Оригинал материала находится по адресу www.computerra.ru/122540/crispr/
7.05.2015

Homo sapiens 2.0: чем опасно улучшение генома?

Генная инженерия всегда была темой спорной: эксперименты с «исходными текстами» жизни по вкусу не всем, есть масса обоснованных сомнений — нравственного, религиозного, социального, биологического толка. И время от времени споры перерастают в скандал. Впервые это случилось в 70-х годах, когда были разработаны первые методы манипуляции генами. Тогда учёные смогли договориться о моратории на внедрение потенциально опасного «кода» в живые организмы. Но уже в нулевых страсти разгорелись с новой силой: на сей раз причиной стали трансгенные продукты питания (см. «ГМО: деньги, рак и дутые сенсации»). За последние пару лет поутихли и они, но — только чтобы уступить место очередной генноинженерной бузе. В центре её новая технология, значительно упростившая модификацию спирали ДНК и тем самым сделавшая практически возможными эксперименты с наследственностью человека.

Напряжение здесь росло несколько лет и последней каплей, переполнившей чашу терпения общественности, стала работа группы китайских учёных, отчёт о которой был опубликован во второй половине апреля. Суть: применив технологию манипуляции генами под названием CRISPR (иногда её ещё называют CRISPR/Cas-9), китайцы смогли вычистить из оплодотворённой яйцеклетки человека генетический дефект, ответственный за смертельно опасное заболевание.

Работа, впрочем, получилась не столько прорывная, сколько скандальная: взяв для опыта 86 эмбрионов, авторы добились нужного результата лишь в незначительном количестве случаев, попутно отметив неожиданно большое количество незапланированных мутаций в других участках генома. Из чего сделали вывод, что для практической коррекции генов человеческого зародыша технология пока ещё не готова. И это почти дословно повторяет вердикт, вынесенный тому же методу другими учёными чуть раньше. Однако китайцы рискнули поставить и рассказать про опыт на оплодотворённых яйцеклетках человека, чем и вызвали шум: далеко не все согласны, что такие эксперименты вообще стоит разрешать.

Чтобы понять, почему так строги критики, стоит углубиться в техническую часть. CRISPR — совсем свежая разработка, в «копирайтах» которой светятся российские, американские и европейские институты, компании и имена. За низкоуровневыми подробностями лучше обратиться к специальным источникам (вот хорошая русскоязычная статья в «Химии и жизни»), если же упрощённо, суть метода в следующем. Манипулировать генами, то есть разрезать и клеить спираль ДНК в нужном месте, вырезать из неё куски и вставлять новые, включать и выключать нужные последовательности, наука научилась ещё в прошлом веке. Однако для практических работ на многоклеточных организмах эти методы не годятся, поскольку требуют недель и месяцев труда. CRISPR же — очень удачно названный «умными ножницами» — ускоряет работу на несколько порядков.

CRISPR использует имеющийся в каждой живой клетке механизм «ремонта» спирали ДНК: клетке скармливают специально составленную белковую молекулу, содержащую метку того куска, который надо «починить» (т.е. заменить), и клетка сама же выполняет замену. Это очень точно и очень быстро, а потому обещает невероятные вещи: лечение рака, замену антибиотикам, и — главное — генетические операции на многоклеточных организмах. С помощью CRISPR операция на тысячах клеток одновременно (включение/выключению генов, замена кусков генома) занимает лишь пару суток. Так что не будет преувеличением назвать разработку этого метода революцией в генетике: работа кипит, последние два года были результативней, чем последние двадцать!

Применив CRISPR к человеческому эмбриону (либо к неоплодотворённой яйцеклетке, сперматозоидам), можно избавить зародыш человека от обнаруженных генных дефектов. Вышеупомянутая китайская группа пыталась сделать именно это, «вычистив» одну из форм анемии. Дефекта не будет и у детей, которым когда-нибудь человек с исправленным геномом свой генетический материал передаст. Фантастика, ставшая реальностью! Ну или почти так. Почти — потому что есть несколько существенных оговорок.

Во-первых, как ожидалось (и китайские исследователи подтвердили), эффективность CRISPR при применении на эмбрионе человека оставляет желать лучшего: замена происходит не в каждой клетке, причину этого только предстоит выяснить. Во-вторых, точность CRISPR тоже пока невысока: «умные ножницы», бывает, «стригут» не там где нужно, а проконтролировать результат их работы в настоящем эмбрионе, подготовленном к вживлению, почти невозможно.

Наконец, в-третьих, последовательность генов — это не совсем аналог компьютерной программы. Действительно, каждый ген отвечает в организме за что-нибудь, но проблема в том, что таких назначений может быть несколько, да и комбинации генов тоже имеют смысл. Пока мы не выясним полностью, за что отвечает тот или иной ген, менять его — значит подвергать риску не только конкретного индивида, но и цивилизацию. Ведь «улучшенный» человек передаст свой генный материал потомкам, от них он разойдётся дальше — а что если поколения спустя вскроется опасный побочный эффект?

Слово «улучшенный» здесь не случайно. Есть обоснованные опасения, что CRISPR станут применять не только по медицинским показаниям (т.е. не только для лечения болезней), но и из желания улучшить ребёнка. Посмотрите на Индию и Китай, где уже сейчас баланс рождаемости перекошен в сторону сильного пола (к середине века, если всё пойдёт так же, им предрекают жестокий семейный кризис: на двух молодых людей, желающих завести семью, будет только одна девушка). Происходящее там позволяет утверждать, что ради сиюминутной эгоистической выгоды человек способен на всё, в том числе и исправление генетического кода. Скажем, почему бы не подправить геном будущего ребёнка для повышения его IQ, коррекции цвета кожи, роста? Родители исходят из понятной цели облегчить отпрыску социализацию, а долгосрочные последствия (тем более — последствия для цивилизации) мало кого волнуют. Есть спрос, будет и предложение: корректировать геном станут в полулегальных азиатских клиниках совершенно так же, как сегодня лечат зубы и имплантируют силикон.

Отсюда естественный вопрос: как не допустить, чтобы «умные ножницы» прошлись по человечеству? Учёные, работающие с CRISPR, конечно, понимают проблему, но полярно расходятся во мнениях относительно решения. Только за эту весну было сделано два предложения за подписью учёных со всемирно известными именами.

Авторы одного коллективного письма, опубликованного журналом Nature, называют опыты с наследственностью человека (в английском есть термин germ line) нравственно неприемлемыми — именно из-за непредсказуемых последствий для будущих поколений. И призывают учёных присоединиться к добровольному мораторию. В представлении авторов этого письма даже работы по терапевтической модификации опасны, поскольку прокладывают дорогу к нетерапевтическим вторжениям в человеческий геном. Однако, почти одновременно, другая группа генетиков, в Science, ратует за продолжение изысканий: пытаться остановить их сейчас всё равно уже невозможно, ведь оперировать генами благодаря CRISPR стало так просто!

А рынок сделал свой выбор: есть сведения, что уже несколько научных коллективов, включая и принадлежащие частным компаниям из США, Европы и, конечно, Китая, ведут исследования с прицелом на применение CRISPR в процессе экстракорпорального оплодотворения — попросту, для коррекции наследственности у «детей из пробирки». В развитых странах, правда, пробиркой всё и ограничится, поскольку закон запрещает доводить подобные эксперименты до беременности. Но наверняка найдутся государства, где закон не столь строг. Взять хоть ту же Поднебесную.

P.S. В статье использованы иллюстрации ZEISS Microscopy, Lunar Caustic, Weird Beard.


Cas-9,CRISPR,генная_инженерия,ГМО,здоровье,человек,биотех

На форуме есть подходящий раздел.