Наука

Генетики вступили в соревнование с Богом

Состоялось сотворение первой в мире искусственной жизни

СИНТИЯ, ЭТО ТЫ?

На днях биолог, генетик, предприниматель, 63-летний ветеран вьетнамской войны и миллиардер Крейг Вентер предъявил общественности первую в мире искусственную жизнь, способную к дальнейшему размножению.

- Нечто вроде жизни, - скромно поведал журналу New Scientist сам Вентер, сотворивший синтетическую бактерию, похожую на Mycoplasma mycoides, природный аналог которой поражает слизистые оболочки мелкого рогатого скота. В основном - козлов.

- Мы вступаем в новую эру, где будем ограничены лишь нашими фантазиями, - совсем уж он не скромничал с газетой Daily Mail.

Ученый назвал свое творение «Синтия».

Кто-то предрекает, что работа Вентера и его коллег повлечет революцию в биологии и положит начало новой - благодатной - эры. А кто-то грозит если не концом света, то закатом человечества. Пугает, что подобная «творческая инициатива» может довести до кошмара. Как в голливудском блокбастере «Я легенда» с Уиллом Смитом. Там ученые сначала создали искусственный микроорганизм, вылечивающий от рака. Клялись, что он абсолютно безопасен. А дело кончилось тем, что этот организм превратил большинство людей в вурдалаков.

ОРГАНИЗМ. ВЕРСИЯ 1.0

Трюк Крейга Вентера, местами достойный Господа Бога, состоял в следующем. Сначала был расшифрован геном козлиной Mycoplasma mycoides, переписаны все его 1,08 миллиона пар нуклеотидов. Далее ученые стали изготавливать нуклеотиды искусственно из обычных химических реактивов. И собирать их в цепочку ДНК.

Собрать геном целиком, нанизывая элементы один за другим, словно бусинки, пока не получается. Достигая длины в несколько сотен тысяч нуклеотидов, цепочки рвутся. Поэтому сначала были укомплектованы отдельные фрагменты - кассеты. А уже они соединены в единую цепочку ДНК.

Чтобы коллеги не обвинили, что он просто пересадил ДНК из одной бактерии в другую, в синтезированный геном были внесены несколько мутаций.

На следующем этапе ученые взяли другую козлиную бактерию, Mycoplasma capricolum. Извлекли из нее ДНК. И вместо прежнего генома вмонтировали искусственный.

Полученная химера не только выжила - стала буйно размножаться в питательном растворе. И демонстрировать, что она уже не Mycoplasma capricolum, а Mycoplasma mycoides. По крайней мере тот антибиотик, который убивал бактерии с естественным - природным - геномом, на сотворенные бактерии не действовал.

- Это первый случай, когда синтетическая ДНК полностью контролирует клетку, - заявил Вентер.

Так и получилась у него малютка «Синтия», которая имеет еще и научное название - Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0.

ПО ОБРАЗУ И ПОДОБИЮ

В 1990-е годы Крейг Вентер участвовал в проекте по расшифровке генома человека. Ныне вместе с нобелевским лауреатом Гамильтоном Смитом он трудится в собственном институте J Craig Venter Institute (JCVI) в Мэриленде (США).

Ученые начали уникальные эксперименты еще в 2002 году, когда на искусственную жизнь американское правительство выделило более 3 миллионов долларов. Шли к заветной цели ступенчато.

В 2007 году Вентер и Смит создали гибридный организм, пересадив гены одной бактерии в другую. Та жила и размножалась. После этого исследователи занялись синтезом искусственной ДНК. И в 2008 году получили цепочку, состоящую из 582 тысяч звеньев. И воспроизводящую 485 генов бактерии - полный ее геном. Уже тогда эта искусственная цепочка по длине превышала все предыдущие более чем в 20 раз. А нынешняя - 2010 года - еще длиннее. Что означает лишь одно: организмы, с которыми работают ученые, усложняются. А их технология совершенствуется.

- По сути, мы создали аналог компьютерной операционной системы, - говорит Смит. - Ведь геном - это операционная система для клетки. «Загрузив» ее, можно управлять развитием и делением клетки.

Кто знает, а вдруг и Бог действовал по такому же образу и подобию? Начинал с простейших организмов? Ученые, кстати, полагают, что создать программу гораздо проще, чем производимый ею продукт. Тем же генетикам, к примеру, никогда бы не удалось собрать из отдельных элементов целую бактерию. А толково загруженный «живой компьютер» на такое способен.

ЕСЛИ НЕ КОШМАР, ТО СВЕТЛОЕ БУДУЩЕЕ

Опасностей от вмешательства в Божьи дела, конечно, много. Новую технологию наверняка можно использовать для создания биологического оружия. А если искусственный организм вдруг окажется за пределами лаборатории? Не поведет ли он себя непредсказуемо, «общаясь» с живой природой? Не нарушит ли экологическое равновесие? А вдруг он еще и станет причиной новых, неизвестных медицине болезней?

Однако Вентер грядущего кошмара не видит. Наоборот, рисует перспективы создания «хромосом заданного типа для выполнения конкретных задач». В планах ученого - искусственные микробы, способные очищать атмосферу от избытков углекислоты, воду - от нефти, почву - от химии. Микробы смогут производить топливо, лекарства, даже пищу.

- Они станут первыми организмами, за которые будут давать миллиарды и триллионы долларов, - уверяет ученый. - Синтетическую вакцину от гриппа, к примеру, можно было бы изготовить уже через год.

КСТАТИ

Причуды гения

Вентер внес в синтетический геном особенные мутации. Эти участки ДНК никаким белкам не соответствуют. Но в последовательностях их нуклеотидов зашифрованы имена 46 ученых, принимавших участие в проекте, и несколько высказываний известных людей. Ключ к шифру - там же, в синтезированном геноме бактерии. Так что «Синтия» - это еще и носитель информации. Прочесть ее можно, расшифровав геном.

Комментарий специалиста Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Петр Каменский:

«Возможно, бактерии так и останутся единственными живыми существами, с которыми можно проделывать такие опыты» - Петр Андреевич, Ваше отношение, как ученого, к прорыву Крейгa Вентера? - Великолепная работа, по-настоящему революционная и, по всей видимости, открывающая новое направление в науке. - Считаете ли вы, что это искусственная жизнь? - Все зависит от того, какой смысл вкладывать в понятие «искусственная», равно как и в понятие «жизнь». Лично я не стал бы называть это искусственной жизнью. Дело в том, что все компоненты созданного учеными организма имеют в той или иной степени естественное происхождение. Геном, вставленный в клетку, был синтезирован искусственно, но принципиально он ничем не отличается от природного. Более того, теоретически, можно было бы сделать то же самое и с природным геномом, выделенным из какой-либо бактерии, но исследователи не пошли по этому пути, поскольку это было бы значительно труднее технически. Поэтому я не считаю, что в данном случае можно говорить о создании искусственной жизни. - От бактерии к каким более сложным организмам можно будет перейти в будущем? - Логично было бы попробовать совершить аналогичные манипуляции и с более сложными организмами. Однако в такой революционной области науки совершенно нельзя ничего предсказать наверняка. Возможно, бактерии так и останутся единственными живыми существами, с которыми можно проделывать такие опыты. В любом случае, последующие исследования наверняка будут сосредоточены на других бактериях, потом будет сделана попытка перейти на опыты с более сложными, но все же одноклеточными организмами (например, дрожжами). Что же будет происходить в этой области науки дальше, я предсказать не берусь даже приблизительно. - Каково практическое применение этого открытия? Можно ли станет разрабатывать, к примеру, живые организмы, способные синтезировать топливо, вакцины? - По горячим следам трудно перечислить все возможные следствия такого открытия. Очевидно, на первых порах будут совершаться попытки использования таких бактерий в биотехнологии (например, для производства топлива или какой-либо полезной биологической продукции). Однако я полагаю, что рано или поздно это открытие будет использоваться на практике чрезвычайно широко. Существует возможность применения «искусственных» бактерий в медицине, экологии и в массе других практических отраслей. - Как защитить открытие от использования военными или террористами? - Я не думаю, что это открытие могло бы быть использовано военными или террористами прямо сейчас. Хотя бы для повторения опытов Крейга Вентера необходимо много лет упорной работы. А ведь в данном случае речь идет не о простом повторении его экспериментов, а о создании новых болезнетворных микробов, то есть о работе с совершенно другим биологическим материалом. Это гораздо сложнее, кроме того, это может не получиться в принципе. И, наконец, самое главное: те болезнетворные бактерии, которые уже имеются в распоряжении военных микробиологов (и к которым, теоретически, могут иметь доступ террористы) настолько опасны и смертоносны, что затевать громадную работу по созданию новых таких микробов попросту бессмысленно. - Генетики могут в будущем сотворять жизнь, как Бог? Ведь это достижение делает возможным создание новых организмов из ничего? - Это открытие не дает возможности создавать новые организмы из ничего. Ученые из группы Крейга Вентера поместили геном одной бактерии в другую бактерию, которая перед тем была искусственно этого генома лишена. Таким образом, исходным материалом для этих опытов служили все-таки живые организмы. Поэтому я считаю, что данная работа не приблизила нас к Богу в умении создавать живое из неживого. - Это открытие станет переломным с биологической и философской точки зрения событием? - Биологическая значимость данного открытия огромна. Оно интересно как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения. Лично я считаю, что оно действительно способно стать переломным моментом в истории биотехнологии. Однако, что касается философской точки зрения, я бы не стал говорить о какой-то особой важности результатов Крейга Вентера и его коллег. Вот если бы им удалось создать живую клетку из индивидуальных молекул (ДНК, РНК, белки, жиры, углеводы), то это действительно было бы равносильно акту Божественного творения (или ускоренному в миллионы раз течению биологической эволюции). В данном же случае говорить о принятии биологами на себя функции Бога (или, опять же, эволюции) преждевременно.

Записала Светлана КУЗИНА.