Вряд ли кто счел звоночком фильм «Парк Юрского периода», где опыты с генетическим материалом динозавров привели к катастрофе. А каковы реальные перспективы и риски генной инженерии?
Разумеется, Стивен Спилберг, снимая в 1993 году первую картину из будущей кинофраншизы, своей задачей видел коммерческий успех. А генная инженерия — как раз та самая штука, про которую мало кто знает, но зато всем страшно интересная. Еще бы, ведь в молекуле ДНК зашифрованы все сведения о строении и работе любого организма!
Молекула ДНК, как поясняет кандидат биологических наук Анна Ахова, разделяется на функциональные участки — гены. Именно в них зашифрована информация о строении конкретных белков. Набор этих белков в организме определяет весь спектр его признаков — вплоть до цвета глаз и структуры волосяного покрова что у человека, что у животного.
— Что получается? Чтобы добавить организму новое свойство, надо ввести в его ДНК ген, кодирующий нужный белок, и обеспечить условия для его экспрессии — т.е. протекания многоступенчатого процесса синтеза белка. Верно и обратное: чтобы избавиться от какой-то черты, можно удалить соответствующий ген или снизить уровень его экспрессии, — пояснила Анна Ахова.
Организм с нуля
Развитие данного направления науки дошло уже до того, что генные инженеры смогут создавать ранее не существовавшие формы жизни. Для этого из фрагментов ДНК разных организмов можно собрать ранее не существовавшие гены. Второй вариант — воспроизвести их химически.
Сейчас ученые работают с модификацией уже известных науке существ. Однако в будущем, как предполагается, технологии позволят создать искусственный организм с нуля. Пока же искусственный организм создан всего один — это небольшая бактерия с синтезированным ДНК.
Трансгенные продукты
По словам Анны Аховой, ГМО — т.е. генетически модифицированные организмы — уже сейчас вовсю применяются в сельском хозяйстве и для производства новых веществ.
— Как правило, генетические манипуляции ученые осуществляют над бактериями (в основном кишечной палочкой), мышами, крысами, сельскохозяйственными растениями и животными, — пояснила Анна Ахова.
Кстати, генные инженеры способны воспроизвести и некоторые природные процессы. Скажем, синтез гормонов человека, причем за пределами его организма. Они, например, извлекают ген человеческого инсулина и помещают его в бактерию. Эту бактерию переносят в специальную питательную среду, она может без всяких препятствий синтезировать гормон. Так и строится производство по получению инсулина, необходимого для людей, страдающих сахарным диабетом.
Для помощи пациентам
Еще один пример: при помощи генно-модифицированной кишечной палочки получают гормон роста соматотропин, применяемый для нормального роста и развития детей. Ведь он способствует удлинению костей с момента рождения ребенка и до конца его полового созревания. Схожим образом воссоздают белок интерферон, который справляется с вирусной инфекцией.
— Генетические манипуляции давно и прочно закрепились в медицинской науке. Они позволяют помогать больным людям как с помощью лекарств, так и с помощью модификации самих генов, — пояснила терапевт, врач высшей категории Лариса Алексеева. — Вакцины, кстати, это генномодифицированный продукт. Например, средство для профилактики COVID-19.
В аденовирус, как пояснила эксперт, встроен фрагмент генетического материала коронавируса, кодирующего особый белок, который вызывает иммунный ответ.
Методы генной инженерии ученые применяют для лечения генетически обусловленных заболеваний. В том числе — опухолей. Если развитие заболевания объясняется дефектом одного гена, то его можно заменить здоровой копией. Способов — два. Первый — гены выделяют клетки из организма пациента, генетически модифицируют и вводят обратно в организм. Второй вариант: сразу вводят улучшенную ДНК.
— Так, например, работает препарат для лечения талассемии. Это заболевание, при котором из-за поврежденного, дефектного гена снижается способность вырабатывать гемоглобин, — пояснила Лариса Алексеева. — Лекарство — это тоже ген, который упакован в вирус-«переносчик». Этот вирус в ходе терапии встраивается в ДНК стволовых клеток костного мозга — предшественников клеток крови.
Ешьте на здоровье
— Уникальный вариант вакцин — это трансгенные растения. Например, томаты, табак, бананы, морковь и картофель, в ДНК которых введены гены, чьи белковые продукты вызывают иммунный ответ. Сейчас разрабатываются съедобные вакцины для профилактики гепатита В, кори и холеры, — рассказывает Анна Ахова.
Работает схема так: вирус вводят в молодое растение. По мере его роста формируются вирусные белки, но — не инфекционная часть вируса. Человек съедает плод с такими белками, и иммунитет формирует антитела для борьбы с вирусом. Организм становится защищенным, а люди не заболевают. Чудеса!
Ученые улучшают и геном животных — чтобы повысить скорость их роста, качество мяса или шерсти, сопротивляемость болезням, изменить состав молока, а также снизить количество аллергенов и лактозы.
Кстати, первым генетически модифицированным животным, разрешенным к продаже в качестве продукта питания, стал лосось. За счет введения генов из тихоокеанской чавычи и американской бельдюги лосось растет быстрее.
СОБЛЮДАЕМ ОСТОРОЖНОСТЬ
Эксперты предупреждают о многих опасностях, связанных с генной инженерией. Так, например, халатность ученого, работающего с ГМО, может привести к тому, что эти организмы попадут в окружающую среду и там начнут взаимодействовать с дикими видами. Это способно привести к нежелательным последствиям, в том числе вытеснению дикого видового разнообразия и нарушению существующих экосистем.
Или вот еще одна опасность. В теории ученые имеют возможность создать множество модификаций человеческого генома, которые могут дать ему преимущества в борьбе за жизнь. Например, невосприимчивость к вирусам и бактериям, отсутствие наследственных заболеваний, способность к быстрой регенерации клеток и тканей с возможностью отращивать потерянные конечности и т.д. и т.п. Однако создание такого «идеального» человека может привести как минимум к перенаселению планеты, на которой и так живут свыше восьми миллиардов человек. И это только один из множества примеров негативного последствия создания «сверхчеловека». А ведь с его помощью кто-то может захотеть создать, например, непобедимую армию и устроить геноцид «простых смертных».
