"Homo Deus: кого спасут игры в Бога". Изменение генома как часть эволюции

ДНК человека расшифровали 20 лет назад: многообещающий международный проект "Человеческий геном" сулил нам чуть ли не безбедное будущее, будущее без генетических заболеваний. И что мы имеем сейчас, в 2021 году? Человек действительно научился заменять мутировавшие гены на здоровые и пошёл ещё дальше: теперь он умеет редактировать гены не только по медицинским показателям. Но обо всём по порядку.

Геномное редактирование для человека означает на данном этапе то, что в клетке человека мутировавший ген либо заменяют, либо вырезают вовсе, либо вводят новый, чтобы тот боролся с болезнью. Этот принцип "подсмотрен" у вирусов и некоторых бактерий: они чаще всего так и действуют.

В 2012 году лаборатории Дженнифер Дудны и Эммануэль Шарпантье простроили систему редактирования так, чтобы можно было самостоятельно направить изменения генома в бактериях. Они упростили процесс и подтвердили, что его можно использовать для прямого разрезания двухцепочечной ДНК в любом желаемом месте. Такую систему назвали CRISPR/Cas9.

Выглядит это следующим образом: вводится бактериальный белок Cas. Для понимания его можно представить в форме своеобразных ножниц. Однако для того, чтобы правильно вырезать тот или иной участок в генах, необходимо знать точный путь к нему, поэтому вместе с "ножницами" в ДНК отправляют "гида", цепочку РНК, встраиваемую в нужном месте. Точность такая не помешает, ведь у человека гигантский геном: три миллиарда нуклеотидов (их обозначают буквами), поменять в которых нужно всего-навсего один нуклеотид.

Константин Северинов, доктор биологических наук, профессор университета Ратгерса в США, заведующий несколькими лабораториями в академических институтах в России, профессор Сколтеха:

— Участок, который программирует эти "ножницы" на основании мишени, достаточно длинный, так что можно гарантированно сказать, что такой участок встречается во всём геноме, несмотря на его огромный размер, единожды. На этой стадии задача оказывается решена: если вы знаете уникальную последовательность длиной 20 букв ДНК, в которой содержатся изменения, ответственные за какое-то заболевание, то, введя в такую клетку, например, белок из бактерий и "гид", или адрес, который узнаёт именно это изменённое положение в ДНК, то эту ДНК белок раскусит в том самом месте, которое ответственно за болезнь. А дальше произойдёт следующее: если мы раскусили дефектную копию гена, то такой раскус может быть залечен по нормальной копии, которая присутствует в ДНК, полученной от другого родителя. И всё.

В прошлом году за открытие этого самого "раскуса", CRISPR/Cas9, Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпентье получили Нобелевскую премию. У технологии большое будущее из-за простоты применения: такое исправление поломки генов уже внедряется, кстати, в нашу медицину. При помощи геномного редактирования генетики смогут вылечить детей с орфанными (редкими) заболеваниями: пока терапия стоит миллионы рублей, но если технологию развивать и масштабировать, оно явно станет дешевле.

Несколько лет назад об этом задумался американский биохакер, бывший сотрудник NASA, защитивший кандидатскую степень в Чикагском университете, Джошуа Зайнер. Он собирал и продавал по почте боксы с минимальным набором для генного редактирования в домашних условиях. В срочном порядке FDA запретила такую практику, объявив его автора мошенником. Теперь такие опыты можно проводить (и то далеко не во всех странах мира) разве что на лягушках. Но всё-таки больше запомнился американец тем, что добавил в собственный организм люминесцентные гены, а в 2017 году публично вколол себе в предплечье инъекцию для модификации гена роста мышц. Правда, до сих пор, насколько известно, бицепс у него всё того же размера и сам он не светится. Однако подождём, пока тень улыбки всё же сойдёт с лица.

Сейчас известно о более чем 5 тысячах заболеваний, передающихся по наследству. Список пополняется по мере открытия и идентификации новых мутаций. Да, эти болезни являются, скорее, отклонениями от нормы, редкими, но численность детей, рождающихся с ними, с каждым годом всё выше и выше.

Одной из самых известных стала болезнь спинально-мышечной атрофии. Вспомните, сколько объявлений вы видели с просьбой о сборе средств на лечение СМА? Укол препарата Золгенсма, действующего по принципу генной терапии, стоит порядка 150 миллионов рублей. Есть и альтернатива: препарат Спинраза, который стоит почти 9,5 миллионов. Но его вводить нужно только в первый год лечения 6 раз, а затем каждые 4 месяца. Пожизненно. Как бы это цинично ни звучало, любой скептик скажет: дешевле было бы и вовсе не допускать рождения детей с такими болезнями. А что если гены такого эмбриона можно отредактировать ещё в пренатальной стадии, а уже потом запускать беременность, чтобы рождённый ребёнок и его родители вообще не мучились?

В 2018 году китайский учёный Хэ Цзянкуй ошарашил весь мир: ему удалось отредактировать эмбрионы близняшек от ВИЧ-положительного отца: генетик уверял, что девочки оказались устойчивыми к этому заболеванию. Вместо поздравлений коллег биофизика захейтили и арестовали. И всё-таки научное сообщество разделилось на два лагеря. Для одних учёных эксперимент над людьми оказался неприемлемым, для других — это огромный шаг на пути к прогрессу.

Денис Ребриков, заведующий лабораторией редактирования генома в Научном центре им. Кулакова.

— Если говорить формально, китайского учёного осудили за то, что он не прошёл необходимую даже в Китае процедуру допуска к применению новой технологии в медицине, фактически срезав углы. То есть он хотел сделать это побыстрее и поэтому не провёл должных экспериментов, подтверждающих эффективность и безопасность его технологии. Да, ему повезло: технология на самом деле оказалась достаточно надёжной и, насколько мы знаем, на сегодня эти дети не имеют каких-то отклонений в развитии и вообще проблем. Второй момент, который, так скажем, имеет меньшее значение, но всё же: он выбрал не совсем адекватный клинический случай, когда в паре мама была ВИЧ-отрицательной, папа ВИЧ-положительный, в этом случае совершенно нет никакой необходимости проводить редактирование генов, чтобы защитить ребёнка от ВИЧ-инфекции. Это очень-очень редкие кейсы, когда ВИЧ-отрицательная женщина не даёт нужного нам ответа на ретровирусную терапию. Мы прикинули: на всю Россию таких женщин буквально десять-двадцать человек.

А впрочем в серой зоне находятся многие страны мира, в частности, Россия. У нас разрешено проводить подобные опыты до этапа заморозки эмбриона на стадии бластоцисты. Однако переносить эмбрион женщине с целью запуска беременности и рождения ребёнка нельзя.

Технология редактирования генома человека в будущем может позволить быть не просто здоровым, но и … идеальным. В перспективе, если хотя бы в одной из стран эту технологию разрешат, родители смогут задавать будущему ребёнку желаемый фенотип: цвет кожи, цвет глаз, волос и, конечно, пол. Хотя как раз пол ребёнка учёные научились определять давно. Процедура, по сути, доступна любому специалисту ЭКО. Но под запретом. В таком контексте для многих людей она выглядит сомнительной и напоминает евгенику. Морально-этические аспекты этого вопроса под большим сомнением. Значит ли это, что эксперименты с генной инженерией человека навсегда заморожены? И все ли технологии по изменению генома так ужасны? И главное: готово ли общество к генной модификации людей — в фильме Александры Ли "Homo Deus: кого спасут игры в Бога".