Президент поставил задачу отредактировать человека

Владимир Путин призвал раскрыть и использовать необозримые возможности генетических технологий. К чему это может привести? Цель – к улучшенному человеческому организму. А что будет на деле?

Геном как справочник. В 10 тысяч томов

Что такое геном, в наше время слышал практически каждый человек с образованием больше восьми классов. Это, говоря всё же немного научно, совокупность элементов биологической информации, необходимой для построения и функционирования организма.

Подчеркнём последнее слово. И оценим лихость нашего захода, взятого, в общем, из мотивов того, что написано в прессе по генным технологиям, задачам, поставленным президентом, и будущим перспективам всего этого направления.

Ибо человек – это, безусловно, организм. Но организм – ещё не человек. Вирус – тоже организм (хотя и непонятно какой). Человек же – прежде всего душа. И разум. Которые в организме всего лишь обитают. И потому договоримся, что называется, на берегу: генные технологии – это про организм. И когда говорят по этому поводу о редактировании человека, речь идёт не о нём, с душою и разумом, а всего лишь о его теле. В котором человек обитает.

Мутации бывают значимые и незначительные, но все оставляют в ДНК метки о себе. Фото: Andractor/ Shutterstock

Слово "редактирование" тут тоже не случайно. Дело в том, что геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни построены из молекул ДНК. В этих молекулах имеются участки, несущие какую-либо целостную информацию. Например, о правильном для данного организма строении белка. Или строении других функциональных молекул, которые определяют рост и функционирование организма.

Вот эти участки и называются генами. В них и прописан тот самый наш наследственный код, благодаря которому из соединения двух первоначальных клеток от отца и матери мы вырастаем людьми. А не, скажем, кошками. Хотя как раз к кошкам претензий никаких. Разве что в те минуты, когда во время самого сладкого утреннего сна они топают по тебе, намекая на свою пустую кормушку.

Геном – соответственно, совокупность генов. В зависимости от количества последних геномы делятся на компактные и обширные. Чем больше геном, тем сложнее организм.

В свою очередь, гены состоят из неких базовых органических соединений, называемых нуклеотидами. Что за соединения? Любой биолог пожмёт плечами: это фосфорные эфиры нуклеозидов. Элементарно, Ватсон! Но мы договорились язык не заплетать, а потому выделим основное: нуклеотиды – что-то вроде букв, сочетания которых и передают наследственную информацию. Соответственно, гены – это слова и предложения, а геном – справочник, из них составленный. Если считать, что на одной машинописной странице умещается примерно 500 слов, этот "справочник" тянет на 6 миллионов страниц. По 600 страниц в книге – вот вам и 10 тысяч томов описания среднего человека. Точнее, его организма.

Вот и судите о сложности собственно человека.

Геном как предложение. Грамматическое

В начале нынешнего века учёным удалось определить, как все эти миллиарды "букв" расставлены. Геном был расшифрован. Или, как говорят учёные, секвенирован.

И обнаружилось много всего интересного. Например, описания тех или иных форм, качеств и свойств организма. И их изменений. И инструкции по защите организма от болезней, написанные, как военные уставы, кровью. Кровью тех, кто не выжил, и жизнью тех, кто приобрёл и передал по наследству те полезные изменения в организме, что помогли выжить. Там же хранятся заветы по приспособлению к той или другой среде обитания, к той или иной пище, к тому или иному климату.

Наконец, в этих "томах" хранятся сведения об изменениях генов на протяжении веков – мутациях. Тоже полезных и вредных, а также таких, которые определяют индивидуальные особенности каждого человека. Грубо говоря, это изменения в тексте, которым написан геномный "справочник".

В целом текст у всех одинаковый. Различается одна буква на тысячу. Но в сумме получается 3 миллиона разных "букв".

Мутации бывают значимые и незначительные, но все оставляют в ДНК метки о себе. Словно в дневнике школьницы, где условными значками обозначается, кто из одноклассников на неё томно поглядел, кто пригласил в кино, а с кем она даже поцеловалась.

Геном – это не только будущая эффективная индивидуальная медицина и избавление от наследственных болезней, но ещё и мощный конструкционный материал. Фото: Andreas Arnold/dpa/ Globallookpress

"Дневник" этот тоже передаётся по наследству. Таким образом, каждый из нас является хранителем истории наших предков, записанной в виде набора особых последовательностей "букв"-нуклеотидов. И по отметкам о мутациях можно заглянуть в прошлое на десятки, а то и сотни тысячелетий. Скажем, у первобытного товарища по имени (если у них были имена) У произошла мутация А. Соответственно, все потомки товарища У её унаследовали. И обозначить их можно как У(А). Затем у одного из правнуков вышеуказанного члена первобытного общества произошла следующая мутация. Например, Б. Его потомки понесли уже запись У(АБ). А вот по другой линии потомков У произошла мутация В. И понесла эта линия запись У(АВ).

Соответственно, кроме собственно значимых биологических признаков – типа отличия человеческого организма от кошачьего, – по геному можно проследить и, так сказать, родовую историю каждого человека, историю по его предкам. Которая индивидуальна, как неповторим набор переживаний юной особы.

Ну а дальше вопрос: если природа может менять "буквы" в геноме, то почему бы и нам, людям, это не начать делать? Раз уж мы всё равно это трёхмиллиарднобуквенное "предложение" прочитали? Тем более что на самом деле геном не столько справочник, сколько конструктор. В котором поменяй пару деталек – и вот уже вместо подъёмного крана у тебя инвалидная коляска…

Геном как объект. Для редактирования

Если в историю нашего личного дневника, заполненного предками, изменений внести нельзя – запись есть запись, – то в биологическую часть "конструктора" уже можно. Что и доказал в конце 2018 года китайский учёный Хэ Цзянькуй, когда объявил о рождении первых в истории человечества детей, ген которых был так отредактирован, что эти две девочки должны стать невосприимчивы к ВИЧ.

Здесь важно отличать редактуру гена от его модификации. Модификация – это добавление в "конструктор" человека (или животного, или растения) несвойственных деталей. И появляется именно генно-модифицированный организм, который непонятно что может дальше выкинуть и во что превратиться. Это направление эволюции организма по новому, неизвестному и потенциально опасному пути.

А вот редактура – это операции именно с собственным "конструктором". Тот же профессор Хэ Цзянькуй, как сообщалось, сумел ввести китайским девочкам-близнецам уже имеющуюся в природе мутацию, благодаря которой около 1 процента людей устойчивы к ВИЧ от природы. А можно и удалять какие-то участки ДНК, которые из поколения в поколение передают ошибочную генетическую информацию. Разница с ГМО тонкая и подчас в законодательстве разных стран не учитываемая, но на деле, отметим, принципиальная.

Сообщений в научной литературе о том, что могут дать технологии работы с геномом, становится всё больше. Человечество воистину открыло новый мир конструкционных материалов. Например, в Национальном исследовательском университете ИТМО из фрагментов ДНК сконструировали робота, который, как предполагается, сможет распознавать и затем уничтожать раковые клетки по всему организму. Этот наноробот обнаруживает те молекулы РНК, которые превращают – кодируют – обычные белки в патогенные, которые начинают бесконтрольно размножаться, образуя раковые опухоли. Далее он расщепляет внутренние связи в патогенных РНК, как бы "разрезает" эти молекулы. Соответственно, выработка связанных с болезнью белков прекращается.

А вот в одном из американских университетов подошли к тому, чтобы создавать компьютеры на базе живых клеток. Ведь что такое компьютер? Это комплекс логических элементов. Кто сказал, что они могут быть только электронными? А если создать с помощью генной инженерии искусственные белки, функционирующие как логические элементы?

Говорят, и создали.

Геном как новый мир. Для конструирования

А вот тут уже самое время вспомнить одну из важнейших концепций президента НИЦ "Курчатовский институт" Михаила Ковальчука, которую он неустанно пропагандирует. Точнее говоря, это уже целое направление в науке – нано-био-информационно-когнитивные технологии. Но в основе лежит концепция: природа многое умеет лучше нас. Причём неизмеримо выгоднее энергетически и технологически эффективнее. Например, то, что может человеческий мозг с его энергопотреблением величиной с батарейку для фонарика, не может ни один наипроизводительнейший суперкомпьютер, запитывающийся от собственной электростанции, которая могла бы запитать немаленький город. Сколько там поднимает муравей относительно своего веса и размера, все мы знаем ещё со школьных примеров на уроках биологии. И так далее.

Таким образом, геном – это не только будущая эффективная индивидуальная медицина и избавление от наследственных болезней, но ещё и мощный конструкционный материал для какого-то фантастического количества новых биологических машин и механизмов. И компьютеров, да. Собственно, об этом и сказал президент Путин, когда отметил, что "по масштабу задач, прорыву, значению для страны программа развития генетических технологий сопоставима с атомными и космическими проектами ХХ века". Именно так:

От медицины и сельского хозяйства до промышленности и энергетики генетические технологии открывают колоссальные возможности. И мы должны их использовать в наших интересах, в интересах наших граждан, формировать, наращивать собственный научный и технологический потенциал.

Получилось бы.

Точнее, так: не получилось бы из этого нового Сколкова…