Нанонауки. Невидимая революция - [40]

Словосочетание «синтетическая биология» появилось в 1912 году на обложке научного сочинения, автором которого был французский врач Стефан Ледюк. Он интересовался проявлениями жизни и задумал воспроизвести их в своей лаборатории. Воспользовавшись солями металлов в растворах на основе углеродных, фосфорных или кремниевых соединений натрия, медик умудрился вырастить великолепные структуры, похожие на водоросли, колышущиеся на морской волне, — и его создания казались живыми.

Прошли годы, и этот термин вновь появился — он воскрес в 1978 году под пером автора редакционной статьи в журнале Gene («Ген»), провозглашавшего пришествие «эры биологии синтеза, когда биологи не станут довольствоваться описанием существующих генов, но постараются построить новые»[19].

Считая, что жизнь сводится к расстановке сложных молекул, которые (заняв верное положение) и образуют биологические системы, поборники синтетической биологии не сомневаются, что в один прекрасный день им удастся создать живое. А пока они стараются изучить механизмы, действующие в клетке: выяснить, как внутри нее циркулирует информация, как работают внутриклеточные регуляторы, как взаимодействуют между собой гены и белки, как клетка общается с соседями и окружением и т. п., чтобы потом воспроизвести познанные механизмы. Они думают и об изобретении неведомых самой природе функций, и о «программировании» клетки на выполнение новых, то есть прежде не выполнявшихся ею, задач. Так, одну бактерию видоизменили так, что она, обнаружив какие-то — вполне определенные — молекулы близ себя, начала светиться, фосфоресцируя зеленым светом; ни о чем подобном эта бактерия конечно же и не помышляла, пока исследователь не подтолкнул ее на эту дорожку[20].

Не бывает жизни без информации — передаваемой, принимаемой или передающейся. Информация записывается в цепочках молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) почти во всех живых организмах. Но все-таки не во всех. Да и было так, похоже, не всегда. Есть биологи, считающие, что сначала информация хранилась в молекулах РНК (рибонуклеиновой кислоты) — почти у всех вирусов РНК есть, и без ДНК они по большей части легко обходятся. Вообще-то между ДНК и РНК разница невелика, но РНК может еще и миллионнократно ускорять химические реакции — словно какой-то фермент. Раз уж РНК — и носитель, и хранитель информации, и катализатор, то естественно думать, что сначала появилась РНК, а уж потом ДНК, более устойчивая и более специализированная, — в сущности, ДНК занимается только информацией.

А как же в ней записываются те или иные сведения? Грубо говоря, ДНК содержит полное описание клетки. Цепочки ДНК — это своего рода приказы или команды, получаемые макромолекулами, присоединяющимися к ДНК. Они передают полученные команды «производственным машинам», вырабатывающим белки, необходимые для выживания клетки. Алфавит для записи информации состоит всего из четырех букв — нуклеотидов А, Ц, Г и Т, именуемых основаниями. Учредители синтетической биологии умеют синтезировать эти основания и приводить их в порядок. Итак, сначала они изготавливают искусственные ветви ДНК. Потом исследуют то, что получилось, проверяя, действительно ли искусственная ДНК функционирует так же, как естественная. Они вводят эти искусственные участки ДНК в бактерии и наблюдают за тем, что после этого происходит, надеясь понять жизнь через подражание ей, а потом, быть может, эту самую жизнь удастся воссоздать или сотворить заново. Таким образом уже были получены более 10 000 искусственных участков, а затем более 32 000 тех оснований, которые кодируют некоторые белки в бактерии Escherichia Coli. Кроме того, предпринимаются попытки синтезировать искусственные основания, непохожие на те (А, Ц, Г и Т), которыми пользуется известный нам мир живого. Так, в 2002 году японцы создали ДНК с шестью основаниями: к четырем естественным (А, Ц, Г и Т) они добавили два рукотворных — S и Y. Эксперименты показали, что бактерии способны включать в себя эти незнакомые им основания. А нельзя ли ожидать также и появления неведомых природе генетических кодов, новых белков или каких-то прежде неизвестных функций? Иными словами, а вдруг ученые, эти энтузиасты, создадут иные формы жизни? Пока что, однако, ни один диковинный кролик из колпака волшебника не выскочил.

Не так давно исследователи синтезировали вирус полиомиелита. Ну вот, вирус уже есть — значит, пора бы синтезировать бактерию, правда? «Технология производства» могла бы оставаться той же. Однако в геноме Escherichia Coli, бактерии из зауряднейших и самых распространенных, 4,7 млн оснований! Размах несколько иной, чем в случае вируса полиомиелита, для изготовления которого потребовалось синтезировать «лишь» 7200 оснований. Не диво, что биологи заинтересовались бактериями попроще и поменьше, чем Е. Coli. К примеру, американский биолог Крейг Вентер, участвовавший в расшифровке генома человека, работает с крошечной бактерией Mycoplasma genutalium: у малютки — 517 генов, что означает наличие каких-то 500 000 оснований! Некоторые гены кажутся бесполезными, или, точнее, неиспользуемыми. Весь вопрос в том, как бы поточнее определить, какие именно «гены» не нужны, да и угадать, сколько все-таки их нужно для жизни — речь о минимуме, понятно. По оценкам биологов, он примерно равен 250, что не кажется чем-то совсем уж недостижимым. Но никто не посмеет утверждать, что стоит подогнать друг к другу нужные основания, и возникнет жизнь.