Юный техник, 2010 № 09 - [9]
Работа и в самом деле проведена большая. Ведь начало эксперименту было положено еще в 1995 году, когда ученые расшифровали геном простейшей бактерии Mycoplasma mycoides — обладателя самого маленького генома среди организмов, способных самостоятельно размножаться в лабораторной культуре.
Текст, который распечатал принтер, представил собой набор из миллиона букв A, G, С и Т, скомпонованных в определенной последовательности и обозначавших четыре нуклеотида, из которых состоит цепочка любой молекулы ДНК.
Затем среди 500 генов, записанных в ДНК бактерии, ученые выявили так называемые гены «домашнего хозяйства» — они отвечают за жизнедеятельность клетки.
Еще около 100 генов определили как «гены роскоши», которые регулируют второстепенные функции бактерии, то есть то, что она делает для внешнего мира.
Затем компьютерный файл снова отредактировали, то есть в цепочку нуклеотидов вместо некоторых «генов роскоши» исследователи вставили фрагменты ДНК, в которых были зашифрованы четыре блока новой информации. Получившийся текст генетики разбили на 1000 фрагментов по тысяче букв каждый. Фрагменты отправили в одну из фирм, занимающихся синтезом ДНК на основе подобных текстов. Синтез каждого нуклеотида в цепочке сегодня стоит 1–2 доллара. Таким образом были получены 1000 кусков ДНК по 1000 нуклеотидов в каждом.
Колония синтетических бактерий под микроскопом (вверху) и схема эксперимента по замене ДНК клетки.
Почему не заказали синтез сразу всей цепочки из миллиона букв? Дело в том, что синтез длинных кусков ДНК пока еще не отработан как следует; это очень сложная технологическая задача. Ее Крейгу Вентеру и его коллегам пришлось уж решать самостоятельно. Они брали по 10 кусочков из 1000 нуклеотидов и вставляли их в клетки дрожжей. В конечном итоге им удалось добиться своего: в дрожжевых клетках были получены целые геномы длиной в миллион нуклеотидов.
Готовую цепочку ДНК исследователи вставили в бактерию Mycoplasma mycoides и увидели, что в некоторых случаях происходит замена генома на искусственный. То есть синтетическая хромосома взяла клетку полностью под свой контроль. Более того, искусственные клетки стали нормально размножаться и образовали собственную колонию, радуя своих создателей плодовитостью.
Однако именно эта плодовитость вызвала определенную настороженность. Сотрудники Института Крейга Вентера немедленно проинформировали о достигнутых ими результатах Белый дом. Одна из причин доклада в столь высокие инстанции заключается в том, что разработанная технология может, в частности, использоваться для синтеза биологического оружия, получения возбудителей еще невиданных на нашей планете болезней.
Впрочем, сами ученые подчеркивают исключительно мирный характер своих исследований. Например, с помощью синтетических микробов можно будет наладить производство тех или иных медикаментов. Имея в своем распоряжении новую технологию, можно помочь и в ликвидации последствий техногенной аварии в Мексиканском заливе. Ведь технология позволяет в кратчайшие сроки создать микробы, питающиеся нефтью. Более того, руководитель исследования заявил: «Если мы сумеем заставить клетки производить то, что нам нужно, то сможем вскоре вообще отказаться от нефтедобычи и получать все, что нам нужно, улавливая углекислоту из атмосферы. И таким образом хотя бы частично сократим урон, наносимый нами окружающей среде»…
Казалось бы, благие начинания. Тем не менее, вокруг «синтетической клетки» разгорелись споры. Некоторые эксперты полагают, что значение открытия вообще сильно преувеличено и есть более эффективные и безопасные технологии, позволяющие добиться тех же результатов. Так, генетик из Кембриджского университета в Великобритании Гос Миклем прямо сказал: «На сегодняшний день этот подход вряд ли вытеснит существующие методики генной инженерии».
Подобной точки зрения придерживается и директор Института микробиологии имени С. Н. Виноградского, член-корреспондент РАН Валерий Гальченко. По его мнению, за 3,5 млрд. лет существования жизни на Земле природа уже испытала все возможные варианты геномов. Одни организмы выживали, другие оказывались нежизнеспособны. Так что вряд ли сегодня ученые смогут создать какой-то особенный ген. Если его нет, значит, он не прошел естественный отбор…
Заведующий лабораторией Института молекулярной генетики РАН, доктор биологических наук Петр Сломинский, хотя и подчеркивает, что группа Вентера совершила прорыв в науке, положив начало практике биоконструирования, когда можно из кусков различного генетического материала собрать некий организм, который начинает нормально размножаться, но нельзя забывать и о безопасности. Необходимо предусмотреть возможность в любой момент прекратить жизнедеятельность искусственных микробов.
Доктор Хелен Уоллес из британской организации Genewatch UK тоже опасается, что новые организмы, однажды вырвавшись из лаборатории на свободу, начнут уничтожать не загрязнения, а саму природу. Она обвинила доктора Вентера в том, что, подчеркивая достоинства своей разработки, он умалчивает о реальной угрозе, которую она может принести.
