Машина творения: Новые организмы, редактирование генома и лабораторные гамбургеры - Эми Уэбб

и биохимика Дженнифер Дудны; Шарпантье в то время работала в Центре микробиологических исследований в Умео (Швеция), Дудна – в Калифорнийском университете в Беркли. Исследовательницы продемонстрировали использование ферментов, известных как CRISPR-ассоциированные белки, для эффективного разрезания и вставки ДНК{145}. В 2010-х гг. разработанная ими система вызвала золотую лихорадку, а в 2020 г. им присудили Нобелевскую премию по химии{146}. Это был первый случай вручения Нобелевской премии в области естественных наук команде, состоящей только из женщин. Чёрч, чьи заслуги не получили столь высокой оценки, не сетовал на то, что оказался в тени. В интервью он отметил: «Думаю, это прекрасный выбор… Они сделали ключевое открытие», – и похвалил Шарпантье и Дудну за работу{147}.

На протяжении последних двух десятилетий Чёрч также становился соучредителем в среднем одной компании в год, в основном для того, чтобы вывести из лаборатории в реальный мир своих самых перспективных научных сотрудников. Он зарегистрировал 60 патентов и обучил новое поколение специалистов в области генной инженерии, чья работа определяет завтрашний день планеты{148}. В середине 2000-х гг. ученый стал задумываться над тем, чтобы заново изобрести пластиковый стаканчик – без использования продуктов нефтехимии. По сути, Чёрч и его группа путем генетического перепрограммирования заставили микробов питаться сахаром и выделять полигидроксибутират – прочный биоразрушаемый материал, способный удерживать жидкость в течение короткого времени. Будучи идеальным вариантом посуды для торговых киосков, эти стаканчики, украшенные этикеткой с гордой надписью «Пластик на 100 % изготовлен из растительных материалов», в 2009 г. дебютировали во время антракта на представлении в Кеннеди-центре{149}.

Чёрч также один из основателей различных программ, например инициативы BRAIN, представляющей собой масштабные совместные усилия между организациями государственного и частного секторов – Национальным научным фондом, DARPA и другими структурами – в области изучения деятельности головного мозга. В 2005 г. он начал реализовывать проект «Персональный геном» – ныне это координационный и аналитический центр общедоступной информации о геноме, здоровье и признаках{150}. С его помощью видные представители научного сообщества{151} (среди них Эстер Дайсон, инвестор и филантроп, прошедшая предполетную подготовку в отряде космонавтов, Джон Халамка, декан технологического факультета Гарвардской медицинской школы, Розалинн Гилл, основатель компании Sciona, предоставляющей индивидуальные услуги здравоохранения, знаменитый психолог и писатель Стивен Пинкер и, конечно же, сам Чёрч{152}) сделали открытыми данные о своих геномах с целью содействия исследованиям формирующих нас генов и признаков, а также активизации диалога по проблеме транспарентности и конфиденциальности информации, когда дело касается генетических кодов конкретных людей{153}. Представьте, чем могло грозить размещение такими известными людьми своих генетических данных в открытом доступе! 10 геномов – не так уж много, но, несмотря на обезличенность данных, о том, кому они принадлежат, было объявлено публично. Не существовало никакого реального способа гарантировать абсолютную конфиденциальность. Знаменитости участвовали в проекте добровольно, потому что их попросил об этом лично Чёрч.

ВОЗВРАЩЕНИЕ К ЖИЗНИ

Вы, вероятно, уже поняли, что Чёрч блестящий, экстраординарный мыслитель и вдохновляющий наставник, возможно склонный браться одновременно за слишком большое для одного человека количество проектов. Иными словами, именно ему было бы по плечу создать технологию воскрешения вымерших животных, в частности шерстистого мамонта, исчезнувшего в эпоху плейстоцена – около 4000 лет назад.

А до того шерстистые мамонты тысячелетиями бродили по самым северным районам планеты. Представьте себе близкого родственника слона, только покрытого жесткой шерстью и слоями жира, защищающими этих животных от холода в последний ледниковый период, с длинными бивнями, которые помогали им добывать пищу. (По их подобию конструировались вымышленные существа банты из фильма «Звездные войны».) Точные причины исчезновения мамонтов неизвестны, однако исследователи видят их в сочетании таких факторов, как охота и первые температурные изменения, вызвавшие сокращение численности стад и уменьшение кормовых ресурсов.

Шерстистые мамонты были не только удивительными существами, но и ключевым биологическим видом, от которого зависело существование других видов и сохранение текущего порядка в экосистеме. Они вытаптывали землю, валили деревья и утрамбовывали снег в поисках сухой травы. Это непрерывное топтание в сочетании с низкими температурами помогало поддерживать стабильность многолетнемерзлых пород. Как только крупные травоядные, такие как мамонты, прекратили уплотнять снег и поедать высохшую траву, экосистема начала меняться: снег таял быстрее, что позволяло солнечным лучам добраться до вечномерзлого грунта. Раньше крупные животные заваливали и ломали деревья, закрывая ими снег. Без поваленных деревьев солнечные лучи падают прямо на слой вечной мерзлоты, который теперь тает с угрожающей скоростью, выпуская в атмосферу парниковые газы. Это создает порочный круг: повышение температуры усиливает таяние, при котором выбрасывается еще больше газов. Воскрешение шерстистого мамонта из мертвых и возрождение дикой природы в Канаде и России могло бы восстановить экосистему и, скажем прямо, обеспечить новую, суперсовременную защиту от экзистенциальных угроз, связанных с изменением климата.

Чёрч был не первым, кто замахнулся на решение проблемы вымирания. В 1996 г. появилась на свет овечка Долли, первое в мире клонированное млекопитающее{154}. Она дала надежду на возрождение вымерших животных с помощью техники, получившей название «перенос ядра»: ядро интактной клетки аккуратно извлекают и внедряют в яйцеклетку представителя того же или близкородственного биологического вида. Дальнейшая процедура аналогична ЭКО: гибридную яйцеклетку имплантируют в матку для вынашивания плода, который, если все идет хорошо, рождается живым и здоровым. В 2000 г. умер последний пиренейский козерог, представлявший один из подвидов дикого горного козла. Однако клетки этой последней особи заморозили в жидком азоте, а в 2003 г. посредством переноса ядра ученые успешно клонировали детеныша, хотя прожил он недолго – всего несколько минут{155}. С помощью этого метода можно временно вернуть к жизни вымерший вид, но лишь при наличии абсолютно интактных функциональных геномов, например если туша исключительно хорошо сохранилась в замороженном виде. Как оказалось, в Заполярье есть множество отличных образцов. Но и в этом случае клон может не выжить. У животных, исчезнувших с лица земли тысячелетия назад, скорее всего не будет генома, адаптированного к современным условиям окружающей среды.

Именно это подтолкнуло Чёрча к разработке иного подхода: начинать с совершенно интактной, здоровой клетки близкого биологического вида и работать в обратном направлении, используя генетические фрагменты из сохранившихся образцов{156}. Один из примеров тому странствующий голубь – вид, которого с 1914 г. больше нет на планете, хотя когда-то этих птиц было в Америке столько, что их стаи, пролетая по небу, закрывали солнце{157}. Странствующего голубя можно вернуть с помощью стволовых клеток его ныне живущего близкого родственника – сизого голубя. Это означает, что ген странствующего голубя можно внедрить в стволовые клетки, трансформировать в спермии, а затем ввести в яйцеклетки для развития эмбрионов. Результат: обычный голубь с рядом признаков странствующего голубя.

К этим идеям проявили живой интерес легенда мира технологий, создатель сборника статей «Каталог всей Земли» (Whole Earth Catalog) и первого онлайн-сервиса WELL Стюарт Бранд и специалист в области биотехнологий Райан Фелан (по совместительству жена Бранда). Бранд, Райан и Чёрч запустили проект по возрождению ключевых видов вымерших животных, в том числе странствующего голубя и шерстистого мамонта. Или, точнее, почти шерстистого мамонта, поскольку для его возрождения необходимо встроить гены животного вымершего вида в стволовые клетки современного индийского слона, его ближайшего родственника.

Идея возрождения вымерших видов получила распространение в 2013 г. во время специальной конференции TEDxDeExtinction, собравшей специалистов в области молекулярной биологии и охраны природы, а также журналистов для обсуждения перспектив возвращения к жизни шерстистых мамонтов, тасманийских волков и других животных. Бранд выступил с провокационной лекцией об утрате биоразнообразия и перспективах реанимирования вымерших животных по технологии Чёрча. Бранд использовал конференцию на платформе TED для старта проекта «Возрождение и восстановление» (Revive and Restore), который изучает причины вымирания и нацелен на сохранение биологического и генетического разнообразия и восстановления наших экосистем с помощью биотехнологий{158}.

Та лекция Бранда на платформе TED пользовалась бешеной популярностью{159}. И вызвала возмущение среди ученых, борцов за охрану природы и других людей, которых напугала перспектива возвращения