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

class="p1">Возьмем, к примеру, мамонтов. Я знаю три исследовательские группы, которые в настоящий момент работают над воссозданием мамонтов. Из них две – под руководством Хван У-Сока из южнокорейского Суамского биотехнологического исследовательского фонда и под руководством Акиры Иритани из Университета Киндай в Японии – стремятся клонировать мамонтов, то есть возродить их при помощи процесса, самым знаменитым результатом которого было рождение овечки Долли. Поскольку для клонирования нужны живые клетки, Хван рассчитывает найти живые клетки мамонта, сохранившиеся в замороженных тушах, которые сейчас (благодаря глобальному потеплению) оттаивают в сибирской вечной мерзлоте. Его институт финансирует свою работу, предлагая клиентам за 100 000 долларов клонировать их любимых собачек и пуская эти деньги на взятки русской мафии, чтобы получить доступ к свеженайденным мамонтам. Недостаток такого метода в том, что в замороженных тушах мамонтов не может быть живых клеток, поскольку процесс клеточного распада начинается сразу после смерти. Рабочая же группа Иритани признает, что живые клетки мамонта едва ли удастся найти, и обращается к молекулярной биологии, дабы оживить мертвые клетки мамонта или по крайней мере добиться такого подобия жизни, чтобы их можно было клонировать. План Иритани таков: заставить белки из яйцеклеток мышей, предназначенные для восстановления поврежденной ДНК, реконструировать сломанные ДНК в клетках мамонтов. В 2019 году Иритани и его коллеги опубликовали статью, в которой описывают, как они попытались проделать это с клетками из особенно хорошо сохранившейся туши мамонта по имени Юка. В популярной прессе эту статью немедленно объявили предвестником неизбежного воскрешения мамонта, но данные, по-видимому, говорят об обратном. Несмотря на то, что клетки Юки сохранились просто превосходно по сравнению с клетками других мумифицированных мамонтов, мышиные белки не сумели достичь особых успехов в восстановлении ДНК клетки. Клонировать мамонтов невозможно, потому что все клетки мамонтов мертвы.

Третьей группой, которая надеется возродить мамонтов, руководит Джордж Чёрч из Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете. Ученые признают, что найти живые клетки мамонтов не удастся, – учитывая, что последние мамонты умерли три с лишним тысячи лет назад. Однако Чёрч не согласен, что это исключает возможность оживить мамонтов. Он подчеркивает, что в нашем распоряжении имеется бесконечный запас живых клеток почти что мамонтов – индийских слонов, – которые можно выращивать в лаборатории и превращать из почти что мамонтовых в полностью мамонтовые при помощи инструментов синтетической биологии. С этой целью Чёрч запустил программу по использованию CRISPR для внесения в ДНК клеток индийского слона мелких изменений (по одному за раз) до тех пор, пока геном клетки не совпадет полностью с геномом мамонта.

Превратить геном слона в геном мамонта – задача устрашающих масштабов. Линии, ведущие к индийским слонам и шерстистым мамонтам, разошлись более пяти миллионов лет назад. Поскольку остатки мамонтов хорошо сохранились, ученые, работающие с древней ДНК, имели возможность реконструировать несколько геномов из этих остатков полностью. Когда их сравнили с геномами индийских слонов, оказалось, что в них около миллиона генетических отличий. На сегодня внести в ДНК клетки миллион модификаций сразу невозможно – этого не позволяет ни один из имеющихся методов редактирования генома. Чтобы сделать такое множество изменений, придется физически разбить геном на множество фрагментов одновременно, а это потенциальная катастрофа, от которой клетка едва ли оправится. Кроме того, каждая модификация (или совокупность модификаций) требует своего собственного механизма редактирования, и попытки доставить все их в клетку одномоментно явно ничем хорошим не кончатся. Пока что группа Чёрча делает по одной или по нескольку модификаций за раз, проверяет, что они внесены правильно, а потом берет клетки с правильной модификацией и подвергает их следующему раунду редактирования. Когда я в последний раз спрашивала Чёрча, как у них дела, он сказал, что его команда внесла в геном слона около 50 модификаций, заменив часть генов мамонтовыми вариантами, которые, как показывают исследования, делают мамонта больше похожим на мамонта, чем на слона. Сегодня у команды Чёрча есть живые клетки, и, если их клонировать, они будут содержать генетические инструкции, восстанавливающие некоторые черты мамонта. Это не мамонтовые клетки, а скорее мамонтообразные.

Можно ли клонировать мамонтообразные клетки Чёрча? Технологии клонирования, особенно для домашних животных вроде овец и коров, с 2003 года, когда родилась овечка Долли, значительно усовершенствовались. Однако в случае других видов куча времени уходит на уточнение всех необходимых подробностей: как и когда забирать яйцеклетки, как создать идеальную культуру для раннего развития эмбрионов, когда подсаживать их суррогатной матери. А главное препятствие – этап репрограммирования, на котором соматическая клетка забывает, как быть клеткой своего типа, и превращается в клетку того типа, который может стать целым животным. Этот шаг редко удается осуществить правильно – настолько редко, что доля успешных попыток клонирования едва ли превышает 20 % даже для тех видов, которые ученые клонируют постоянно.

Слонов не клонировали никогда – отчасти потому, что на рынке нет ниши для клонированных слонов. Рынок клонов наших домашних животных растет. Биотехнологическая компания Boyalife Genomics строит фабрику по клонированию крупного рогатого скота в Тяньцзине и утверждает, что на ней можно будет выращивать миллион клонированных коров породы вагю в год, чтобы удовлетворить растущий спрос на говядину на китайском рынке. В компании Хвана Sooam Biotech готовы клонировать вашу собачку[18], а в фирме ViaGen Pets, базирующейся в Техасе, – и собачку, и котика, и даже любимого скакуна[19]. Но почему-то мало кто стремится клонировать любимого слона.

Вероятно, клонировать слона и в самом деле невозможно. Слоны – огромные животные с соответственно огромной репродуктивной системой. Это осложняет важнейшие этапы процесса клонирования, в частности, забор яйцеклетки для ядерной передачи и введение развивающегося эмбриона в матку суррогатной матери, поскольку девственная плева у слоних между беременностями восстанавливается (в ней есть крошечное отверстие, в которое проникает сперма самца, но для эмбриона слона это существенное и, вероятно, непреодолимое препятствие). Индийские слоны тоже исчезающий вид, а значит, если эта технология все-таки не выходит за рамки возможностей науки, лучше всего было бы применить ее для размножения слонов.

Даже если клонирование слонов станет технически (и этически) осуществимым, не совсем понятно, сможет ли мама-слониха выносить мамонтенка. Пять миллионов лет – долгий эволюционный срок, а миллион отличий между ДНК – это очень много. В сущности, эволюционная разница между мамонтами и индийскими слонами примерно такая же, как между людьми и шимпанзе. Трудно представить себе, чтобы мама-шимпанзе выносила человеческого младенца (и наоборот).

Бывало, что суррогатные матери успешно производили на свет детенышей другого вида, так что эволюционная дистанция, возможно, не приговор. Домашние собаки рожали клонированных волчат, домашние кошки – здоровых детенышей