Жизнь, которую мы создали. Как пятьдесят тысяч лет рукотворных инноваций усовершенствовали и преобразили природу - Бет Шапиро

плазмиды бактерий – маленькие кольцевые молекулы ДНК, которыми бактерии обмениваются, чтобы передать друг другу гены. К радости Коэна, оказалось, что EcoRI и правда может резать бактериальные плазмиды. Воспользовавшись этим открытием, Бойер и Коэн рекомбинировали ДНК из двух бактериальных плазмид и предприняли следующий шаг, введя рекомбинированные плазмиды в клетки E. coli. Они выбрали плазмиды, которые делают E. coli невосприимчивыми к антибиотикам, причем каждая плазмида содержала гены устойчивости к своему антибиотику. Это означало, что ученые могли проверить, увенчался ли успехом их эксперимент, обработав свои бактерии E. coli (как они надеялись, рекомбинантные) обоими антибиотиками. Если колонии выживут, ученые будут знать, что в геном бактерий попали обе плазмиды.

Когда Бойер и Коэн обработали бактерии антибиотиками, колонии выжили. Эксперимент увенчался успехом. Так был создан первый самовоспроизводящийся генно-модифицированный организм, хотя тогда ученые еще не использовали этот термин, в наши дни сильно скомпрометированный.

Вот об этом-то эксперименте с успешным сплайсингом плазмид и введением рекомбинантной плазмиды в E. coli Байер и проговорился на конференции в 1973 году. Кто-то в задних рядах даже якобы воскликнул: «Теперь мы можем составить любую ДНК!» Однако этот рассказ, как и откровения Джанет Мерц в Колд-Спринг-Харбор, был встречен отнюдь не только восторгом. Участники конференции занервничали. ДНК можно сплайсировать, и это, конечно, здорово. Но это были лишь первые эксперименты, а ученые уже успели поработать с вирусами, потенциально способными вызвать рак, и создали бактерии, устойчивые к нескольким антибиотикам. Очевидно, что это мощная технология – но насколько мощная? Ученые стремились узнать больше, однако при этом хотели, чтобы никто не пострадал.

Ближе к концу конференции ее участники написали и отправили письмо в Национальную академию наук и в Медицинский институт с просьбой создать комиссию для оценки риска исследований рекомбинантной ДНК. В письме подчеркивалось, что эксперименты с рекомбинантной ДНК обладают огромным потенциалом и для научного прогресса, и для улучшения здоровья человека, но заставляют задуматься об опасности пока еще неясных результатов рекомбинирования ДНК в лаборатории. Ученые хотели лучше понимать, какие контролирующие и сдерживающие протоколы необходимы, чтобы защитить и людей, работающих в лаборатории, и общество в целом. Они намеревались не дожидаться осложнений, а действовать профилактически.

Тут же были предприняты соответствующие шаги. Сформировали комиссию, объявили мораторий на исследования по созданию рекомбинантных организмов и запланировали международную конференцию, чтобы решить, какое будущее ждет исследования рекомбинантной ДНК. Все эти меры должны были успокоить озабоченное общество, но, увы, возымели обратный эффект. Многие почувствовали, что ученые опасаются худшего, и протесты против технологии рекомбинирования ДНК вспыхнули даже раньше, чем саму технологию смогли оценить по достоинству. Джереми Рифкин, которого следует считать основоположником движения против ГМО, собирал деньги на свою кампанию, запугивая общество и убеждая его, что ученые собираются клонировать людей (технология рекомбинирования ДНК не имеет отношения к клонированию). Озабоченные граждане избирали в Конгресс тех, кто обещал прекратить исследования. Ко времени международной конференции по этим вопросам уже наметилась четкая грань между теми, кто желал успеха исследованиям рекомбинантной ДНК, и теми, кто хотел вообще их запретить.

Конференция, от которой зависело будущее технологии рекомбинирования ДНК, состоялась в феврале 1975 года в Калифорнии, в Асиломарском конференц-центре в Пасифик-Гроув. В числе участников были ученые, специалисты по этике и юристы. Большинство выступило за то, чтобы разрешить продолжать исследования рекомбинантной ДНК, – но не без оговорок. Многие беспокоились о том, что будет, если гены растения или животного вставить в геном бактерии. Вдруг новые гены заставят бактерию как-то вредить растениям или животным? Если животное съест рекомбинантную бактерию, то не смогут ли новые гены перескочить в его геном и потенциально навредить новому хозяину? В итоге собравшиеся согласились, что исследования обладают колоссальным потенциалом и должны продолжаться. Однако все настаивали на строгом регулировании и протоколах сдерживания потенциальных биологических угроз. Участники разъехались после конференции с чувством, что проложили путь к безопасным исследованиям рекомбинантной ДНК.

Итоги Асиломарской конференции обсуждались и в научных кругах, и в популярной прессе. Побывавшие на ней ученые были довольны достигнутым согласием и ожидали того же от общества. Но – нет: активисты-противники биотехнологий воспользовались результатами конференции, целью которых было снизить риск, и постарались еще сильнее всполошить общество. Пошли слухи, что в результате технологии рекомбинирования ДНК вскоре будут созданы супер-бактерии или даже сверхлюди. Раскол между сторонниками и противниками углубился.

После Асиломарской конференции исследования рекомбинантной ДНК возобновились, но под строжайшим надзором. В Кембридже в штате Массачусетс местные политики потребовали, чтобы исследователи работали в изолированных лабораториях, предназначенных для инфекций, распространяющихся по воздуху, несмотря на то, что E. coli по воздуху не распространяется (а даже если бы утечка и произошла, данный штамм все равно не был приспособлен к жизни в человеческом кишечнике). У ученых не было другого выхода, кроме как согласиться с такими ограничениями, хотя это лишь укрепило подозрения общества в том, что исследования очень опасны. И все же в практических возможностях технологии рекомбинантной ДНК никто не сомневался: да, бактерии и впрямь можно заставить делать новые трюки и экспрессировать гены, ради которых люди их создали. Ученые могли при помощи технологии рекомбинирования ДНК изучать функции генов и тем самым ускорять декодирование генома. А если превратить бактерии в живые фабрики белков, то эта технология смягчит нашу зависимость от животных как от источников биологических продуктов.

Не прошло и трех лет после Асиломарской конференции, а биотехнологический стартап Genentech, который основал Бойер, уже открыл способ создания при помощи генной инженерии бактерий, вырабатывающих человеческий инсулин – белок, регулирующий уровень сахара в крови. Больные диабетом первого типа не могут самостоятельно вырабатывать инсулин и вынуждены делать себе инъекции, иначе они умрут. До появления рекомбинантного инсулина его брали из поджелудочных желез свиней и коров, ради чего каждый год забивали более 50 миллионов животных. Фармацевтическая компания Eli Lilly, которая продавала бо́льшую часть инсулина на рынке, сразу оценила рекомбинантный инсулин. Eli Lilly купила технологию у Genentech и принялась расширять производство, так что в итоге рекомбинантный инсулин быстро опередил животный. Клинические испытания рекомбинантного инсулина начались в 1980 году и увенчались потрясающим успехом. Инсулин действовал как положено; более того: некоторые диабетики плохо переносили животный инсулин, а при переходе на человеческий, производимый рекомбинантными организмами, их состояние улучшалось. Началась эпоха синтетической биологии.

Рекомбинантные растения

Хотя медицинская промышленность первой оценила коммерческий потенциал технологии рекомбинирования ДНК, сельское хозяйство отстало от нее ненамного. Задержка объяснялась тем, что ученым предстояло найти способ рекомбинировать ДНК растений. К счастью, в ходе эволюции возникло семейство бактерий, которое для этого прекрасно подходит.

Агробактерии – это бактерии, обитающие в