Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей - Александр Панчин

Ясно, что кот должен быть либо живым, либо мертвым, а значит, и атомное ядро должно быть либо распавшимся, либо нераспавшимся – в этом парадокс. В многомировой интерпретации оба состояния кота существуют одновременно. Когда наблюдатель пытается оценить состояние кота, вселенная расщепляется: в одной наблюдатель смотрит на мертвого кота, а в другой – на живого. То есть многомировая интерпретация пытается примирить детерминизм и существование принципиально случайных событий.

Любопытно, что если в рамках такой концепции взглянуть на мир глазами кота, возникает возможность “квантового бессмертия”. Если жизнь наблюдателя зависит от ядерного распада, то в каждый момент времени возникает вселенная, где ядро атома распалось и наблюдатель умер, и вселенная, где оно не распалось и наблюдатель выжил. Участник такого эксперимента сможет наблюдать полученные результаты только в тех вселенных, где он выжил, а значит, для него эксперимент будет продолжаться сколь угодно долго.

Надеюсь, что я не слишком обнадежил читателя приведенными рассуждениями. Мне кажется, что все это – замечательные игры разума, дающие нам определенную пищу для размышлений, но все же идеи множественных вселенных пока не имеют подтверждений и едва ли будут проверены в ближайшем будущем. Кота, чья жизнь зависела бы от распада единственного атома, пока никто не видел, а делать ставку на “квантовое бессмертие” непредусмотрительно. В любом случае разумнее попробовать пожить подольше.

К сожалению, лишь немногие уделяют внимание возможности продлить молодость и жизнь человека с помощью науки и технологий, хотя проблема старения касается каждого из нас, а также наших родных и близких. Хорошая новость заключается в том, что эта проблема, несмотря на всю свою сложность, носит все-таки исключительно технический характер. Нет закона физики, которому бы противоречила жизнь длиной в сотни, тысячи или даже миллионы лет. Неограниченная жизнь – не вечный двигатель: пока во вселенной существуют источники энергии для ее поддержания, жизнь может существовать.

Мы знаем, что можно обессмертить отдельные клетки. Мы знаем, что можно создавать клетки с практически любыми генами, функциями и свойствами и заменять ими поврежденные клетки организма. Теоретически ничто не мешает заменять целые органы и ткани: операции по пересадке печени, почек, сердца и других органов успешно проводятся. Клетки нервной системы тоже можно заменять, подсаживая в мозг новые нейроны на замену старым.

Технологический характер проблемы кардинального продления жизни означает, что решение рано или поздно будет найдено. Не сегодня, так через сто, двести или тысячу лет. Темпы развития технологий указывают на то, что у нас есть пусть небольшой, но реальный шанс своими глазами увидеть нестареющее поколение. Если решение проблемы старения – вопрос времени, а его необходимое количество зависит от вложенного труда, то, может, нам просто сплотиться всем человечеством, отложить войны и политические разборки, отбросить несущественные драмы нашей жизни и сфокусироваться на решении одной важной для всех нас задачи?

Не обязательно быть ученым, чтобы помочь научно-техническому прогрессу. Образование, медицина, наука – каждый из нас может проследить, чтобы именно эти направления стали престижными и приоритетными в обществе. Не нужно поддерживать тех политиков, которых прежде всего заботят личные амбиции, дележка имущества, интриги, дорогие машины или часы. Можно принести пользу, хотя бы не вставляя палки в колеса научным достижениям и не требуя запретов на использование передовых биотехнологий. Добивайтесь того, чтобы в школах больше внимания уделялось преподаванию естественных наук – физики, химии и биологии и меньше – навязыванию религиозной или иной идеологии и прочей незначительной ерунде. Нет, не из каждого школьника вырастет специалист, но чем больше будет эрудированных детей, тем больше вероятность того, что кто-то из них совершит великое открытие. Поддерживайте просвещение, высмеивайте невежество – это явление не должно быть нормой нашего общества.

Уже много лет исследователи ведут борьбу со старением сразу на нескольких фронтах. Разрабатываются препараты – геропротекторы, и некоторые из них уже продемонстрировали способность продлевать жизнь грызунам, круглым червям и другим животным. Рассматриваются идеи омоложения организма с помощью стволовых клеток, помогающих замещать старые и поврежденные клетки. Есть надежда, что мы научимся запускать регенерацию органов и тканей подобно тому, как ящерица отращивает хвост.

Регенерация не противоречит законам природы, нам нужно лишь понять механизмы, благодаря которым она происходит. Маленькие фрагменты, размером в одну десятую тела плоского червя планарии, могут вырасти в целый организм. Саламандры отращивают утраченные конечности. Некоторые кольчатые черви могут отрастить половину тела, если их разрезать пополам. Морские звезды отращивают лучи, а некоторые рыбы обладают способностью восстанавливать поврежденную сердечную мышцу420. Сегодня разработаны подходы, стимулирующие регенерацию тканей сердца421 и конечностей422 у грызунов.

Некоторые органы можно выращивать и даже печатать с помощью биологических jD-принтеров. Эта технология, использующая клетки в роли своеобразных “чернил”, уже позволила создать кожные покровы, кости (например, мениск колена), ухо, клапаны сердца, трахеи и так далее423, 424. Некоторым пациентам уже пересадили органы, сделанные по новым технологиям. Рассматриваются варианты выращивания совершенно новых тел, к которым можно было бы подсоединить голову стареющего человека. Последний вариант мне видится наиболее фантастичным, но и это теоретически достижимый результат.

Когда нужно создать новую биотехнологию, ученые, как мы могли убедиться на многочисленных примерах, часто обращаются за подсказками к природе. В основе методов генной инженерии и генной терапии лежат белки и молекулярные механизмы, возникшие у живых организмов (или вирусов) в процессе эволюции. Но существует ли в природе бессмертный организм, у которого мы могли бы подсмотреть секрет долголетия?

Условное бессмертие можно обнаружить не только у некоторых плоских червей, но и у пресноводной гидры. Если отрезать достаточно большой кусок этого кишечнополостного организма, то он может развиться в новую гидру. Более того, гидры успешно размножаются почкованием, когда молодая гидра растет на теле родительской особи, являясь ее частью. Теоретически особь гидры могла бы существовать сколь угодно долго, хотя мы не знаем, сколько она живет в природных условиях на самом деле.

В детстве мне довелось побывать в национальном парке “Секвойя” в Калифорнии, США. В парке растут гигантские деревья, самое крупное из которых имеет высоту 83,8 метра и возраст 2300–2700 лет. Представьте – Юлий Цезарь еще не успел родиться, а это дерево уже росло. Назвали его Генерал Шерман, в честь генерала Уильяма Шермана, который родился в 1820 году, а умер в 1891-м. Несмотря на все заслуги генерала в борьбе с рабовладельческими штатами во время Гражданской войны, не могу не найти иронии в том, что вся его жизнь равна лишь короткому фрагменту жизни дерева, названного в его честь.

Если говорить не о бессмертии, а о замедлении старения, то наиболее впечатляющим объектом исследований является голый землекоп. Нет, речь идет не о голом человеке с лопатой, а о виде грызунов, живущих колониями под землей. Мыши или крысы живут всего два-три года. Голые землекопы, несмотря на близкое родство с этими грызунами, могут прожить более двадцати восьми лет. При этом они практически не стареют и не болеют раком425. Замедленное старение представителей этого вида выражается в том, что они мало меняются с возрастом и сохраняют репродуктивную функцию почти до самого конца жизни. В 2011 году в журнале Nature вышла статья, посвященная прочитанному геному голого землекопа426. Ученые надеялись, что сравнение генов этого вида с генами родственных видов позволит открыть причину его долгой жизни. Были выявлены многочисленные особенности генома этого удивительного грызуна, и хотя однозначных выводов о причинах его долголетия сделать не удалось, у ученых появилась масса гипотез для проведения дальнейших исследований.

Изучение голого землекопа позволило выяснить одну из причин его устойчивости к раку. У млекопитающих встречаются разные механизмы, защищающие от возникновения злокачественных опухолей, причем они дополняют друг друга, создавая многочисленные “слои" защиты. Давайте перечислим некоторые из них. Система репарации исправляет в клетках большинство ошибок в молекуле ДНК. Клетки, накапливающие много мутаций, уничтожают себя. Клетки не могут бесконечно делиться, если в них не включится ген теломеразы, достраивающей укорачивающиеся при каждом делении хромосомы. Клетки с некоторыми мутациями уничтожаются иммунной системой. В опухоль плохо прорастают кровеносные сосуды, ограничивая ее рост. Представьте себе сказочного монстра, который находится за дверью, запертой на множество засовов. Пока монстр не сломает все засовы, ему не выбраться наружу.