Следующие 500 лет: Как подготовить человека к жизни на других планетах - Кристофер Мэйсон

любого пола (мужского или женского) смогут заводить детей. Кроме того, несложно представить процесс, при котором генетическая модификация позволит получать из женских iPSC-клеток сперматозоиды, а из мужских – яйцеклетки. Оба этих вида клеток смогут полноценно развиваться в экзоматках.

С этической точки зрения это почти полная свобода родительства и «клеточная свобода». Отделение биологического пола от репродуктивной функции означает дополнительную автономию и вписывается в деонтогенную этику. При использовании экзоматок детей можно будет заводить без участия полового партнера или при разных комбинациях родителей. К 2150 г. можно будет стать матерью, даже не рожая, заводить детей от однополых, разнополых и более чем от двух родителей. Так биологическая инженерия открывает путь в новую эру полной клеточной, репродуктивной и родительской свободы.

Модификация людей для работы в космосе

К 2150 г. благодаря прогрессу в области клеточной и генной инженерии границы между зародышевыми и соматическими клеточными линиями во многом сотрутся. К тому времени модификация тканей взрослого человека будет осуществляться так же легко, как и редактирование зиготной зародышевой линии. Скорее всего, существенная часть населения США пройдет зиготное редактирование или будет потомством тех, кто прошел его. Благодаря возможности устранять генетические заболевания еще до рождения ребенка (а следовательно, удалять болезнь из всей генетической линии) потребность в соматических модификациях для лечения таких заболеваний уменьшится. Практическое применение генной инженерии в медицине будет ограничиваться коррекцией расстройств, вызванных вредным воздействием окружающей среды (включая рак и инфекции) или возрастными изменениями. Общее использование соматической инженерии в этот период скорее сместится в сторону более избирательных процедур вроде эстетического вмешательства или временных эпигенетических изменений. Например, редактирование генома астронавтов, направленное на повышение радиационной устойчивости, можно проводить как у взрослого человека, так и на зиготной стадии развития.

Большая часть биологических исследований будет сосредоточена на улучшении геномов путем комбинирования генетических элементов от разных видов или от синтезированных химер в противовес исправлению генов, т. е. подходу, типичному для XX в. Разница между временными и постоянными изменениями постепенно будет стираться, поскольку появится возможность отменить любое генетическое изменение при помощи дополнительной соматической инженерии. Единственный вопрос заключается в том, сохранится ли конкретная модификация без дополнительных вмешательств (в таком случае она генетическая) или нет (тогда она эпигенетическая).

Клеточная и генная инженерия станет такой обыденностью, что даже ученики старших классов будут получать в качестве домашнего задания проекты по генетической модификации. Такой проект можно будет обдумать, глядя из окна на Луну, на которой светятся огоньками размещенные там базы. Инженерия жизни на Земле будет касаться не только людей, но и животных. Генная инженерия позволит землянам жить так, как они захотят. Следующий рубеж – позволить людям жить везде, где они захотят за пределами Земли. Все биологические виды (воссозданные, сохранившиеся и заново созданные) будут использоваться, чтобы понять, как адаптировать людей и других живых существ к космическим полетам и жизни в космосе.

7

Этап 5:

синтетическая биология для новых обиталищ

(2151–2200)

В сущности, все модели неточны, но некоторые из них полезны.

ДЖОРДЖ БОКС,

британский статистик

К 2151 г. генетическое редактирование, надо полагать, распространится повсеместно и станет безопасной практикой. Орбитальные станции появятся не только у Земли, но и у Луны и Марса. Тяжелые наследственные заболевания будут в большинстве своем изучены и исключены из генома человека. Дальнейшее технологическое развитие на основе наработок XXI в., таких как CAR-T, будет связано с модификацией, а впоследствии и с созданием совершенно новых клеточных и иммунных функций. При этом будут использоваться новые типы клеток (позаимствованные у других видов или полученные в результате комбинирования человеческого и нечеловеческого материала). Далее мы сможем постоянно отслеживать в организме такую биотерапию, клеточные усовершенствования и усваивание новых типов клеток. Возможные проблемы мы будем обнаруживать еще до того, как они проявятся. Благодаря постоянному исследованию таких модификаций и интеграции генетических элементов путем переноса их из одних организмов в другие – такая практика будет освоена на этапах 3 и 4 – мы научимся приспосабливать естественные генетические элементы к выполнению новых ролей. Также мы начнем создавать новые синтетические гены и генетические сети.

Этот клеточно-инженерный базис позволит осуществлять «профессиональные» улучшения генов для повышения безопасности определенных специальностей. Например, перед отправлением с Земли астронавты могут пройти соматическую генную инженерию, которая снизит риски для здоровья: повысит радиационную устойчивость, улучшит отклик на инсулин, поможет отслеживать и предотвращать рак. Можно представить даже модификацию генов, обеспечивающую энергосбережение. Например, можно сократить дозу кислорода, требуемую для функционирования клеток или для поддержания метаболомического профиля. Астронавт будет на клеточном уровне подготовлен к условиям космической экспедиции. Даже тем, кто захочет просто жить в уже обустроенных безопасных районах за пределами Земли, скорее всего, придется перед переселением пройти минимальное генно-инженерное вмешательство. Так начнется колонизация новых планет и появление новых, полностью синтетических геномов. Конечно, такая практика сопряжена с рисками: мы можем истребить жизнь, уже существующую на других планетах, либо уничтожить их палеонтологическую летопись.

Так возникает вопрос о двунаправленной «планетарной защите». Первый аспект планетарной защиты – избежать прямого загрязнения, когда мы (случайно или преднамеренно) заносим земные организмы на другую планету. Этого важно избежать, чтобы обезопасить и сберечь потенциально существующую инопланетную жизнь, такую, об истории которой человечеству практически ничего не известно. Вспомните эпидемию оспы, распространявшуюся среди североамериканских индейцев через зараженные одеяла, или SARS-CoV-2, охватившую мир в 2020 г. Потом необходимо обеспечить подлинное открытие внеземной жизни, а не ложную идентификацию инопланетного вида, который на самом деле был занесен с Земли. Вместе с нами на Марс могут отправиться земные микробы (которые переживут даже стерилизацию и радиационное облучение) и измениться настолько, чтобы сойти за внеземную жизнь. Если впоследствии такие бактерии будут обнаружены в марсианском песке, то могут возникнуть ошибочные идеи «универсальности жизни». Вторая составляющая «межпланетной гигиены» – избежать обратного загрязнения, т. е. занесения на Землю организмов, которые могут представлять опасность для коренных обитателей Земли. На эту тему снято много фантастических фильмов, в которых агрессивный «чужой» угрожает всей жизни на Земле.

Ни один из этих сценариев не идеален. Но первый (с прямым загрязнением), в сущности, неизбежен, так как все живое, существующее во внутренней части Солнечной системы, когда-нибудь будет уничтожено Солнцем. В соответствии с деонтогенной этикой нам придется пойти на прямое загрязнение других планет, чтобы не только спасти земную жизнь, но и в максимальной степени сберечь экосистемы других миров (или хотя бы знания о том, что они когда-то существовали). Чтобы спланировать высадку в этих суровых мирах к 2201 г., сначала нужно понять, как в 2021 г. создаются космические корабли.

Первые живые посланцы

Поблизости от знойной Пасадены, штат Калифорния, на территории Лаборатории реактивного движения есть комплекс зданий, где разрабатываются программы по запуску космических ракет, зондов и роботов в пределах Солнечной системы. Здесь есть «Цех сборки космических аппаратов», «Лаборатория моделирования внеземных материалов» и «Испытательный полигон для марсоходов». Именно здесь проектируют, собирают и испытывают марсоходы, спутники и блоки для космических кораблей NASA перед их отправкой для исследования областей, куда люди доберутся еще не скоро. Первые космические зонды уже вышли за пределы Солнечной системы. В 2012 г. это был «Вояджер-1», а в 2018-м – «Вояджер-2». Когда-нибудь они пришлют нам данные из соседних звездных систем. Однако в случае и зондов «Вояджер», и всех других космических аппаратов остается актуальным вопрос: «Не оказались ли у них на борту незапланированные пассажиры?»

Чтобы это проверить, в различных участках лаборатории, особенно в «чистой зоне», где идет сборка космических кораблей, ведется постоянный мониторинг наличия спор, бактерий, вирусов и других организмов. Мы постоянно пытаемся количественно оценить и максимально ограничить прямое загрязнение. Чаще всего этой работой занимаются Кастхури Венкатешваран, микробиолог, на счету которого немало научных работ о микроорганизмах в космическом пространстве, и Дэвид Смит, специалист по экстремофилам. Они стараются помочь нам понять, какие организмы могут не только перенести космический полет, но и