Взломать Дарвина: генная инженерия и будущее человечества - Джейми Метцль

услуги ЭКО в клиниках или приложения для куриных знакомств. Наши предки, мало что понимающие в науке, использовали селекцию для усиления определенных качеств, развившихся за миллионы лет эволюции.

В среднем современный американец потребляет 268 яиц в год. То есть общее потребление яиц в США составляет около 87 миллиардов в год, для чего нужно около 270 миллионов кур, откладывающих по одному яйцу в день. Во всем мире ежегодно потребляется около 1,2 триллиона яиц, откладываемых всемирной армией из 50 миллиардов одомашненных кур. Многие люди видят в огромном количестве птицеферм по всему миру источник опасности и загрязнения.

Представьте, что случится, если эти одомашненные куры будут нестись с той же частотой, что и их дикие сородичи. Тогда вместо 50 миллиардов кур по всему миру нам потребуется около 775 миллиардов! А каково будет людям? Земля станет куриной планетой.

Gallus gallus все еще встречается в лесах Юго-Восточной Азии, поэтому мы можем с легкостью сравнить одомашненных кур с их дикими предками (точно так же можно сравнить домашних собак и их предков – волков). Домашние куры не только откладывают больше яиц, но и менее агрессивны, более социальны, активны и мобильны. Люди успешно «взломали» кур, как и других одомашненных животных и растений.

Если бы машина времени смогла перенести нас на 8000 лет назад на встречу с первыми людьми, которые одомашнили кур, мы бы спросили их: сколько яиц может снести курица? Эти люди едва ли назвали бы цифру больше 30 яиц в месяц. В то время 30 яиц в месяц звучало бы так же безумно, как если бы современная женщина родила бы 30 младенцев за девять месяцев.

Дело в том, что взломать биологию куда проще, чем кажется на первый взгляд. Интуитивно мы понимаем это, поскольку все сложные формы жизни вокруг произошли от общего предка. Пример с курицей лишний раз показывает, что даже нашей биологией можно управлять за счет генетического отбора – причем в куда большем объеме, чем нам хотелось бы думать. Давайте забудем ненадолго о курах и вспомним про другой организм, который нам бы хотелось взломать, чтобы он жил лучше, дольше и т. д.

Homo Sapiens, то есть мы с вами, идут в комплекте с недолговечным оборудованием, а порой и дефектными программами. Большая часть клеток нашего организма обновляется в среднем каждые два года. А поскольку мы постоянно копируем и воссоздаем себя с помощью магических стволовых клеток, в генетический код новых клеток закрадываются небольшие ошибки. Сначала это не доставляет нам беспокойств, ведь в наши клетки встроен механизм для исправления ошибок или предотвращения повреждения. Но с возрастом количество этих ошибок увеличивается, а наша способность бороться с ними, наоборот, снижается. Какие-то из этих болезней мы называем старением, а какие-то – раком.

В последние 150 лет мы начали понимать эти ошибки и даже разработали черновые решения, помогающие нам бороться с дефектами. Именно этим мы занимаемся при лечении генетических заболеваний. Например, при пересадке костного мозга врачи с помощью облучения разрушают дефектные гемопоэтические (кроветворные) клетки, а затем восстанавливают популяцию в организме пациента с помощью здоровых донорских клеток. Но если основной причиной является наследственное генетическое заболевание, то дети человека, который выздоровел после пересадки костного мозга, могут унаследовать ту же патологию.

Что если бы мы захотели культивировать генетические изменения (например, устранить генетические заболевания или усилить определенные признаки) нашего вида точно так же, как мы увеличили яйценоскость кур? Что если бы мы увидели в нашей биологии то же, что и предки в курах, несущих по одному яйцу в месяц, – проблему, которую предстоит решить человеческой смекалкой и селекцией? И первой трудностью на нашем пути станет время, ведь мы, люди, медленно размножающийся вид.

Мы появляемся на свет совершенно беспомощными и неспособными позаботиться о себе. Годами мы пытаемся запомнить, в какой стороне верх. В какой-то момент нашего отрочества мы вдруг замечаем, что люди противоположного пола чем-то отличаются, хотя и не до конца понимаем, чем именно. На смену этому приходит подростковый страх необходимости узнать, как устроен противоположный пол, ведь – о ужас! – однажды нам придется завести с ним детей. Мы начинаем ходить на свидания – сначала прыщаво-неуклюжие, а затем к совершеннолетию разбираемся, что к чему.

Наслаждаясь жизнью, мы не торопимся взрослеть и стремимся узнать как можно больше людей, чтобы сделать правильный выбор. И, наконец, где-то в возрасте 27,5 (у женщин) и 29,5 (у мужчин) года в США люди женятся. В других странах это происходит чуть раньше. В возрасте 28 (для США) и 26 (для остального мира) лет женщины впервые рожают, и процесс начинается заново[121]. Чтобы обзавестись потомством, человеку требуется 28 лет, а курице – шесть месяцев. Это основная причина, по которой генетические изменения у кур развиваются быстрее, чем у медленно размножающихся животных и человека.

Но что если бы мы могли ускорить этот процесс и сократить цикл появления потомства до тех же шести месяцев, что и у кур? И сделать это не за счет более быстрого взросления младенцев, а за счет скрещивания предымплантированных эмбрионов между собой? Сама идея похожа на научную фантастику-антиутопию, но, быть может, когда-нибудь в недалеком будущем это станет возможным.

Представьте, что сначала мы берем образец крови матери. Далее мы индуцируем мононуклеарные клетки периферической крови в стволовые клетки, а потом превращаем их в сотни яйцеклеток. Затем мы оплодотворяем яйцеклетку сперматозоидом отца и отбираем один эмбрион (по любым критериям). Но теперь вместо имплантации эмбриона на ранней стадии в матку мы извлекаем несколько клеток из организма матери и производим новые половые клетки. Давайте создадим эти новые гаметы для наших гипотетических целей.

Теперь представьте, что какие-то другие отец и мать прошли через тот же процесс. Но вместо яйцеклеток, извлеченных из клеток предымплантированного эмбриона, индуцируется сперматозоид. Если мы используем сперму второго эмбриона для оплодотворения яйцеклеток первого эмбриона, то эмбрионы становятся биологическими родителями своего потомства, а начальный набор клеток от отца и матери делает их бабушкой и дедушкой. Этот эмбрион («внук») затем можно скрестись с эмбрионом от других родителей и предков, и теперь бабушки и дедушки исходных эмбрионов станут прабабушками и прадедушками. Теоретически этот процесс может продолжаться вечно.

На следующей странице приведена наглядная иллюстрация процесса.

Разумеется, при отборе правильных эмбрионов для скрещивания и избегания инбридинга предымплантированные эмбрионы должны будут пройти через процесс, схожий с тем, что делают современные взрослые при поиске партнера. Быть может, однажды даже создадут приложение, помогающее родителям находить идеальную пару для их драгоценных предымплантированных эмбрионов-малышей.

С технической точки зрения этот процесс занимает по шесть