Когда фантастика становится наукой: Как изменится жизнь с ДНК2.0

Сегодня наука шагнула далеко вперед: то, что ещё несколько десятилетий назад казалось фантастикой, становится частью повседневной реальности. Ученые уже умеют редактировать гены, в том числе человеческие, возрождать исчезнувшие виды животных, а в перспективе — возможно, даже создавать новые формы жизни.

Когда наука сможет клонировать человека? Может ли редактирование ДНК избавить человечество от наследственных болезней? Где проходит грань между научным прогрессом и этическими ограничениями? Об этом и многом другом в эфире программы «Знаете ли вы?» рассказал биолог, популяризатор науки Александр Панчин.

Партнер серии интервью о науке и технологиях — Tеаm Telecom Армения.

Играть в Бога или переиграть Бога

Можно ли считать современные генные технологии попыткой «играть в Бога» — или это всего лишь использование инструментов, которые сама природа уже предоставила человеку? Этот вопрос не раз становился предметом философских и этических споров. Александр Панчин предлагает на него ироничный, но в то же время глубокий ответ.

По его словам, сам термин «игра в Бога» изначально был создан с упреком:ученые делают нечто опасное и могут за это поплатиться. Но Панчин говорит об этом с юмором: «Я обычно шучу, что мы Бога переиграли». Он объясняет, что наука сегодня действительно позволяет создавать то, чего в природе никогда не существовало.

Речь идёт не просто о классическом редактировании ДНК, а о фундаментальных изменениях. Например, если естественная ДНК всех существ на Земле (человека, бактерий и т.д.) состоит из четырёх нуклеотидов — A, T, G, C, — то учёным удалось создать восьмибуквенную ДНК, которая не только работает, но и функциональна. В природе такого не встречается, но в лаборатории — уже возможно.

Другой пример — создание новых видов. Панчин напоминает, что селекция сама по себе давно занимается выведением новых организмов. Однако совсем недавно наука перешла на качественно новый уровень. Он приводит в пример случай с так называемыми «лютоволками»: это не буквально вымершие древние животные, а серые волки, которым внесли целый набор генных модификаций, сделав их похожими на исчезнувших предков. Это стало возможным благодаря редактированию сразу нескольких генов.

Суть подобных экспериментов, по словам Панчина, не столько в том, чтобы буквально «воскресить» вымерший вид, сколько в отработке и демонстрации мощных технологий. А это, в свою очередь, вдохновляет развивать их дальше — в том числе и для решения медицинских задач, борьбы с тяжёлыми заболеваниями и, возможно, трансформации самого человека.

Новые горизонты: зачем науке восьмибуквенная ДНК

Комментируя возможные преимущества восьмибуквенной ДНК, Александр Панчин объясняет, что в природе белки формируются из ограниченного набора — двадцати стандартных аминокислот. Хотя иногда в процесс включаются и редкие, модифицированные аминокислоты, общее разнообразие остается довольно скромным. Это ограничение заложено в «операционную систему» жизни, условно выражаясь, — в тот биологический код, который передаётся традиционной четырёхбуквенной ДНК.

Создание восьмибуквенного генетического кода можно рассматривать как переход на совершенно новую операционную платформу. Панчин поясняет: это позволило бы зашифровывать гораздо больше аминокислот, тем самым значительно увеличивая разнообразие белков, которые могут синтезировать живые организмы. Причем базовый функционал клеток при этом сохраняется — изменения могут быть добавлены в виде «приставки» к существующим генам.

«Представьте, — говорит он, — что у вас есть поваренная книга, и вы вдруг получаете доступ к совершенно новым специям, которые раньше не использовались в традиционной кулинарии. Это как раз и позволяет сделать восьмибуквенная ДНК — расширить рецепт жизни».

В числе других потенциальных применений — контроль над безопасностью генно-модифицированных организмов. Панчин приводит гипотетический пример: можно сконструировать такой ген, который будет стабильно работать только в условиях лаборатории, где организму доступны редкие искусственные нуклеотиды. За пределами лаборатории, где этих «букв» нет, такой ген просто распадается или становится неактивным. По словам Панчина, это пока экзотический сценарий, но в некоторых прикладных разработках он может оказаться весьма полезным

Будущее на вкус: как белки помогут не только в медицине, но и в похудении

Панчин отмечает, что будущее  технологии восьмибуквенной ДНК в появлении экзотических организмов, с помощью которых люди научатся производить уникальные белки — в том числе с медицинскими свойствами. 

«Белки — это вообще невероятно разнообразный класс молекул. Паутина паука — белок. Коллаген — тоже белок. Есть ферменты, которые ускоряют химические реакции. А теперь представьте: мы можем расширить этот арсенал за счет компьютерного моделирования, предсказывая свойства белков по их аминокислотам», — отмечает он.

В качестве примера Панчин рассказал о чудо-белке — миракулине.  

«Вы его съедаете,  и кислое воспринимается как сладкое. Лимон вдруг становится сладким, потому что белок влияет на рецепторы. А есть белки, которые в тысячи раз слаще сахара, но без калорий. Хотите сладкое — ешьте белковый заменитель сахара (например, бразеин), и ваш организм получает сладость без вреда для фигуры. Белок легко усваивается и безопасен», — заявил он.