Айзек Азимов - Загадки мироздания
Люди научились способствовать этим изменениям в нуклеиновых кислотах в процессе репликации. Вероятность ошибок при репликации оказалось возможным увеличивать путем обработки нуклеиновых кислот нагреванием, радиацией, определенными химическими веществами. Нуклеиновые кислоты нового образца строят белки (многие из которых являются ферментами) также с ошибками, получая новые, которым не было раньше аналогов. Скорее всего, большинство этих новых белков окажутся бесполезными, но некоторые вполне могут иметь новые, очень важные свойства, каких в природе еще никогда не наблюдалось. Химикам подобное уже знакомо. Сотню лет назад они научились получать химические соединения, не существующие в природе. Так появились на свет новые красители, новые лекарства и даже новые макромолекулы, например синтетические волокна и пластмассы. И во многих случаях новые вещества имели серьезные преимущества перед любыми природными аналогами.
Почему же нам тогда не производить новые нуклеиновые кислоты, которые будут создавать новые белки, возможно превосходящие все имеющееся в природе? Мы можем не только «разводить» нуклеиновые кислоты, но и «выводить» новые их разновидности, точно так же, как мы выводим новые породы скота или новые сорта пшеницы.
А можно ли применить технологии новых аминокислот напрямую к людям? Давайте поразмышляем дальше.
Каждая хромосома состоит из сотен, если не тысяч, блоков — нуклеиновых кислот, каждая из которых способна создавать определенные белки. Самое старое название этих блоков — «гены». У каждого человека имеется свой личный набор генов, и не исключено, что у любого из нас в клетках присутствуют и дефектные гены, неспособные правильно создавать нужные ферменты.
Чаще всего эти дефекты легки и незаметны — но не всегда. Ученые пытаются разобраться в генах всеми доступными средствами. В 1962 году Роберт Эдгар из Калифорнийского технологического института сумел установить около половины генов, присутствующих в определенном вирусе, через анализ создаваемых этими генами ферментов.
В конце концов, конечно, будут изобретены технологии, с помощью которых можно будет определить функцию каждого гена в заданном наборе хромосом[3]. Все клетки одного и того же организма имеют один и тот же набор генов, так что подобный анализ можно будет провести на материале, скажем, белых кровяных телец из капли крови.
Может быть, придет время, когда каждый будет подвергаться подобному анализу с рождения. Что можно сделать по результатам генного анализа, когда набор генов индивидуума установлен и проанализирован? В первую очередь, зная, какие гены несут дефект, можно предсказать угрозы здоровью человека, а значит, и принять профилактические меры. Зная свои физические возможности, человеку легче правильно планировать карьеру. Карта генного анализа может стать важнейшим документом каждого, который необходимо всегда иметь с собой, а копия которого будет храниться в каком-нибудь центральном архиве.
Несмотря на то что каждая клетка одного и того же организма содержит один и тот же набор генов, сами гены выражают себя в разных клетках по-разному. Клетки специализируются, одни становятся нервными, другие — мышечными, третьи — клетками кожи, четвертые — печени и т. д. Каждая клетка имеет свой собственный набор ферментов, что означает, что в клетке каждого типа деятельность одних генов подавляется, а других — запускается «на полную катушку».
Каким образом одни гены блокируются организмом, а другие — «включаются», ученые до сих пор в подавляющем большинстве случаев не знают. Но именно этот вопрос сейчас пользуется наибольшей популярностью у исследователей, и над ним сейчас работают со всех сторон. Одни ученые перебирают содержащиеся в хромосомах белки в поисках блокирующего агента; другие — исследуют продукты деятельности ферментов, которые, по мере накопления, могут замедлять действие породивших их ферментов. Возможно, что именно подобного рода обратная связь и обеспечивает блокировку генов. Изучаются и все другие возможности.
Предположим, люди научатся разблокировать гены. Тогда мы получим клетки со всеми свойствами первоначальной оплодотворенной яйцеклетки. Если таким образом удастся произвести «деспециализацию»[4] клеток культи утраченной руки или ноги, то, может быть, удастся отрастить конечности заново? А может быть, удастся регенерировать и нервные клетки или клетки глаза и наши потомки не будут знать страшных слов «паралич» и «слепота»?
Вернемся к оплодотворенной яйцеклетке и вопросу о генном анализе. Предположим, что оплодотворенной яйцеклетке дали разделиться пополам, после чего одну из двух получившихся клеток извлекли из системы. Ущерба, таким образом, никому не нанесено, поскольку вторая оставшаяся клетка может самостоятельно делиться дальше, и из нее вырастет в конечном итоге полноценный взрослый человек. На самом деле именно так — когда каждая из двух клеток первого цикла деления оплодотворенной яйцеклетки почему-то начинает развиваться самостоятельно — и получаются однояйцовые близнецы.
Извлеченную клетку можно использовать для генного анализа. По результатам этого анализа будет видно, можно ли дать второй клетке развиваться дальше, в полноценного человека, или она изначально дефектна и человек, родись он, будет носителем неизлечимого генетического заболевания[5].
Теперь предположим, что при анализе обнаружится, что один важный ген в оплодотворенной яйцеклетке поврежден и здоровый человек из нее не вырастет, но остальные гены — настолько хороши, что, будь их обладатель здоров, он оказался бы совершенным существом. С точки зрения человечества было бы непростительно терять такой образец из-за одного-единственного дефектного гена. Нельзя ли будет заменить этот поврежденный ген на здоровый, взяв последний из какого-нибудь генетического банка?
В 1964 году Мюриэл Роджер из Университета Рокфеллера объявил о том, что ему удалось перенести отдельный ген из одной бактериальной клетки в другую. В результате такой генетической трансплантации клетка-реципиент обрела способность вырабатывать новый для себя фермент. Так что идея генетического переноса в принципе не является нереализуемой.
Теперь предположим, что в некоей оплодотворенной яйцеклетке имеется не один, а несколько поврежденных генов, слишком много, чтобы из нее можно было получить полноценного человека. Но допустим, ни один из этих дефектных генов не относится к работе, скажем, сердца или почек. Нельзя ли взять отдельно здоровые гены и вырастить на их основе именно эти органы для будущих трансплантаций?
Звучит дико, но наука развивается страшно быстрыми темпами. Огромного, немыслимого прогресса удается достичь всего за несколько десятилетий. Шестьдесят лет спустя после неуклюжего полета аппарата братьев Райт уже имелись реактивные самолеты, способные облететь весь земной шар. Сорок лет спустя после того, как Роберт Годдард поднял свою первую ракету на жидком топливе на высоту 50 метров, запущенные человеком ракеты летели уже дальше Марса.
Так кто сейчас может сказать, каким будет уровень биологической инженерии к 2000 году, до которого многие из нас к тому же и не доживут?
Конечно, возможности, связанные с биоинженерными успехами, не могут не вызывать и опасений. Хватит ли наших знаний для того, чтобы играть с жизнью и смертью, подобно Богу?
Может, и не хватит. Но человеку рисковать не впервой. Он уже рискнул уподобиться Богу, когда впервые начал с помощью силы своего разума изменять окружающий мир. Одомашнив животных, изобретя земледелие и начав строить города, человек создал цивилизацию. Это коренным образом изменило все существование человека. Да, эти изменения привели к возникновению проблем, которых раньше не было, но в целом жизнь изменилась к лучшему и возвращения назад к варварству не хочет никто.
И потом, когда люди создали паровую машину, приручили электрический ток, придумали двигатель внутреннего сгорания и разработали атомную бомбу, получение каждой из этих технологий все дальше отдаляло человека от исходного положения. При этом возникли просто огромные проблемы, но, опять же, мало кто захочет вернуться обратно в доиндустриальную эпоху.
Несомненно, эра биологической инженерии принесет в нашу жизнь еще больше принципиальных перемен и новых проблем, но примеры прошлого показывают, что человеку свойственно справляться с такими изменениями, получая от них гораздо больше благ, чем рисков.
Кроме того, если суть этих перемен будет в том, что человек возьмется улучшать себя самого, то и с возникающими по ходу проблемами управляться будет уже человек улучшенный.
Каждое предыдущее усовершенствование будет облегчать работу по следующему, и, двигаясь по этой восходящей спирали, человек может наконец достичь желанной чистоты и окунуться в солнечное будущее безграничных возможностей.
