Знание-сила, 2007 № 11 (965) - [2]
Ну, а мы станем для этих микробов (пока только для них) тем же, чем Господь Бог древних мифов для людей — станем их Творцами, породим их, правда, не по образу и подобию своему, а по своему тонкому расчету. (И когда-нибудь, шутят ученые, миллиарды лет спустя, разумные потомки данных микробов будут ломать голову над тем, как зародилась жизнь и не сотворил ли ее Бог или какой-нибудь «разумный творец».)
В отдельных экспериментах биологи уподобляются инженерам, взявшимся проектировать автомобиль, в котором были бы принципиально иными не только руль или колеса, но даже любые винты. Например, Джек Шостак из Медицинского института Говарда Хьюза попытался вернуться к истокам и воспроизвести в пробирке тот миг начала жизни, когда среди неодушевленной материи возник первый живой организм, случайный конгломерат органических молекул. Экспериментируя с простыми жирными кислотами, образующими в воде пену, он создал примитивные искусственные клетки — «мембранные пузырьки» (везикулы), содержащие молекулы рибонуклеиновых кислот (РНК). Эти пузырьки спонтанно увеличивались в размерах, всасывая оказавшиеся рядом с ними другие пузырьки — «поедая» их. В этом причудливом сообществе шла настоящая борьба за существование. Иногда при копировании РНК происходили случайные сбои, вследствие чего молекулы РНК в какой—нибудь клетке начинали размножаться быстрее и количество их росло, а значит, везикула быстрее других росла и поглощала соседей. Так среди этих квазиживых существ наблюдалась эволюция буквально в дарвиновском смысле этого слова.
Если из протоклеток, созданных Шостаком, когда—нибудь возникнут подлинные, пусть и очень примитивные, клетки, которые будут и далее размножаться и развиваться, они станут первыми на нашей планете живыми организмами, с коими у нас, людей, не будет никаких общих предков. И от этой мысли может закружиться голова у самых трезвых исследователей биоты. До сих пор мы лишь мечтали отыскать не родственные нам живые организмы где-нибудь на других планетах — в марсианском грунте, в водах Энцелада или Европы (имеется в виду спутник Юпитера. — А.В.).
Простое «соперничество молекул» в пробирке заставляет думать о том, что жизнь имманентна нашей Вселенной; ее появление в той или иной части космоса неизбежно. Появление, соперничество, естественный отбор, случайные мутации, дающие преимущество... Эти законы торжествуют и на самых дальних планетах — подобно тому, как в масштабах этих планет действуют и законы механики Ньютона, и правила геометрии Евклида.
Другие исследователи упрощают задачу, то есть берут готовую форму — бактерию известного образца и, удалив ее геном, заново конструируют его, избавляясь от всех генов, без которых бактерия может обойтись. Этот минимум подразумевает способность микроба к размножению и мутации; он также должен обеспечить нормальное протекание процессов обмена веществ. Все остальные функции биотехнологи именуют «балластом», а потому можно обойтись без генов, отвечающих за них.
Судя по всему, Господь Бог был маньеристом, даже творя микробов, — их организмы отягощены, на наш взгляд, избыточной сложностью. «В природе организмам непременно требуются какие-то специальные гены, чтобы выдерживать, например, жару или холод. Лабораторному организму они не нужны. Он обойдется минимумом генов, ведь он не должен ни к чему приспосабливаться», — сказал в одном из интервью американский исследователь Крейг Вентер.
Микробы «нового поколения», создаваемые в лабораторных условиях, отличаются простотой структуры. Они будут состоять из минимально необходимого числа генов и отдельных дополнительных генов, которые заставят эти организмы трудиться на нас. Превратить живые организмы в простые, программируемые биосхемы, наподобие компьютерных микросхем, — вот задача для нового поколения биологов.
Именно этой задачей руководствовался Крейг Вентер, прославившийся семь лет назад расшифровкой (секвенированием) человеческого генома. Вместе с нобелевским лауреатом по медицине Гамилтоном Смитом он в течение нескольких лет выяснял, какие именно гены нужны бактерии Mycoplasma genitalium, у которой всего 515 генов — меньше, чем у любого другого существа на нашей планете. Более сотни генов оказались «лишними». Искусственную бактерию произвели путем удаления из микоплазма гениталиум ее генетического материала и введения новых генов, созданных химическими методами.
В «улучшенный» геном микоплазмы можно безбоязненно вводить гены, отвечающие за функции, которые не были прежде ей присущи. Можно, например, заставить этот микроб вырабатывать дешевый водород или этанол — очень перспективные энергоносители, причиняющие минимальный ущерб окружающей среде.
31 мая этого года Институт Крейга Вентера подал в патентное ведомство США заявку на патент искусственной бактерии, получившей название Mycoplasma laboratorium. Данная работа стала важной вехой в становлении синтетической биологии. Подача же патента — это попытка перейти к коммерческому использованию ее достижений. «Если мы создадим бактерию, вырабатывающую новый вид топлива, это будет первая бактерия на миллиарды долларов», — без обиняков высказался Крейг Вентер, обещавший добиться таких успехов в синтетической биологии, что нефть со временем будет не нужна.
