«Специалисты США создали первую клетку, которая управляется искусственным геномом», – под таким сенсационным заголовком на прошедшей неделе в американском журнале «Science» появилась статья о достижении биологии, всколыхнувший весь научный мир. Команда ученых под руководством Крейга Вентера смогла создать искусственную бактерию с заранее заданными свойствами; микроорганизм оказался способен к размножению.
Милена Сигаева / «Здоровье-инфо»
Это стало новым шагом к осуществлению мечты многих биотехнологов: создать микроб с геномом определенных параметров для производства бесконечного количества редких веществ, например, сложных фармацевтических препаратов. Но, несмотря даже на такой успешный эксперимент, наука еще очень далека от создания искусственной жизни в полном смысле слова.
Создатели
Крейг Вентер – гениальный ученый микробиолог, «король» геномики (раздел молекулярной генетики, занимающийся изучением генома и генов живых организмов), первый человек, расшифровавший генетический код бактерии в 90-ые годы, а также предприниматель и организатор морской экспедиции в Атлантике. В 2000 году Вентер разработал новый подход к секвенированию, названный методом «дробовика», который оказался намного эффективнее традиционных методов, и с помощью которого он составил карту человеческого генома, состоящую из 3 миллиардов элементов. Создание живого существа с химически синтезированным геномом стало новым успешным проектом Вентера.
Вместе с Вентером работали 79-летний Нобелевский лауреат микробиолог Гамильтон Смит, биоинженер Дэниел Гибсон и еще 23 ученых.
Суть эксперимента
Колонии измененных бактерий Mycoplasma mycoides. Фото с сайта jcvi.org
В начале ученые расшифровали последовательность ДНК бактерии Mycoplasma capricolum, причем весьма тщательно, то есть определили ее полную геномную последовательность, внесли данные в компьютер, и заменили некоторые ее фрагменты другими. В результате получился модифицированный вариант бактерии другого реально существующего вида – Mycoplasma mycoides. Из четырех химикатов был синтезирован геном, который внесли в клетку, и который подчинил ее себе. Клетка стала размножаться, то есть искусственно созданная жизнь стала настоящей.
Чтобы эта новосозданная бактерия не исчезла бесследно в истории, Вентер и Смит вставили в геном свои имена, три цитаты из Джеймса Джойса и других авторов. Здесь они преследовали две цели. Во-первых, уникальные индивидуальные обозначения помогут выявить ответственную сторону в случае био терроризма или аварийного выброса клеток в окружающую среду. А во-вторых, с помощью этого кода они всегда помогут предъявить права собственности на созданные клетки.
Во благо
Крейг Вентер считает, что такое исследование сулит большие перспективы для человечества.
Микрофотография бактерии M. mycoides JCVI-syn1, полученная на сканирующем электронном микроскопе. Фото с сайта jcvi.org
Возможность «записывать генетический код», то есть разработка синтетического генома, позволит глубже проникнуть в клетки живых организмов. Ученые собираются изготовить минималистскую бактерию, снабженную всеми необходимыми генами для производства ферментов и белков, которая станет основой целого поколения различных организмов. В этом случае любой организм можно будет сконструировать подобно конструктору Лего. Станет возможным управлять клетками и организмами, их можно будет заставить выполнять какую-либо работу. Например, можно создать чистую воду, новые виды биологического горючего или источников питания, текстиля или современные лекарства в неограниченном количестве.
Одним из проектов, которым собирается заняться Вентер в ближайшее время, это создание искусственных водорослей с полным набором питательных веществ и микроэлементов. Затем в планах ученого – обучение синтетического генома производству вакцины от гриппа.
Во вред
У большинства людей, в том числе и в научном мире, открытие искусственной клетки вызывает серьезные опасения. Они называют эксперименты Вентера «играми в Бога». Вентер утверждает, что «подобные клише всегда используют, когда человек совершает глобальное открытие в биологии».
Микрофотография бактерии M. mycoides JCVI-syn1, полученная на сканирующем электронном микроскопе. Фото с сайта jcvi.org
Пэт Муни, директор ETC Group, находящейся в Канаде международной частной организации, ведущей наблюдения за технологиями, называет открытие Вентера «ящиком Пандоры», считая, что «синтетическая биология – это поле деятельности с высоким риском, мотивацией которой является лишь выгода». «Мы знаем, что искусственная жизнь, созданная в лаборатории, может стать биологическим оружием, и тогда она начнет угрожать естественному биоразнообразию мира», – заявил он в коммюнике.
Однако ученые во главе с Венторем, зная о возможных проблемах, делают все возможное, чтобы синтетические клетки бактерий не могли бы выжить за пределами лабораторий или других условий производства. Этого можно добиться, например, обеспечив зависимость организмов от определенного вида питательных веществ, без которых его существование не будет возможным. Кроме того, при создании их можно снабдить «генами самоуничтожения», которые будут срабатывать при попадании организма за пределы лаборатории или той среды, где он вырос. Поддерживать жизнь синтетических клеток непросто даже в идеальных условиях лаборатории. Поэтому, их аварийное попадание в окружающую среду, скорее всего, приведет к стремительному уничтожению этих клеток.
Еще одно мнение
Некоторые ученые рассматривают открытие Вентера как интересное, но абсолютно бесполезное. Прежде всего, его достижение все же нельзя назвать созданием «новой» жизни. Новое – это то, что никогда не существовало. А полученная клетка – просто повторное создание уже существующей живой бактерии, но только с простетическим, то есть созданным в лаборатории, геномом. По словам многих ученых, искусственные организмы можно получить и более простыми и доступными способами. Во всем мире уже давно умеют изменять гены, вставлять и убирать из генома любые куски. «Для того чтобы сделать, например, бактерию-производителя лекарств, совершенно необязательно заново создавать целый геном», – отмечает биолог Евгений Нудлер, профессор биохимии Нью-Йоркского университета и заведующий московской лабораторией молекулярных механизмов старения «Геронлаб».
Однако, Крейг Вентер – не просто изобретатель и ученый, это человек с очень сильной коммерческой жилкой. Он видит серьезное будущее у своего изобретения и не остановится на достигнутом.
