Биология. Этика и генетика

Наиболее драматичным и богатым на события год выдался для биологии и генетики. Прорывы в этих областях заставили ученых, философов и даже политиков задуматься, насколько дорого человечеству обходится научный прогресс и как далеко научная мысль опережает развитие представлений о допустимом и недопустимом.

Стремительное развитие технологий редактирования генома в несколько предыдущих лет привело к тому, что теперь ученые могут произвольно заменять, удалять и модифицировать отдельные гены и даже «буквы» в ДНК. Исследователи и раньше умели делать это, но придуманная три года назад технология под названием CRISPR/Cas9, без преувеличения, произвела революцию в сфере «исправления» генетической информации. На редкость простой, дешевый, эффективный и довольно точный метод редактирования генома биологи позаимствовали у бактерий, которые используют эту систему как средство «ремонта» ДНК и заодно как встроенный «антивирус».

И одним из самых значимых событий в биологии в 2015 году стало использование системы CRISPR/Cas9 для модификации ДНК у человеческих эмбрионов.

Хотя они и были нежизнеспособны, но до сих пор подобных опытов не проводилось. Экспериментпровели китайские генетики. Они попытались использовать CRISPR, чтобы заменить у эмбрионов дефектный ген HBB, из-за которого развивается талассемия — тяжелое генетическое заболевание крови, приводящее к деформации черепа и костей, умственной отсталости и другим неприятностям.

Эксперимент в целом закончился неудачно и показал, что CRISPR пока нельзя применять для точечного редактирования генома: «молекулярные ножницы» Cas9 вырезают не только нужные сегменты ДНК, но и неповрежденные участки генетического кода. В принципе ничего удивительного в этой неудаче не было: ученые давно знают о «неразборчивости» Cas9 и разными способами пытаются увеличить точность этого фермента. И в декабре 2015 года один из создателей технологии CRISPR/Cas9, калифорнийский биолог Чжен Фан, сумел получитьновую версию Cas9, которая работает со стопроцентной точностью.

Китайские специалисты проводили опыты до того, как появилась высокоточная модификация фермента, но эта работа интересна не столько своими результатами, сколько реакцией общества. Начать с того, что целый ряд ведущих научных журналов по этическим соображениям отказался публиковать статью с описанием эксперимента. Когда работа наконец вышла, в научной и политической среде разразилась настоящая буря, которая заставила ученых задуматься обо всех плюсах и минусах подобных опытов, а политиков — о возможности их контролировать. Так что главным итогом неудачного китайского эксперимента стало разделение ученых на два лагеря: сторонников и противников моратория на опыты с CRISPR. Более того, на специально организованной конференции ученые пришли к выводу, что пока общество не готово к опытам, которые изменяют наследуемую информацию.

Человеческий эмбрион на 17-й неделе беременности. Ученые работали с зародышами на более ранних стадиях, но в будущем, возможно, они научатся редактировать ДНК и на поздних сроках. Фото: Darren Brode/shutterstock

При этом несовершенство Cas9 не помешало ученым проводить по-настоящему фантастические опыты с CRISPR: за этот год генетики научились использовать эту систему для того, чтобы«стирать» из клеток иммунной системы ВИЧ, а из клеток свиней — свиной эндогенный ретровирус, из-за которого органы этих животных нельзя пересаживать людям. «Чистые» свиные органы вполне годятся для трансплантологии, и их использование дает надежду тысячам людей, которые годами стоят в очереди на человеческие органы.

Не столь многочисленные, но не менее значимые успехи продемонстрировал конкурент CRISPR — так называемые TALEN-нуклеазы. Главным их достижением стало чудесное излечение от тяжелой формы рака крови годовалой девочки Лейлы, которой не помогли все остальные методы. При помощи генетической терапии исследователи удалили из ее иммунных клеток гены, которые заставляли их атаковать собственный организм. Кроме того, китайские генетики при помощи TALEN-нуклеаз создали необычную породу мини-свиней размером с кошку, которые уже стали популярными домашними питомцами в США. Кроме того, таких крошечных свинок гораздо дешевле содержать в лаборатории.

Еще одним крупным биологическим успехом 2015 года стала вакцина от лихорадки Эбола (rVSV-ZEBOV), эпидемия которой захлестнула страны Западной Африки в 2014 году. В конце июля этого года французские ученые и эксперты ВОЗ объявили о завершении клинических испытаний препарата, в которых была показана стопроцентная надежность вакцинации.

Именно благодаря этой вакцине мы уже давно не видим новостей о новых жертвах вируса: благодаря вакцинации их просто нет.

Вирус Эбола Фото: Cynthia Goldsmith/PHIL

Другим достижением прикладной биологии 2015 года стала генетически модифицированная семга: американская FDA (аналог нашего Роспотребнадзора) признала, что она полностью безопасна для потребителей. В отличие от диких собратьев, ГМ-семга созревает за 18 месяцев, а не за 36, а это значит, что фермерам не нужно лишних 1,5 года кормить прожорливых рыб. Также в 2015 году FDA разрешила продавать в США ГМ-яблоки и картошку, которые не темнеют в местах среза (а картошка к тому же выделяет меньше акриламида, когда ее жарят во фритюре. Подробнее о том, какие еще вкусные и полезные ГМО могут в ближайшее время появиться на рынке, читайте здесь.

Читать дальше.