Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Уже не раз художественные выдумки фантастов воплощались учеными в реальность. Телефон, подводная лодка, ракета и многое-многое другое. И вот снова идея фантастических романов обрела реальную основу - на этот раз в области генной инженерии. Вполне возможно, что мифический «источник молодости» найден, и это как раз заслуга генетиков. Ведь пока неизвестны точные механизмы старения, но доказано, что процессы увядания напрямую зависят от состояния теломер - концевых участков хромосом: чем они длиннее, тем дольше живет человек.

В 2016 году 45-летняя директор BioViva USA Inc. Элизабет Пэрриш (Elizabeth Parrish) утверждала, что успешно прошла курс генной терапии против старения. Терапия предполагала устранение двух основных эффектов от процесса старения: укорачивание теломер и потеря мышечной массы.

Теломеры - это участки хромосом, которые отвечают за количество делений клетки до ее уничтожения. Хотя длина теломер у каждого человека индивидуальна, рождается человек с длиной теломер 15–20 тыс. пар нуклеотидов, а умирает с длиной 5–7 тыс. Длина их постепенно уменьшается за счет процесса, называемого пределом Хейфлика , - это количество делений клеток, примерно равное 50. После этого в клетках начинается процесс старения. В ходе исследований выяснили, что ДНК может восстанавливаться за счет фермента теломераза , который взаимодействует с теломерами и «возвращает» их изначальную длину.

Процесс восстановления теломер на данный момент запускает модифицированная РНК, которая несет в себе ген обратной теломеразной транскриптазы (TERT). После того как РНК была введена в теломеру, она повышает активность теломеразы на 1−2 дня. За это время она активно удлиняет теломеры и после этого распадается. Полученные в итоге клетки ведут себя аналогично «молодым» и делятся во много раз интенсивнее, чем клетки контрольной группы.

Благодаря такому способу удалось удлинить теломеры более чем на 1 000 нуклеотидов, что примерно равно нескольким годам человеческой жизни. Этот процесс безопасен для здоровья и не приводит к ненужным модификациям и мутациям клеток, так как иммунная система не успевает отреагировать на введенную в организм РНК.

Лаборатория SpectraCell подтвердила , что успех терапии возможен. В 2015 году перед началом терапии у Элизабет взяли кровь на анализ: длина теломер лейкоцитов составила 6,71 тыс. пар нуклеотидов. В 2016 году после окончания терапии кровь Пэрриш снова взяли на анализ: длина теломер лейкоцитов увеличилась до 7,33 тыс. пар. И это означает, что лейкоциты крови испытуемой «помолодели» примерно на 10 лет. Процедуру Пэрриш проходила в Колумбии, поскольку в США такие эксперименты запрещены.

Результаты исследования были подтверждены двумя независимыми организациями - бельгийской некоммерческой организацией HEALES (HEalthy Life Extension Company) и британским Исследовательским фондом биогеронтологии (Biogerontology Research Foundation). Результаты пока не подвергались экспертным оценкам.

Вторая цель терапии была направлена на попытку подавить выработку белка миостатина : он подавляет рост и дифференцировку мышечной ткани. Образуется этот белок в мышцах, затем выделяется в кровь. У человека миостатин закодирован в гене MSTN. Исследования на животных уже показали, что блокирование действия миостатина приводит к значительному увеличению сухой мышечной массы с практически полным отсутствием жировой ткани.

Мнение самой Элизабет: «Нынешняя терапия по „удлинению“ теломер предлагает пока только изменение образа жизни пациента: отказ от мяса, спорт, избежание стрессовых ситуаций. Я считаю это малоэффективным. А вот достижения в области биотехнологии - лучшее решение, и если результаты эксперимента, проведенного на мне, точны, то мы сделали огромный прорыв в науке».

Данная терапия поможет проводить эксперименты для исследований медицинских препаратов и моделирования заболеваний более быстро и качественно, а в перспективе может использоваться для продления жизни.

Возможно, Элизабет Пэрриш стала пионером в области генной терапии, связанной с борьбой со старением, и даже более того, это может быть первым шагом на пути к бессмертию. А как вы считаете, мы близки к научному прорыву или это все огромных масштабов пиар-ход?

Привет, друзья! Сегодня мы поговорим с вами на очень интересную тему – тему генной инженерии и развития различного рода технологий. Всё это очень важно знать и понимать, потому что научно-технический прогресс летит с невероятной скоростью. И тут мы либо принимаем реальность и адаптируемся, либо очень скоро оказываемся на задворках жизни.

Я уже писал статью на несколько похожую тему, но там мы поговорили с вами преимущественно .

То, что раньше казалось нам и нашим родителям нереальным, сейчас превратилось в нашу повседневную жизнь.

Мы можем покупать через интернет ЧТО УГОДНО! Еду, одежду, секс, знания, опыт других людей и т.д.

С помощью телефона мы можем выполнять сотни различных манипуляций, которые очень облегчают нам жизнь.

Сейчас то же самое происходит с генной инженерией…

На заре генной инженерии. Генетическая Модификация

Люди учились проектировать жизнь ТЫСЯЧЕЛЕТИЯМИ.

Всё начиналось ещё с самых зачатков растениеводства, одомашнивания животных и селекции.

Селекция – улучшение сорта растений или породы животных и выведение новых пород путём скрещивания и искусственного отбора.

С помощью селекции мы улучшали полезные свойства растений и животных. Со временем, мы стали так хорошо это делать, но никогда до конца не понимали, как это работает, пока не открыли «код жизни» – молекулу ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту).

Которая, в свою очередь, контролирует АБСОЛЮТНО ВСЁ! Работу всех систем организма, рост костей и мышц, а также, размножение всего живого.

Информация закодирована в самой структуре молекулы.

Четыре нуклеотида располагаются попарно и формируют код с инструкцией:

1. Аденин.
2. Гуанин.
3. Цитозин.
4. Тимин.

Если меняется сама комбинация (инструкция), то меняется и существо, несущее её в себе.

Молекула ДНК была открыта в 1953 году.

Теперь знание того, что молекула ДНК является носителем генетической информации всех живых организмов на земле, даёт возможность очень эффективно вмешиваться в жизненные процессы всех уровней: от микроорганизмов до человека.

• В 60-е года учёные облучали растения радиацией, чтобы вызвать случайные мутации, которые могли быть полезны.
• В 70-е года мы научились внедрять фрагменты ДНК в растения, бактерии и животных, чтобы менять и изучать их, производя исследования в области медицины, сельского хозяйства, развлечения и т.д.
• В 1974 году удалось получить первую ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННУЮ МЫШЬ! После чего, мыши стали обычным средством для экспериментов и исследований, спасшие при этом миллионы жизней.
• В 1980-х годах был получен первый патент на микробов, которые поглощали нефть.

В настоящее время множество веществ производится с помощью генномодифицированных организмов, например, гормоны роста, инсулин, факторы свёртываемости крови.

Первые генномодифицированные продукты появились на прилавках магазинов в 1990-х годах. Такие продукты могли не портится во много раз дольше.

В те же 90-е годы, с помощью генной инженерии начались первые удачные эксперименты с лечением женского бесплодия. Зародыши наделяли генами сразу трёх человек, что увеличивало выживаемость и повлекло появление первых людей с тремя биологическими родителями.

В настоящее время уже есть:

• Свиньи, наделённые невероятной мышечной массой.
• Лосось, растущий вдвое быстрее и выглядящий привлекательнее оригинального.
• Прозрачные лягушки.
• Светящиеся рыбы и т.д.

Всё это достижения генной инженерии.

До недавнего времени изменения генов были очень дорогостоящими, пока в 1987 году не был обнаружен первый локус CRISPR.

CRISPR – это короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами.

Не пугайтесь, всё не так сложно. Смотрите.

Война тысячелетий

Бактерии и вирусы находятся в постоянной борьбе, с самого начала жизни.

Вирусы бактериофаги (вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки) ведут охоту на бактерий.

До 40% бактерий в мировом океане погибают ежедневно от подобной деятельности вирусов.

Вирусы делают это в результате внедрения своего генетического кода в бактерию. Бактерия же, выступает в роли фабрики, но всё равно пытается сопротивляться.

В большинстве случаев, это ни к чему не приводит, и бактерия гибнет.

Но редко, случается так, что бактерии выживают.

В таком случае, они могут привести в действие свою самую эффективную защиту: они сохраняют часть ДНК вируса в своём генетическом коде – ДНК-архиве CRISPR, где она хранится до очередного нападения вируса.

Когда вирус снова нападает, то бактерия создаёт РНК-копию из ДНК архива и приводит в действие секретное оружие – БЕЛОК CAS 9 .

Данный белок сканирует бактерию на предмет вторжения вируса, сравнивая каждую часть, найденного ДНК с архивом.

Когда белок находит полное соответствие, он активируется, и отрезает часть ДНК вируса, делая его абсолютно бесполезным. Таким образом, бактерия находится в безопасности.

Протеин CAS9 очень точен, он уничтожает вирус только при наличии 100%-го соответствия.

CRISPR программируема.

CRISPR позволяет включать и выключать гены живых клеток, а также, изучать конкретные последовательности ДНК.

Данный метод работает абсолютно на всех: на людях, микроорганизмах, животных и растениях.

Ещё более новые и совершенные инструменты уже создаются, и процесс совершенствования инструментов генной инженерии продолжается.

В результате обнаружения CRISPR стоимость генной инженерии упала на 99%, а сроки экспериментов сократились во многие разы. Теперь любой человек, при наличии лаборатории, может делать различные манипуляции с генами, тратя на это не год, а считанные недели.

Победа над болезнями

В 2015-2016 годах CRISPR активно использовался в экспериментах, которые проводили с целью победы над .

Удалось достичь, действительно, поражающих результатов.

В экспериментах, проводимых с крысами CRISPR ввели прямо в их хвосты. В результате чего, удалось освободить более 50% клеток от вируса ВИЧ, что наталкивает на оптимистичные прогнозы.

В скором времени CRISPR поможет избавиться от других ретровирусов, которые до сегодняшнего момента считаются неизлечимыми, например, герпес.

Есть большая вероятность, что генная инженерия, с помощью CRISPR сможет победить нашего самого страшного врага – рак.

Рак – это злокачественная опухоль (или опухоли), возникающая в результате трансформации нормальных клеток, которые начинают бесконтрольно делиться, теряя при этом способность к апостозу.

Апостоз – естественный регулируемый процесс клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные тельца, ограниченные плазматической мембраной. Обычно, фрагменты умерших клеток выводятся в течение 60-90 минут с помощью макрофагов («падальщиков» нашего организма).

Раковые клетки очень умело прячутся от наших иммунных клеток, и, часто, рак обнаруживается только на крайних стадиях.

CRISPR способна редактировать наши иммунные клетки, что сделает их лучшими охотниками на раковые клетки.

Есть вероятность, что в недалёком будущем лекарство от рака будет заключаться в паре уколов с парой тысяч наших собственных клеток.

В августе 2016 года китайцами были получены первые положительные результаты в лечении рака лёгких с помощью иммунных клеток, модифицированных по этой технологии. Прогресс уже не остановить.

Существует также огромное множество генетических отклонений и заболеваний. Они колеблются от незначительных, до крайне опасных, приносящих годы страданий и даже смертельных.

Дальтонизм, синдром Дауна, гемофилия, дистрофия, синдром Гентингтона, всё это опасные генетические заболевания, приносящие людям очень много мучений.

Имея в наличии мощное оружие, вроде CRISPR, рано или поздно, мы сможем покончить с ними.

Все эти отклонения могут быть вызваны всего одной заменой в ДНК коде. Человечество уже работает над модифицированной версией белка CAS9, которая исправляет ошибки и избавляет клетку от заболевания.

Через 10-20 лет мы сможем уничтожить сотни подобных отклонений и заболеваний.

Но всё это только начало.

Скорее всего, CRISPR будет использоваться гораздо шире.

Создание модифицированного человека, спроектированного, практически, с нуля, с идеальным набором качеств.

Не за горами времена, когда родители смогут, буквально, как в автомате с кофе, выбрать своему ребёнку нужный набор качеств, как внешних, так и внутренних.

Спроектированные люди

В 2015-2016 годах китайские учёные провели ряд экспериментов с эмбрионами человека.

Они столкнулись с трудностями, пока что, не ведомыми ранее. Приходится учитывать тысячи факторов, чтобы развитие плода пошло нужным путём и развило в себе нужное привитое качество.

Ничего не напоминает?

Очень похожая ситуация с компьютерами 70-х, 80-х годов. Это были огромные машины, выполняющие на тот момент немыслимые для тех лет операции.

Сейчас, мощность компьютера 70-х годов, может быть заключена в компьютере, размером с человеческую клетку, если не брать в расчёт нанотехнологии.

Наука шагнула вперёд, и сейчас устройство, лежащее в руке, может производить в сотни раз более мощные операции, чем компьютер, размером с дом, в 70-х годах.

Вне зависимости от нашего отношения к генной инженерии, она будет развиваться, а спроектированные люди будут со временем давать новое потомство.

Дети, модифицированных людей будут рожать своих детей, и таким образом генофонд будет становиться сильнее и безупречнее.

Первые модифицированные дети не будут сильно отличаться от обычных детей.

Скорее всего, первые модификации будут касаться тяжёлых, смертельных генетических заболеваний.

По мере развития генной инженерии, и с постепенным появлением всё большего количества генномодифицированных детей, не использование генетических модификаций будет становиться всё более не этичным, ведь это будет обрекать детей на пожизненные страдания и смерть, которую можно было предотвратить.

Как только родится первый спроектированный ребёнок, дверь будет открыта навсегда.

А со временем, с ростом положительных отзывов и количеством модифицированных детей будет расти соблазн.

Разве вы бы не хотели хорошее зрение для своих детей, если они носят очки? А как насчёт исключительного интеллекта? А что если он будет предрасположен к росту мышц? А может быть хотите красивые волосы и ускоренный для своего ребёнка?

Представьте, что вы можете выбрать все эти качества, буквально, как в магазине. Ну или хотя бы, как в клинике пластической хирургии.

Это не предел.

Уже известны животные, которые не стареют (медуза – турритопсис нутрикула, планария, лобстеры).

Со временем, возможно, генная инженерия может привести нас к победе над старением. Две трети людей умирает именно по причинам, связанных со старением.

Сейчас известно, что старение связано с накоплением повреждений в наших клетках.

В 2009 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытие, которое объяснило процесс изнашивания нашего организма.

ТЕЛОМЕРЫ, которые расположены на концах хромосом, защищают их и весь организм от изнашивания.

Но теломеры не вечны, их длина уменьшается при каждом делении клетки. Постепенно они становятся слишком короткими, чтобы защитить хромосомы, и организм приобретает первые признаки старения.

Мы могли бы занять несколько генов у животных, которые не стареют, и приобрести стабильную, самовоспроизводящуюся не изнашивающуюся систему.

Люди всё равно будут умирать, но происходить это будет не от старения, через 50-100 лет, а через пару тысяч лет, т.к. катастрофы, войны, и другие страшные вещи никто не отменял.

Возможно, мы первые, кто вкусит все плюсы антивозрастной терапии.

Генная инженерия может помочь решить множество задач.

• Мы можем научиться лучше справляться с высококалорийной едой, с помощью видоизменённого обмена веществ.
• Можем победить множество неизлечимых недугов.
• Можем научиться создавать людей для длительных перелётов и освоения новых планет и цивилизаций и т.д.

Генная инженерия: за или против?

Как я и говорил, вне зависимости от того, хотим мы этого или нет, генная инженерия будет развиваться.

Остаётся лишь догадываться к чему это может привести.

Есть этический момент, что с помощью генной инженерии мы, таким образом, как в древней Спарте, отбираем только здоровых особей.

Кто-то скажет, что это неправильно.

Но процесс уже начат очень давно.

Десятки исследований на ранних стадиях беременности, в том числе УЗИ, уже могут указывать на различные генетические отклонения.

В 8 из 10 случаев подозрение на синдром Дауна у ребёнка ведёт к прерыванию беременности, как бы жестоко и страшно это не звучало. Это статистика.

В последствии мы сможем не только принимать решение о дальнейшем развитии человека, но и усовершенствовать его.

Я с большим уважением отношусь к людям с различными генетическими, и не только, отклонениями, которые цепляются за жизнь, борются, стараются и преодолевают ежедневно множество препятствий.

Это и вправду очень тяжело. Я, наверное, даже представить не могу насколько, хоть и сам оказывался не раз в больничной койке, временно не способным осуществлять, казалось бы, обычные движения.

Но я был бы очень рад, если бы была возможность подарить здоровье многим людям, которые борются со своими недугами.

Но есть и другая сторона.

Мы слишком мало знаем про различные взаимодействия генов, и различные модификации могут вылечить заболевание, но привести к непредсказуемым последствиям. Неизвестные ошибки могут быть в любой части ДНК и остаться незамеченными.

Очень важна работа над точностью, когда дело касается генной инженерии.

Нельзя исключать, что однажды технологии подобного уровня могут оказаться не в тех руках. Например, в стране с тоталитарным режимом, агрессивно настроенной против всего мира.

Ничто не остановит её в создании генномодифицированных суперсолдат, уничтожающих всё на своём пути.

Создание «идеальных людей» несомненно приведёт к росту за ресурсы в нашем мире, которые, как вы знаете, ограничены.

Площадь нашей планеты имеет ограниченное пространство, а подобное развитие технологий, связанных с генетикой несомненно в разы увеличит численность населения на планете.

Ресурсов становится всё меньше, а численность всё больше. Понимаете, к чему я веду?

Увеличится БОРЬБА за ресурсы, которая будет становиться всё более ожесточённой. Больше войн, больше катастроф, всё более жёсткая конкуренция…

Но, в то же время, запрет на генную инженерию будет верхом глупости, потому что это приведёт к созданию подпольных организаций, спонсируемых преступными группировками, и тут об этических нормах и запретах не будет идти и речи.

Только участвуя в процессе, мы сможем быть уверены, что мы движемся в нужном направлении.

Заключение

Практически в каждом из нас есть какой-то недостаток.

Как бы мы чувствовали себя в идеальном мире?

Это устрашает, но нам есть ради чего это делать.

Всё это может ускорить процесс взаимодействия с другими мирами и цивилизациями.

Может быть, у нас получится покончить с болезнями, увеличить продолжительность жизни на земле и начать развивать и осваивать новые планеты.

А может быть, это начало конца.

В любом случае, процесс уже не остановить…

Остаётся надеяться, что у нас получится решить проблему с ресурсами раньше, чем численность населения превысит все допустимые нормы и начнётся кромешный хаос.

И напоследок, почему бодибилдинг – это самый лучший вид спорта для здоровья (разумеется, речь о натуральном бодибилдинге)? Потому что мы заставляем наш организм АДАПТИРОВАТЬСЯ к растущей нагрузке, улучшать процессы метаболизма, усиливать иммунную систему, очень скрупулёзно следим за диетой. Всё это улучшает нашу выживаемость.

Большие, красивые мышцы делают нашу жизнь проще, несмотря на сложности в тренировках. Мы отдаём, чтобы получить. Получить от жизни больше.

Более высококонкурентных партнёров, более высокий статус в обществе и т.д. Плохо, когда человек тренирует только тело, не задумываясь о других сферах жизни (интеллект, сердце, дух). Но тренировка тела должна быть обязательной, чтобы успех в остальных сферах шёл проще и быстрее.

Развитие тела – это основа, которая должна быть заложена и нарабатываться постоянно каждым разумным человеком, которому не плевать на свою жизнь.

P.S. Подписывайтесь на обновления блога . Дальше будет только круче.

С уважением и наилучшими пожеланиями, !

Китайский ученый Цзянькуй Хэ в понедельник объявил, что первые в истории генно-модифицированные люди уже живут среди нас: речь идет рождении девочек-близнецов, у которых с помощью технологии CRISPR был искусственно изменен ген, отвечающий за восприимчивость к ВИЧ. В этой сенсационной истории пока много неясного.

В первую очередь, о самом эксперименте автор объявил не общепринятым способом - с помощью публикации в научном журнале, а в видеоролике(https://www.youtube.com/watch?v=th0vnOmFltc ) на YouTube. Университет, где работал Цзянькуй Хэ, открестился от этого проекта, коллеги осудили экспериментатора, а китайские власти начали расследование. N + 1 попросил ученых рассказать, насколько реалистичной выглядит история, рассказанная китайским ученым, насколько доступен метод генной модификации человеческих эмбрионов, какие риски и опасности могут возникать в таких экспериментах, почему в большинстве западных стран такие эксперименты запрещены и можем ли мы в скором будущем ждать генно-модифицированных спортсменов, интеллектуалов или «служебных людей».

Что произошло?

Если очень коротко: Цзянькуй Хэ из Южного университета науки и технологий в Шэньчжэне отредактировал методом CRISPR/Cas9 зиготу, полученную в результате оплодотворения яйцеклетки матери сперматозоидом ВИЧ-инфицированного отца (с неопределяемым уровнем вирусной нагрузки), модифицировав в ней ген CCR5. Эта мутация делает человека маловосприимчивым к риску заражения ВИЧ. Затем эмбрион была подсажен матери с помощью стандартных методов, используемых при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО), и в результате родились девочки-близнецы - Лулу и Нана.

Хэ заявляет, что еще одна женщина сейчас беременна генно-модифицированным ребенком, а семь других пар участвуют в эксперименте, в настоящее время, впрочем, приостановленном «в связи с текущей ситуацией».

Что такое CRISPR-Cas

История систем CRISPR-Cas далека от человека - в природе они найдены у организмов, очень сильно отличающихся от нас: бактерий и архей. В этих сравнительно простых клетках CRISPR-Cas представляет собой аналог адаптивного иммунитета. Непосредственно CRISPR - это аббревиатура, описывающая участок бактериального генома, где записана информация о тех вирусах, с которыми встречались предки этой клетки. Эти данные хранятся в виде библиотеки коротких кусочков вирусной ДНК, которую бактерия получает по наследству и может пополнять самостоятельно.

Если бактерия сталкивается с вирусом, информация о котором записана в CRISPR-библиотеке, Cas-белки могут распознать и уничтожить «непрошенного гостя». Для этого необходимо представить данные из библиотеки в виде молекулы РНК. Комплекс Cas-РНК сканирует ДНК и ищет соответствия, а при совпадении - режет.

Причем же здесь генетические болезни человека? Ключевое здесь - умение Cas-белков резать ДНК в четко заданном участке. Идея заключается в следующем: вместо того, чтобы считывать РНК с CRISPR-библиотеки, ученые просто берут нужную короткую молекулу РНК (она называется гидовой, или направляющей), соответствующую определенному месту в геноме. В комплексе с белком Cas (из всего природного разнообразия CRISPR-Cas-систем для работы с животными клетками чаще всего используется белок Cas9 из стрептококка) направляющую РНК вводят в клетки. Там Cas9 находит нужный участок, например, содержащий мутацию, и вносит разрез.

Однако это еще не все. Чтобы исправить вредную мутацию, кроме комплекса белка Cas9 с РНК, в клетку нужно добавить еще «заплатку», содержащую нужную последовательность ДНК. Используя ее, системы репарации клетки «починят» порезанную ДНК и вместо мутации на этом месте появится другая, «нормальная» последовательность.

Нужно это не только и не столько для лечения.

Технология редактирования генома открывает новые горизонты для его исследователей. Возможность варьировать последовательность ДНК живых организмов существовала и раньше, но по сравнению с генно-инженерными методами, существовавшими до «эпохи CRISPR-Cas» (которая, к слову, началась всего шесть лет назад), предлагаемый механизм достаточно прост и эффективен. Он помогает быстро создавать модельные системы для самого разного класса задач, как из области фундаментальной генетики, так и в прикладной медицине, и уже стал своеобразным must have во многих биологических лабораториях.

Подробнее об этом методе можно прочесть в нашем материале «Запомните эти буквы»(https://nplus1.ru/material/2016/02/02/crisprfaq ).

Почему в результатах Хэ сомневаются?

Сомнения возникли из-за того, в какой форме было объявлено о новом результате. Во-первых, Хэ не опубликовал свою работу в научном журнале, нарушив обычную процедуру для объявления о результатах экспериментов. Статью в журнале перед публикацией обычно читают и оценивают несколько рецензентов и редактор.

Вместо этого Хэ записал ролик на YouTube, в котором объявил не только об успехе, но и о том, что родившихся девочек увидеть нельзя, а данные об их семье засекречены. Масла в огонь добавил Южный университет, где формально числится ученый, - там заявили, что он уже полгода находится в неоплачиваемом отпуске и об этой работе им ничего неизвестно.

Во-вторых, есть и сомнения более общего рода: почему, задается вопросом известный научный журналист Леонид Шнайдер, для столь эпохального эксперимента был выбран именно ВИЧ, а не какая-нибудь врожденная смертельная генетическая болезнь?

Со Шнайдером солидарен и Пауль Калиниченко - профессор Московского государственного юридического университета имени Кутафина (МГЮА), исследующий мировые практики законодательного регулирования генетических экспериментов. «Это очень странный пример. ВИЧ - это не генетическое заболевание, то есть при редактировании генома происходит не лечение, а лишь снижение риска заражения. Зато ВИЧ - заболевание очень известное. Потому что пороки сердца или гемофилия - редкие, они не так будоражат людей, многие о них вообще не слышали. С ними сенсации не создать, а с ВИЧ - можно, это пандемия, некая трибуна. Я из-за этого и усомнился в достоверности [заявлений Хэ]», - говорит Калиниченко.

А рождение генно-модифицированных людей вообще возможно?

Да, вполне - и с практической возможностью подобной работы согласны большинство экспертов. Более того, Хэ находится в одном из лучших мест для проведения таких исследований.

«Проверить сказанное сложно, но, оценивая гипотетическую возможность, мы можем опираться на историю предыдущих лет. И мы знаем, что первыми геном эмбриона человека отредактировали именно китайские ученые - этот эксперимент был проведен еще в 2015 году (правда не слишком успешно). Там речь шла о нежизнеспособных зиготах, то есть эмбрион не подсаживали матери. Годом позднее наш знаменитый соотечественник Шухрат Миталипов, работающий сейчас в Университете здоровья и наук Орегона, развил и закрепил этот опыт», - рассказывает Павел Волчков, заведующий лабораторией геномной инженерии Московского физико-технического института (МФТИ).

Миталипов по всем канонам опубликовал свою статью в Nature. В ней доказывается возможность редактирования генома человека на стадии эмбриона с целью избежать проявления генетического заболевания - гипертрофической кардиомиопатии, для которой сегодня существует только симптоматическое лечение. Препарат, редактирующий ген, вводили в зиготу - эмбрион на стадии его одноклеточного развития. Затем зиготе давали развиться до бластоцисты - первой многоклеточной стадии. Путем анализа генома клеток было показано, что редактирование состоялось. На этом эксперимент прервался.

«Как видно, все основополагающие работы были сделаны, оставалось только подсадить эту бластоцисту обратно матери - то есть проделать совершенно рутинную операцию, обычную при ЭКО, которым пользуются женщины, допустим, с непроходимостью маточных труб. Почему ранее эксперимент всегда прерывали? Чтобы не проводить незаконный эксперимент на человеке. Дело в том, что эксперименты на эмбрионах законны, так как в разных странах его до определенного возраста человеком не считают. Вот до этого оговоренного в законе возраста и доращивали многоклеточную стадию», - поясняет Волчков..

Насколько это сложно?

Судя по всему, вывести генно-модифицированных людей не очень сложно - конечно, в условиях современной лаборатории, занимающейся редактированием генома и, желательно, работающей при большой репродуктивной клинике.

«Технология микроинъекции в оплодотворенную зиготу, с помощью которой проводится редактирование генома, - это несложно, - говорит Павел Волчков. - А Хэ работал в лаборатории, где делают ЭКО. В такой лаборатории всегда под руками имеется большое количество оплодотворенных яйцеклеток от родителей, которые пытаются родить, - обычно для ЭКО забирают больше яйцеклеток, чем необходимо, на случай неудач, и они остаются в клинике. Значит, там постоянно есть возможность закалывать инструменты генетического редактирования в зиготы, давать им развиваться до определенной стадии и оценивать эффективность это процедуры».

«Методика состоит из нескольких процедур. Эмбриологические процедуры - работа с эмбрионом, с зиготой, с микроманипулятором, инъекция - могут варьироваться от лаборатории к лаборатории. Хэ, по крайней мере, по его словам в ролике, осуществлял их тем же способом, что и мы в нашей работе», - говорит генетик, проректор Российского национального исследовательского медицинского университета (РНИМУ) имени Пирогова, заведующий лабораторией редактирования генома научного центра имени Кулакова Денис Ребриков. Ранее научная группа под его руководством провела практически такой же эксперимент с человеческими эмбрионами, с той только разницей, что отредактированные яйцеклетки не были подсажены матери.

По словам Ребрикова, речь идет о стандартной процедуре лечения мужского бесплодия по протоколу ИКСИ (ICSI, Intracellular Sperm Injection Protocol), применяемой в том случае, когда сперматозоиды слишком неподвижны для зачатия: «Одновременно со сперматозоидом мы микроманипулятором вносим в яйцеклетку смесь для генного редактирования, получая тем самым зиготу», - говорит ученый.

«Для редактирования обычно используют стандартные покупные ферменты типа Cas9. Вариантов ферментов на сегодня довольно много, поэтому нельзя сказать, какой именно фермент использовал Хэ. А вот остальные компоненты реакционной смеси: направляющую фермент гидовую РНК, олигонуклеотиды и специальную "ДНК-заплатку" (фрагмент ДНК, выступающий в качестве шаблона в процессе зашивания) - как правило в каждой лаборатории делают самостоятельно», - продолжает объяснять Ребриков.

Мутация, которую вносили в эмбрионы, также не является совершенно новой. Более того, она не является и искусственной - около одного процента жителей Европе врожденным образом устойчивы к ВИЧ, то есть несут два аллеля этого мутантного гена, а 10 процентов несут один аллель.

«Эта модификация соответствует присутствующему в популяции варианту гена, который представляет собой возникший в процессе эволюции аллель, вариант гена без 32 букв. И в этом есть некое этическое облегчение ситуации, потому что мы не говорим, что мы создали новый аллель, новый вариант гена, который не встречается у людей. Тысячи людей совершенно естественным путем родились и живут именно с таким вариантом гена», - подчеркивает Ребриков.

Насколько это опасно?

Методика уже опробована, но переход из лаборатории к клинической практике - совсем другое дело, и у фармацевтических компаний на это уходят годы, если не десятки лет. С чисто технической стороны дела, для обеспечения безопасности нужно быть уверенным в двух вещах: метод эффективно редактирует целевой участок ДНК, причем это происходит на статистически значимой выборке с малым процентом отказов (редактирование таргетного локуса), и при этом редактированию не подвергаются другие участки генома (нередактирование неспецифичного локуса).

«Учитывая масштабы центра, с которым работал Хэ, эту методику, скорее всего, отрабатывали три-четыре года. Набрали информацию на эмбрионах и, исходя из своих статистических данных, разрешили себе поставить подобного рода эксперимент», - предполагает Волчков.

Сама по себе генетическая терапия ВИЧ - тоже не абсолютная новость. Компания Songamo тестирует этот метод для лечения вируса, но только на соматических, «обычных» клетках, а не стволовых клетках эмбрионов. Дело дошло до клинических испытаний, а это значит, что по проблеме накоплено очень много данных. Это и данные компании, и открытые данные в научных публикациях.

«Этот ген и система таргетирования - они хорошо изучены, китайцы не вслепую это делали, они лишь перенесли эту технологию на редактирование эмбриона, а не соматических клеток», - замечает Волчков.

Однако и он не уверен в стопроцентной правильности проделанной процедуры.

«Что бы я хотел увидеть, чтобы убедиться в корректности работы? Прежде всего, это предварительные эксперименты на клеточных линиях (эмбриональных столовых клеток). Статистически значимое количество экспериментов на эмбрионах с прерванным развитием - допустим, 25-50 случаев, где четко показывается, что редактируется таргетный ген и отсутствует или почти отсутствует неспецифическое таргетирование других аллелей, которые могли бы дать негативный вклад в состояние будущего человека. Лишь после этого можно было бы переходить к следующей фазе», - говорит Волчков.

Но, по его словам, тут возникает вопрос о правовом регулировании подобных экспериментов. «Только регулятор, в данном случае китайский аналог FDA, может установить критерий этого „почти отсутствует". Пока нет критерия, сложно рассуждать, что допустимо, а что недопустимо», - рассуждает ученый.

«Но представим, что этот этап пройден. Дальше я бы хотел видеть испытания на животной модели. Самая близкородственная человеку модель - это человекообразная обезьяна. Если бы генетическое редактирование продемонстрировали сначала на них, а не на человеческих близнецах, это было бы более правильно, - продолжает Волчков. - Тем более, что работы в этой области уже ведутся: в этом году у китайских же ученых вышла статья в Nautre о том, что они клонировали макаку (нечеловекообразную обезьяну), и еще одна - о том, что они отредактировали ее геном».

А вот Хэ и его группа, по-видимому, не хотят тратить время на опыты над обезьянами. «То, что они пропустили эту важную стадию и перешли к экспериментам на людях, говорит не в их пользу», - заключает Волчков.

Вместе с тем, эмбриогенез человека - это высоко саморегулирующаяся система, и если в ней что-то идет не так, то эмбриональное развитие терминируется (происходит выкидыш на той или иной стадии беременности). Впрочем, этот механизм, к сожалению, работает не всегда, замечает ученый. Но если положиться на высокую вероятность его работы, это значит, что сам факт появления девочек на свет подтверждает неповрежденность их генома.

Профессор Сколтеха и университета Ратгерса Константин Северинов отмечает, что выводы о безопасности, строго говоря, можно будет делать, только доведя эксперимент до логического конца: после генетической манипуляции с яйцеклеткой должен родиться ребенок, повзрослеть, произвести на свет собственных детей, прожить более или менее нормальную жизнь. «Так было с овечкой Долли. Успех эксперимента с ней, в частности, заключался в том, что она произвела на свет еще одну овечку. Но у людей срок жизни сравним со сроком жизни исследователей. В этом смысле очень сложно поставить эксперимент, чтобы он соответствовал тому уровню доказательности, который хочется иметь перед тем, как использовать процедуру», - сказал ученый.

Что именно сделано

28 ноября Цзянькуй Хэ выступил с докладом на GeneEdit Summit в Гонконге, где извинился за досрочную «утечку информации» и рассказал про технические детали своей работы (транскрипт доклада и слайды презентации посетители конференции выложили в Твиттере).

Итак, целью работы было внесение в жизнеспособные человеческие эмбрионы природной мутации CCR5-delta32, то есть делеции в 32 нуклеотида, которая нарушает работу гена и защищает ее носителей от заражения ВИЧ.

По словам Хэ, прежде чем редактировать человеческие эмбрионы для трансплантации, они тщательно подобрали направляющую РНК и проверили ее на нежизнеспособных эмбрионах и эмбриональных клеточных линиях. Кроме того, используя подобранную «затравку», сотрудники Хэ вырастили макаку с нужной мутацией в геноме.

Самой важной частью доклада Хэ стал анализ ДНК отредактированных близняшек. После рождения из пуповинной крови девочек выделили ДНК и полностью отсеквенировали их геномы. Кроме того, ДНК была выделена из нескольких других тканей. В результате секвенирования нецелевой активности Cas9 обнаружено не было.

Была ли достигнута заявленная цель? Последовательности белка CCR5 у обеих девочек действительно не совпадают с белком «дикого типа». Однако, судя по всему, нужной мутации (дельта-32) у них тоже нет. На представленном слайде видно, что у одной из девочек в одной копии гена появилась делеция в 15 нуклеотидов, то есть в пять аминокислот, а другая копия осталась нетронутой. Таким образом, белок CCR5 лишился небольшого кусочка, но все еще может быть функциональным.

У ее сестры оказались затронуты обе копии гена - в одной из них небольшая делеция в четыре нуклеотида, а в другой однонуклеотидная вставка. Белок в обоих случаях будет укороченным, но как это повлияет на устойчивость к вирусу, непонятно.

Последовательности CCR5 девочек указывают на то, что редактирование достигло цели лишь частично - направляющая РНК сработала, белок Cas9 внес разрез, но клеточные системы репарации, вместо того чтобы воспользоваться нужной «заплаткой», залечили разрез без всякого разбора. Кроме того, обе девочки, судя по всему, получились «мозаиками», то есть некоторая часть клеток у них осталась неотредактированной.

С этими проблемами ученые сталкивались во всех опубликованных статьях, посвященных редактированию человеческих эмбрионов, и результат первого эксперимента на людях подтверждает: как бы ни было интересно проверить прорывную технологию «в бою», для свершения революции она все же еще недостаточно отработана.

Зачем ученые хотят изменять геном человеческих эмбрионов

В феврале 2016 года в Великобритании впервые разрешили эксперименты по редактированию генома человеческих эмбрионов. Этот случай стал уже вторым, когда генетика забирается в святая святых – «изначальную» ДНК, на основе которой создаются все остальные клетки человека. «Чердак» выяснил, зачем нужны и чем опасны подобные эксперименты.

Зарождение новой человеческой жизни – настоящее чудо даже с точки зрения науки. В одной-единственной клетке сначала сливаются половинки генома отца и матери, а затем этот набор из 46 хромосом создает все разновидности клеток будущего организма: от вспомогательных клеток плаценты и пуповины до остеобластов, из которых строятся кости, и светочувствительных клеток сетчатки глаза. При этом каждая разновидность клеток «знает» время и место своего появления, иначе вместо нового человека получился бы клеточный суп. Удивительная точность, с которой клетки определяют «расписание» развития, достигается благодаря тому, что ДНК и ее помощники – РНК и белки – работают как хорошо сыгранный оркестр, слаженно и четко регулируя активность генов.

Неудивительно, что с тех пор, как ученые в 1970-х научились расшифровывать последовательности ДНК и РНК, Святым Граалем молекулярной генетики стала возможность узнать, что же именно происходит с ДНК при эмбриональном развитии, какие гены отвечают за то, чтобы из одинокой маленькой клеточки получился целый человек. Но до 2012 года подходящего инструмента для таких исследований не существовало.

«Некоторые моменты изучены, но в основном это темный лес», – рассказывает член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной биологии стволовых клеток Института цитологии РАН Алексей Томилин.

Есть два главных способа узнать, какую функцию выполняет ген – выключить его (это называется генный нокаут или нокдаун, по аналогии с боксерским ударом, после которого противник не может продолжать бой) или заменить его другим (трансгенез) и посмотреть, что после этого изменится в жизни клетки и целого организма.

Подобные манипуляции с геномом традиционно проводятся на эмбриональных стволовых клетках (ЭСК) мышей, которые затем вводят обратно в эмбрионы, а те, в свою очередь, подсаживают в матки мышей для имплантации. В результате на свет появляются химеры, животные, одни клетки которых несут измененную «донорскую» ДНК, а другие – ДНК суррогатной матери. Эффект введенной в геном модификации изучают на их потомках, часть которых будет носителями только модифицированного генома. «Применение подобного подхода для изучения раннего развития человека, очевидно, невозможно, – объясняет Томилин. – Единственная возможность провести генные манипуляции с зародышем человека и оценить их влияние на его развитие – это короткий промежуток в шесть дней между оплодотворением и имплантацией».

До недавнего времени перед учеными стояла еще и чисто техническая проблема. Чтобы отредактировать геном, нужно заставить ферменты-нуклеазы, расщепляющие цепочку ДНК, связаться с ней строго в нужном месте. Методы «наведения», которые применялись ранее, справлялись со своей задачей примерно в 20% случаев.

Этого вполне достаточно, чтобы создавать генномодифицированные растения, проводить опыты на мышиных эмбрионах или клетках «взрослых» человеческих тканей. Во всех этих случаях можно взять сразу много подопытных клеток, а потом отобрать для дальнейшего использования только те, в которых редактирование прошло успешно. Но человеческие эмбрионы – слишком ценный объект для исследований. В лабораторию ученого они могут попасть лишь как подарок от пар, прошедших процедуру ЭКО (при этом оплодотворяются сразу несколько яйцеклеток, но матери имплантируются одна-две, остальные остаются на хранении в заморозке или уничтожаются). Учитывая неточность технологий по изменению генома, такого числа яйцеклеток категорически недостаточно.

«Ситуация в корне изменилась после открытия технологии генного редактирования CRISPR/Cas9», – рассказывает Томилин. Система CRISPR/Cas9, впервые испытанная в 2012 году, к 2015-му показала эффективность в 90% на эмбрионах мышей и 94% на незрелых Т-лимфоцитах и гемопоэтических стволовых клетках человека. Казалось бы, пора отправляться в поход за Граалем.

Этика остановила

В апреле 2015 года впервые в мире опыты по провели китайские ученые из Университета Сунь Ятсена под руководством Цзюньцзю Хуана (Junjiu Huang). Они взяли 86 оплодотворенных человеческих яйцеклеток и с помощью CRISPR/Cas9 попытались исправить в них мутантный ген, вызывающий бета-талассемию, тяжелое наследственное заболевание крови. Результат оказался неожиданным. CRISPR/Cas9 правильно изменила геном лишь в 28 эмбрионах, а при дальнейшем делении новый ген сохранили только четыре из них. Впрочем, это не остановило китайских исследователей. Цзюньцзю Хуан собирается и дальше экспериментировать с человеческими эмбрионами, в первую очередь, чтобы найти способы повысить эффективность действия CRISPR/Cas9.

«Исследования Хуана показали, что еще рано говорить о редактировании генома человека на предимлантационной стадии, – поясняет Алексей Томилин. – Слишком низкая эффективность и слишком высокий риск побочных изменений в геноме (так называемый off-target effect). Когда обе проблемы будут решены, тогда можно будет говорить о генетической коррекции зародышевой линии человека. Почему CRISPR/Cas9 часто бьет мимо цели в эмбриональном геноме, сказать сложно. Работы над повышением точности и эффективности редактирования с помощью CRISPR/Cas9 ведутся. Нет сомнений, что прогресс будет».

Статья китайских исследователей неожиданно вызвала громкий отклик у их европейских и американских коллег, причем ученых беспокоила вовсе не низкая точность редактирования, а этическая сторона вопроса. Уже в апреле 2015 года в журнале Science появилась ответная статья за подписью 18 специалистов по геномике и стволовым клеткам, среди которых были и исследователи, которые непосредственно участвовали в разработке и улучшении метода CRISPR/Cas9, – Дженнифер Дудна и Мартин Жинек. Они призывали коллег с осторожностью отнестись к перспективе редактирования эмбрионального генома, настаивая, что людям нужно время, чтобы осмыслить возможные последствия такого вмешательства, иначе недалеко и до евгеники – выведения «породы» людей с заданными характеристиками. Беспокойство авторов статьи в октябре 2015-го поддержал Международный комитет по биоэтике при ЮНЕСКО, призвав наложить временный мораторий на подобные работы с человеческими клетками.

Чего так боятся ученые? Этические вопросы вызывают вовсе не страдания или уничтожение эмбрионов в ходе генетических экспериментов. На стадии одного–шести дней после оплодотворения эмбрион представляет собой комочек всего из нескольких десятков клеток. Беспокойство вызывает как раз не-уничтожение модифицированных эмбрионов. Изменения, внесенные в гены половых клеток, оплодотворенной яйцеклетки и клеток эмбриона на ранних стадиях развития, передаются по наследству всем потомкам модифицированного организма. Это называется изменением зародышевой линии.

Первый шаг

Несмотря на неоднозначные результаты группы Цзюньцзю Хуана и этическую дилемму генетического редактирования эмбрионов как такового, 1 февраля 2016 года , что британское Управление по оплодотворению человека и эмбриологии (HFEA – Human Fertilisation and Embryology Authority) выдало разрешение на редактирование эмбрионального генома доктору Кэти Ниакан из института Френсиса Крика.

Ниакан почти 10 лет занимается изучением того, как стволовые клетки определяются со своей будущей специализацией в человеческих и мышиных эмбрионах. В последнее время ее исследовательская группа пыталась узнать ответ на этот вопрос, расшифровывая последовательности РНК – молекул-посредников, передающих информацию из ДНК рибосомам, клеточным машинам, которые синтезируют белки. Ученым удалось определить несколько генов, которые работают только в человеческих клетках и определяют отличия в раннем развитии человека от тех же мышей, например ген KLF17. Чтобы понять, какие функции выполняют эти гены, и нужны эксперименты, требующие редактирования ДНК. В этом смысле цели, которые ставят перед собой Ниакан и ее коллеги, гораздо ближе к поиску генетического Грааля, то есть к ответам на фундаментальные научные вопросы, чем цели китайских ученых.

Другая задача британских биологов – понять, какие гены ответственны за успешное развитие эмбриона в целом, и особенно за правильное формирование плаценты. Это знание может многое изменить в диагностике и лечении бесплодия. Статистика говорит, что 15–20% всех беременностей заканчивается выкидышем на самых ранних сроках, при этом женщины даже не знают, что были беременны. С другой стороны, при процедуре ЭКО в матку будущей мамы успешно имплантируются только 25% эмбрионов. Чаще всего это связано именно с генетическими неполадками самого эмбриона, который в нужный момент не может прикрепиться к стенке матки или позже сформировать полноценную плаценту для своего развития. У Ниакан и тут есть свой «подозреваемый» – ген Oct4, недостаточная активность которого у мышей связана с замедлением производства стволовых клеток.

Человеческий эмбрион на разных стадиях развития.
Клетки, в которых активны отмеченные слева гены, выделены соответствующим цветом.
Фото: Kathy Niakan group, Francis Crick Institute

Третья цель Ниакан – разобраться, чем развитие эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) в естественных условиях отличается от их роста и специализации в пробирке. Заместительная терапия эмбриональными стволовыми клетками – одновременно очень многообещающий и очень опасный метод. Многообещающий – потому что ЭСК не вызывают иммунного ответа, который приводит к отторжению донорских тканей при обычной пересадке. Кроме того, из ЭСК можно вырастить клетки любого органа. В перспективе с их помощью можно будет лечить болезнь Альцгеймера, ишемическую болезнь сердца, недостаточность функции щитовидной железы, ДЦП и много чего еще.

Опасен же этот метод потому, что вне эмбриона стволовые клетки часто ведут себя непредсказуемо. Например, у подопытных животных они вызывают образование опухолей. Чтобы превратить такие последствия, нужно выяснить, какие гены у ЭСК в пробирке работают иначе, чем в эмбрионе, и какие условия на это влияют. У опять же у Ниакан и ее команды уже есть гены-кандидаты, например ARGFX.

Разобраться со всеми этими вопросами британским биологам предстоит в сжатые сроки – разрешение HFEA действительно только три года. И это не единственное ограничение, наложенное на проект Ниакан. В ходе экспериментов эмбрионы могут развиваться лишь 14 дней, после чего должны быть уничтожены.

Последовательная активация и прекращение работы тех или иных генов в процессе эмбрионального развития не просто прописана в ДНК, на нее влияют факторы среды – гормоны матери, вещества, попадающие в ее тело извне. При этом известно, что у млекопитающих условия, в которых развивался эмбрион, могут определять дальнейшую судьбу родившегося существа – программировать некоторые заболевания или склонность к ним, например гипертонию или метаболический синдром.

Для человека многие из этих факторов даже не описаны, ведь никто не станет проводить эксперименты на беременных женщинах. Технологии редактирования ДНК еще слишком несовершенны, чтобы выводить генномодифицированных людей, но с их помощью уже можно выяснить, откуда берутся врожденные заболевания и как их предотвратить. Как считает Алексей Томилин, «зеленый свет» проекту Кэти Ниакан – первое, но не последнее «послабление». В тех странах, где эксперименты с предимплантационными человеческими эмбрионами не запрещены напрямую (так обстоят дела, например, в Германии), наверняка вскоре появятся новые исследовательские проекты, стремящиеся заглянуть в святая святых.

Естественный отбор не прекращается ни на секунду. Следовательно, эволюция не дремлет и происходит всегда. Возможно, наше тело продолжит меняться, но в какую сторону? В научной фантастике 1950-х годов люди будущего изображались такими, как если бы эволюция продолжалась в том же направлении, в каком она шла до сих пор. За последние несколько миллионов лет наш мозг увеличился в объеме, поэтому, как считалось, у людей будущего должны быть крупные головы. За прошедшее время мы постепенно росли, так что люди будущего изображались еще более высокими.

Как ни печально, но предсказывать будущее не настолько легко. У эволюции нет внутреннего двигателя, толкающего ее все дальше и дальше в заданном направлении. Для эволюции будущее никогда не является автоматическим продолжением прошлого. Если мы хотим понять, в каком направлении станет развиваться наше тело, нам нужно представить, какие его свойства и признаки будут подвергаться естественному отбору в мире будущего.

Для этого полезно понять, в каком направлении действовал естественный отбор среди наших предков, и задать себе вопрос: какие из факторов не утратили своего значения и сейчас?

В природе многие животные погибают от хищников. Когда наши далекие предки обитали в Африке, многие из них, несомненно, становились жертвами хищников, как это случается в некоторых частях мира до сих пор. Сотни тысяч лет назад вероятность выжить при встрече с хищным животным зависела от некоторых физических параметров (таких как длина ног), так что естественный отбор по этим признакам, вероятно, сказался на физической эволюции нашего вида. Но в те времена общая популяция гоминидов или предков гоминидов была невелика, так что это был существенный фактор отбора. В настоящее время смерть от лап и зубов хищника - явление редкое, особенно если учитывать, что общее население Земли превышает 6 миллиардов, а многие хищные животные находятся на грани исчезновения. То же можно сказать и о гибели от укусов ядовитых животных или от ядовитых растений. Можно утверждать, что сейчас эти случаи подпадают под категорию случайной смерти. Их количество слишком мало, чтобы привести к закреплению одних признаков и исчезновению других в процессе естественного отбора. Те, кому удается выжить в подобных ситуациях, не оказываются более приспособленными - им просто везет.

Распространено мнение, что поскольку человек - животное общественное, то наша социальная организация действует как своего рода препятствие для дальнейшей физической эволюции, потому что естественному отбору сложнее отбирать индивидов по каким-то признакам, когда их поддерживают другие члены группы. Но поскольку социальная организация существует и у наших ближайших родственников - шимпанзе и горилл, то она, по всей видимости, существовала и у наших общих предков. Это значит, что в процессе эволюции человеческое тело становилось человеческим, тело шимпанзе - телом шимпанзе, а тело гориллы - телом гориллы уже тогда, когда действовали и социальные факторы. Развитие сложных социальных связей в группе и взаимная поддержка не препятствуют физической эволюции, как это видно на примере трех видов, каждый из которых приспособлен к своей среде обитания.

Один из способов, каким естественный отбор осуществлялся после того, как мы стали социальными животными, мог быть половой отбор. Среди животных он очень широко распространен. Далеко не все животные спариваются с первым встречным представителем противоположного пола своего вида. У некоторых видов самки спариваются только с доминирующим самцом группы. Таким образом, доминирующий самец становится отцом всего потомства группы, и следующее поколение по своим признакам напоминает его. Самцы такого вида борются между собой за право доминировать (олени сталкиваются рогами; львы дерутся). Наши предки вполне могли следовать этому принципу, хотя существуют и иные формы брачного поведения. У некоторых видов главное решение остается за самками, а самцы соревнуются между собой, привлекая самок своей внешностью. Такое часто встречается среди птиц, но и у некоторых млекопитающих именно самки выбирают себе партнера. В современном обществе, основанном на европейских традициях, считается, что предлагать свою руку и сердце должен мужчина женщине. Похоже на то, как будто выбирает мужчина, но на самом деле он просто выбирает, кому делать такое предложение, а право окончательного решения остается за женщиной. Если на заре нашей истории женщины сознательно выбирали мужчин по каким-то определенным признакам, то такие признаки должны были закрепляться в последующих поколениях. Такой отбор вполне мог послужить причиной разнообразия цвета волос, присущего народам европейской расы. Но если он и играл какую-то роль в нашей эволюции, трудно сказать, будет ли он действовать в будущем, принимая во внимание огромное количество населения Земли и разнообразие присущих им вкусов - особенно это касается физических признаков, которые одни находят привлекательными, а другие отталкивающими.

Наши тела продолжали меняться не только после того, как у нас появилась социальная организация, но и после того, как наши предки покинули Африку и принялись расселяться по всей планете. Как следствие географической изоляции и различных условий окружающей среды возникли наблюдаемые ныне расовые различия. Могут ли эти различия в дальнейшем стать еще сильнее?

Главный аргумент против заключается в том, что благодаря технологическому развитию у нас появились одежда, жилье, сельское хозяйство и другие способы ограничить воздействия окружающей среды на организм человека. С развитием торговли и транспорта стало возможным передвигаться практически по всему миру, обмениваясь идеями и информацией. Все мы теперь живем в более или менее одинаковой среде. У кого-то рождается больше детей, у кого-то меньше, но на общей эволюции человека это не сказывается.

Напротив, в настоящее время наблюдается стирание расовых различий, поскольку все больше людей вступает в межрасовые браки. Особенно это заметно в США и в некоторых районах Южной Африки, хотя в глобальном масштабе среди общей (и постоянно растущей) популяции в шесть с лишним миллионов человек число потомков от таких браков невелико.

Вероятнее всего, расы не станут расходиться еще дальше, хотя и полного смешения рас в ближайшем будущем ожидать также не стоит.

Наряду с переменами физического облика происходят и перемены в культуре. В некоторых группах быстрее развивались технологии; в других быстрее усложнялся общественный строй. Было бы неверно называть обитающих в глиняных хижинах людей «примитивными». Пусть они и не изобрели потрясающих воображение устройств, но зато их традиционная социальная организация зачастую сложнее и богаче социальной организации, допустим, обитателей Северной Европы, живущих небольшими семьями, а то и вовсе поодиночке. Жители Северной Европы отказались от обширных родовых связей в пользу небольшой семьи. Может ли средний европеец назвать по имени восьмерых прапрадедушек или перечислить всех своих троюродных братьев и сестер?

Различия в культуре привели к появлению групп с различной социальной организацией в разных частях света. Если эти культурные группы останутся в изоляции, может ли на их основе возникнуть новый вид людей со своими отличительными особенностями организма?

Из истории известно, что люди весьма охотно создают отдельные группы. Это видно на примере разных рас, стран и языков. Даже говорящие на одном языке, но проживающие в разных местах, зачастую отличаются особенностями произношения и поведения, хотя в последнее время различия стираются благодаря развитию транспорта и возросшей мобильности населения. Но ни различия в языке, ни стремление выбирать себе партнеров среди представителей своей культурной группы до сих пор не привели к появлению вида, отличающегося от современного Homo sapiens. Различия, приведшие к разделению нашего вида на несколько рас за последние 60 000 лет, были слишком поверхностными, а языковые группы за пределами Африки образовались и того позже. Люди просто были разделены слишком недолго, чтобы в отдельных популяциях успели накопиться значительные отличия.

Сегодня мир постепенно вступает в эру глобальной культуры, и, скорее всего, культурные отличия будут не увеличиваться, а, наоборот, постепенно стираться, а их влияние на эволюцию - уменьшаться.

Более подходящий кандидат на фактор естественного отбора - это болезни. В прошлом их влияние на популяции было чрезвычайно сильным, да и в настоящее время это основная причина смертности. Но люди умирают от самых разных болезней, и только некоторые из них связаны с анатомическими особенностями нашего тела, так что насколько они будут влиять на дальнейшую эволюцию внешнего облика человека, остается неясным. Например, если кто-то заболел малярией, то это никак не связано с размером его ноги или выступающим подбородком.

С глобальным потеплением и увеличением числа международных воздушных перевозок стоит ожидать естественного расширения географии болезней и ареалов обитания переносящих их насекомых. Для стран и континентов, население которых не обладает иммунитетом к этим болезням, это может обернуться серьезной проблемой. Если из-за этого сократится рождаемость целого поколения, то, возможно, болезни и в самом деле повлияют на физические черты человека в некоторых районах. Но вряд ли такие обстоятельства значительно повлияют на внешний облик человека в целом.

Если естественный отбор по сопротивляемости к болезням и может как-то повлиять на наш организм, то перемены, скорее всего, затронут иммунную систему или биохимический состав. Но даже в таком случае для серьезных перемен потребуются эпидемии глобального масштаба с ужасающе огромным числом летальных исходов. При общем населении Земли в шесть с лишним миллиардов человек это кажется маловероятным. По крайней мере, мы на это надеемся.

Кроме того, болезням противостоят технологии изготовления лекарств, которые должны спасать потенциальных жертв эпидемий. Правда, если лечение будет проводиться примерно так же, как и сегодня (а сегодня, например, эффективное лекарственное лечение СПИДа доступно далеко не везде), то успешная борьба с болезнями будет вестись в лучшем случае на региональном уровне, а в худшем - вообще отсутствовать. В настоящее время СПИД занимает четвертое место в мире среди самых распространенных причин смерти после сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта и респираторных заболеваний (от всех их в большей степени страдают люди старшего возраста). К концу 2005 года от СПИДа умерло более 25 миллионов человек, а заразилось вирусом примерно 40 миллионов, в основном - в Африке, южнее Сахары. Количество новых зарегистрированных случаев во всем мире до сих пор растет, и неизвестно, когда эпидемия пойдет на спад, но даже при нынешнем распространении она вряд ли способна изменить облик нашего вида, хотя уже и изменила некоторые особенности поведения.

Войны, как и болезни, способны убивать миллионы. В одном из самых своих ужасных обличий, в виде так называемых этнических чисток, они представляют собой целенаправленное уничтожение отдельных групп населения. Но несмотря на то что такие войны оборачиваются катастрофическими последствиями для этих групп, а также, теоретически, и для их генов, они вряд ли способны изменить облик целого вида, общая популяция которого насчитывает шесть с лишним миллионов индивидов.

Современная среда обитания нашего вида отличается от той среды, в которой происходило его эволюционное развитие. Мы загрязнили атмосферу химическими выбросами. Мы постепенно меняем химический состав своей пищи, обрабатывая ее пестицидами с консервантами и добавляя в нее искусственные вещества. Все двадцать четыре часа в сутки на наш организм воздействует электромагнитное излучение в виде радиоволн различной частоты, посредством которых передают радио– и телесигналы различные устройства от спутников до местных вышек и от мобильных телефонов до коммуникаторов. Нас также окружают электрические поля от сотен бытовых приборов, которыми мы обставили свое жилое пространство, - от электрических лампочек и пылесосов до кухонных комбайнов и компьютеров. Мы забываем об этом, потому что у нас нет органов, воспринимающих электромагнитное излучение, ведь до XX века ничего этого не было. Разовьются ли у нас специальные органы? Только если от этого будет зависеть наша способность к размножению. Если разнообразное электромагнитное излучение будет влиять на наше здоровье на раннем этапе жизни или будет непосредственно воздействовать на нашу репродуктивную систему, то, возможно, какие-то средства его обнаружения и появятся. В настоящее время нет никаких доказательств, что такое воздействие существует, хотя, конечно, было бы глупостью не вести наблюдение за этими новыми факторами окружающей среды и за их воздействием на человека.

Электричество уже изменило нашу жизнь так, как эволюция и не предполагала. Благодаря дешевым и удобным источникам искусственного света мы можем продлевать день вне зависимости от времени года, но это сказывается на нашем организме. Наше тело естественным образом реагирует на освещенность. В умеренных широтах зимой, когда светлое время суток длится недолго, человек без искусственного света часто спит до 16 часов в сутки. При доступном искусственном освещении время сна сокращается почти наполовину. Искусственный свет нарушает природную схему выработки гормонов. Гормоны - это химические вещества организма, изменяющие наше физиологическое состояние или воздействующие на определенные органы. Некоторые гормоны вырабатываются в зависимости от дневного ритма. Даже если нарушения в их производстве и не являются непосредственной реакцией на искусственное освещение, то смена режима сна и бодрствования все равно не проходит бесследно и сдвигает наши внутренние часы. Мы также сдвигаем свои внутренние часы, когда совершаем воздушные перелеты на большие расстояния, нарушающие наш естественный цикл дня и ночи.

Мы ощущаем эти нарушения, потому что наш организм (а заодно и его обмен веществ) приспособился к стабильному чередованию света и темноты, дня и ночи. Скажется ли наша тенденция нарушать естественный ритм тела на нашем эволюционном развитии, будет зависеть от того, насколько много людей будет задействовано в таком нарушении и насколько оно повлияет на нашу способность заводить детей. Но даже если будут задействованы миллиарды людей и такая смена режима повлияет на их репродуктивные способности (что само по себе маловероятно), то вряд ли у людей, работающих допоздна или часто летающих самолетами, появятся общие генетически обусловленные черты, способные изменить анатомию нашего вида. Ведь не бывает такого, чтобы, например, у всех, кто работает допоздна, глаза были расположены ближе друг к другу, а у всех, кто летает международными рейсами, отсутствовали мочки уха.

Мы, как вид, недавно приобрели способность непосредственно изменять генетический состав других видов и создавать генетически модифицированные организмы (ГМО). Некоторые утверждают, что это ничем не отличается от искусственного отбора, которым мы занимаемся не одну тысячу лет и в результате которого также появляются животные и растения с новым набором генов. На самом деле такое сравнение неверно. Искусственный отбор, или селекция - это способ выбора конкретных признаков, какие мы хотим видеть у своих коров или собак, то есть внутри одного вида. В случае генной инженерии гены одного вида переносятся другому виду. Когда мы берем ген морозоустойчивости у рыб, благодаря которым кровь у них не свертывается в холодной воде, и переносим его в помидоры, чтобы они не замерзали при транспортировке, то мы получаем результат, какого было бы весьма трудно добиться методами традиционной селекции.

В настоящее время во всем мире ведутся споры по поводу разумности таких технологий. Гены - это скопления молекул, эволюционировавших на протяжении длительного времени вместе. Конечный результат зависит от взаимодействия генов клетки между собой и от взаимодействия их с окружающими тканями. Для того чтобы точно узнать, что перенос данного гена будет иметь только один конкретный результат и никак не повлияет на другие свойства организма или на его потомство, нужно провести очень обширные и серьезные исследования.

Многие выражают озабоченность возможным влиянием ГМО на здоровье людей или на окружающую среду. При этом сами по себе ДНК генетически модифицированных организмов вряд ли повлияют на здоровье людей, ведь люди постоянно употребляют в пищу ДНК других видов. Мы поглощаем чужие ДНК всякий раз, как съедаем банан или курицу; мы просто их перевариваем. В процессе эволюции мы приспособились переваривать ДНК, и та же участь ожидает искусственные комбинации генов. Но употреблять в пищу генетически модифицированные продукты - это другое дело. Теоретически модифицированные гены могут начать производить химические вещества, которые растение в его естественном виде не производит. А эти химические вещества в свою очередь могут в перспективе повлиять на здоровье людей или послужить причиной аллергических реакций.

Предполагается, что лаборатории, в которых создаются ГМО, проводят клинические испытания продуктов с целью обнаружения побочных эффектов и только потом переходят к полевым испытаниям сельскохозяйственной культуры.

Если искусственная ДНК передастся от генетически модифицированных растений популяциям диких растений, то последствия для окружающей среды могут оказаться непредсказуемыми. В прошлом ничего подобного никогда не было - до недавнего прошлого модифицированных лабораторным образом ДНК в природе не существовало. Поэтому никто не обладает достаточными сведениями, на основании которых можно было бы строить какие-то прогнозы.

В данном случае нас интересует, может ли новая комбинация генов воздействовать на окружающую среду таким образом, что это повлияет на физиологическую эволюцию человека. Утверждать что-либо с уверенностью невозможно. Любое опасное воздействие на окружающую среду, по всей видимости, будет необратимым, но насколько оно затронет наш вид, говорить с уверенностью пока не берется никто. Опять-таки, никто не обладает достаточным опытом, чтобы делать на его основе предсказания.

В настоящее время врачи используют различные технологии для того, чтобы помочь бездетным парам завести детей. Эксперты по репродуктивному здоровью применяют специальные препараты для ускорения овуляции, проводят оплодотворение «в пробирке» и хранят замороженные эмбрионы для последующей их имплантации. У пар, которые раньше не могли передать свои гены следующим поколениям, появилась возможность родить здоровых детей. Можно, конечно, утверждать, что такое медицинское вмешательство в процесс размножения противоречит природе и является неестественным. Но наш вид - это результат природного развития, и все, что мы делаем, просто не может быть неестественным. Даже когда человек заливает поля асфальтом и воздвигает на месте лесов сооружения из бетона и стекла, это не менее естественно, чем когда другие виды покрывают морское дно кораллами, а бобры перегораживают реку плотиной, заливая водой окружающую местность. Некоторые считают медицинское вмешательство в процесс деторождения нежеланным, но «желанное» или «нежеланное» - это уже другой вопрос. Врачи существуют как раз для того, чтобы помогать организму делать то, в чем он не справляется сам. Мы же редко просим врачей не вмешиваться в естественный процесс кровотечения из носа или в естественный процесс «умирания от гриппа».

Тем не менее мы подошли к самой грани, за которой открывается совершенно иной вид вмешательства: генная инженерия и сознательный выбор физических признаков наших детей. Мы и раньше принимали решения, от которых в определенной мере зависел облик нашего потомства, но такой выбор осуществлялся посредством полового отбора («Не хочу лысого партнера, хочу с волосами»), а в недавнее время появилась возможность выбирать из разных анонимных доноров спермы. Но сейчас мы предвидим, что в ближайшем будущем признаки наших детей можно будет в мельчайших подробностях выбирать при помощи специальных «конструкторов».

Конечно, можно утверждать, что и в таком конструировании последующего поколения нет ничего неестественного («Все, что мы делаем, не может быть неестественным»), но в этом способе выбирать детей по своему вкусу кроется одна опасность. Сознательный отбор черт потомства подразумевает, что мы точно знаем, какие признаки окажутся важными для нашего вида завтра. Иначе мы можем, сами того не зная, удалить из популяции те признаки, которые позже окажутся очень важными для нашего выживания.

Идеи о контролируемом выборе признаков потомства появлялись и раньше, но до изобретения генной инженерии это предлагалось делать методами искусственного отбора. Особенно широко идея о совершенствовании человеческой расы (так называемая евгеника) была распространена в 1930-х годы, и крайним ее воплощением стало стремление нацистов создать арийскую расу сверхлюдей со светлыми волосами и голубыми глазами. Не говоря о моральной стороне дела и о том, что такие меры крайне обеднили бы генетическое разнообразие человека, эта идея в своей основе была ошибочной, предполагавшей, что окружающая среда будет оставаться неизменной. Семьдесят лет спустя, когда в озоновом слое появились дыры, блондины становятся более подверженными раку кожи, а голубые глаза при более ярком освещении начинают видеть хуже карих глаз.

Если мы продолжим загрязнять атмосферу, то может получиться и так, что темнокожим, темноволосым и темноглазым индивидам будет легче сохранять здоровье, и у них будет больше шансов родить здоровых детей. А количество голубоглазых блондинов из поколения в поколение будет постепенно исчезать, не передав свои гены потомству. Конечно, это вряд ли произойдет, и не только потому, что голубоглазые блондины, как правило, живут в тех частях света, где люди смазывают себя кремом от загара, носят очки и посещают высококачественных специалистов, но факт остается фактом - дыр в озоновом слое нацисты не предвидели.

Мы точно так же не можем предвидеть перемен в окружающей среде, но как без такого знания мы беремся выбирать признаки наших детей? По каким критериям будет осуществляться отбор? Рассуждая о выборе цвета глаз или о росте будущего ребенка, мы и в самом деле выбираем то, что будет лучше ребенку или просто следуем моде общества, озабоченного физическими стереотипами? Не было бы гораздо полезнее для ребенка, если бы он родился с хорошей иммунной системой?

Идея конструктора детей может стать реальностью, и мы тогда действительно получим возможность выбирать признаки детей по своему усмотрению. Но и в таком случае, даже если эта идея пройдет моральную проверку на социальную приемлемость, она будет доступной только для небольшого количества людей в самых богатых странах. Вряд ли в обозримом будущем она повлияет на эволюцию человеческого тела в глобальном масштабе, но может повлиять на развитие локальных групп и привести к образованию своего рода генетических каст, что уже описано в фантастических произведениях.

Пытаясь предсказать развитие человеческого тела в будущем, мы всякий раз возвращаемся к одной и той же проблеме. Ситуация сегодня, когда многочисленная популяция расселилась по всей планете, коренным образом отличается от той ситуации, когда небольшая группа особей вида Homo sapiens эволюционировала на африканском континенте. Любой фактор, способный повлиять на наш внешний вид, должен действовать в самом широком масштабе и затрагивать огромное количество людей. В настоящее время мы даже представить себе не можем, какую форму должно принять такое глобальное воздействие. Пожалуй, для этого потребуется столкновение с гигантским астероидом или кометой либо массивная вспышка на Солнце, в результате чего большая часть людей погибнет, а небольшой группе оставшихся придется снова заселять Землю. Только так внешность поменяется одинаковым образом у каждого члена нашего вида. Следовательно, если нам повезет, то наш вид в будущем заметно не изменится, хотя эволюция не дремлет, и говорить об этом с полной уверенностью было бы наивно.

Нас не должно удивлять такое бессилие предсказаний по поводу дальнейшей судьбы нашего тела. Мы - часть жизни, а в мире нет ничего сложнее жизни. Естественные науки (физика, химия, геология, астрономия, даже метеорология) имеют дело с простыми явлениями природы; биология же имеет дело с крайне сложными ее проявлениями, описать которые физическими законами или математическими закономерностями порой просто невозможно. В биологии приходится учитывать слишком много переменных, поэтому ее нельзя назвать точной наукой. Если подбросить камень, он упадет на землю. Если подбросить птицу, то кто скажет, где она опустится?

Под конец главы дадим волю нашему воображению и пофантазируем. Разнообразие жизни на Земле поражает, но на других планетах и их спутниках совершенно другие условия окружающей среды. Земля уникальна даже в ряду планет нашей Солнечной системы. Когда биологи пытаются предсказать, какие формы примет жизнь на других планетах, они неизбежно подразумевают, что она будет развиваться в условиях, схожих с земными. Но кто знает, как она проявит себя на широких просторах галактики? В других звездных системах могут обнаружиться кристаллические формы жизни со сроком жизни порядка 10 000 лет или молекулярные формы жизни со сроком жизни в несколько долей секунды. Наши предсказания ограничены не только недостаточными знаниями о Вселенной, но и тем, что все эти знания связаны исключительно с Землей. Нам очень трудно представлять то, что не имеет никакого отношения к нашему опыту.

Если эта книга чему-то и учит, так это тому, что наше тело - результат долгой и сложной истории, в ходе которой эволюция делала повороты в разных направлениях, и каждый из них мог закончиться иначе. Мы выглядим так, как выглядим, только потому, что на определенных этапах развития эволюция дала нам двустороннюю симметрию, челюсти и зубы, парные плавники, четыре конечности, пять пальцев, два глаза, локти и колени, запястья и плавники, приспособления к жизни на деревьях, руки и ноги, а также лишила хвоста и цепкости ног.

А это, в свою очередь, подводит нас к мысли, что как бы ни выглядели внеземные разумные создания, они, скорее всего, имеют мало общего с зелеными человечками или серыми гуманоидами с раскосыми глазами. Вероятность того, что эволюция на других планетах шла по-другому, достигает астрономических значений. Достаточно оглянуться вокруг и посмотреть на другие земные виды, чтобы понять, насколько легко эволюция производит самые различные формы тела. Сравните человека, например, с осьминогом, насекомым, земляным червем или медузой. Если где-нибудь и приземлится летающее блюдце и из него выйдет зеленый человек, то можно быть уверенным - он родом с Земли, и его предки были рыбами.