже все давно есть? Возможности искусственного синтеза ограниченны, все равно приходится обращаться к живым организмам. Конечно, нужно отметить, что команда Вентера сделала еще один шаг вперед—все-таки полный геном собрали. И это только первый шаг на пути создания «новой природы». Но тут важно учесть, что все лабораторные образцы практически никогда не выживают в естественной среде. Так что вероятность интеграции искусственных геномов в природный мир, на мой взгляд, крайне низка.
ДОСЬЕ
Крейг Вентер, великий и ужасный
Профессор Вентер — легенда современной науки. Ученый, мультимиллионер и эксцентрик — его лаборатория расположена на борту суперъяхты «Колдун». Джон Крейг Вентер родился в 1946 году в городе Солт-Лейк-Сити в семье актрисы и бухгалтера. После школы поступил в медицинский колледж, воевал во Вьетнаме, а потом посвятил себя молекулярной биологии. В конце 1990-х годов Вентер создал компанию Celere Genomics и включился в гонку по расшифровке генома человека. Всемирная известность к Вентеру пришла в июне 2000 года, когда он объявил, что первым в мире расшифровал геном человека
(и заработал 350 млн долларов). Вентер попытался даже запатентовать структуру ДНК, но тут разгорелся скандал. Вентер оставил компанию Celere Genomics и создал институт имени себя — J. Craig Venter Institute.
Фото FLICKR.COM