Более того, опасение, что технология каким-то образом может повлиять на видоизменение человеческой расы, уже не носит теоретический характер: год назад китайский ученый заявил, что на свет появились первые в мире младенцы из генетически отредактированных эмбрионов, пишет сайт "Детали". По словам исследователя, он попытался создать детей с устойчивостью к ВИЧ-заболеваниям.
Доктор Эммануэль Шарпантье и профессор Фэн Чжан - двое из трех ученых, занимающихся усовершенствованием технологии, находящей широкое применение в сфере генетического редактирования, включая редактирование генома человека.
В этом месяце они и их коллега-профессор Дженнифер Дудна, были удостоены премии Харви, самой престижной премии, присуждаемой ежегодно хайфским Технионом за выдающиеся достижения в области медицины, естественных и гуманитарных наук.
В беседе с «ХаАрец» профессор Чжан и доктор Шарпантье рассказали, как шла работа над новой технологией, возникали ли в процессе работы какие-то страхи и опасения, и какие обязательства должны брать на себя ученые, совершившие столь впечатляющий прорыв в науке, который, с одной стороны, может уберечь человечество от разного рода болезней и голода, а с другой – поощрять раздельное половое развитие «отредактированных» людей.
За семь лет, прошедших с момента первого использования Crisper для редактирования генов, технология произвела революцию в исследованиях в сфере естественных наук, не менее важных, чем остальные, и теперь применяется в лабораториях по всему миру.
Повышение уровня эффективности и достижение точности редактирования генома с помощью Crisper теперь позволяет ученым и исследователям заниматься такими проблемами фундаментальной науки, о которых они могли только мечтать в последнее время. Например, в медицине начинает сбываться обещание, касающееся генетической терапии заболеваний. В биотехнологии четкость редактирования генома позволяет, среди прочего, использовать бактерии и дрожжи для производства новых материалов. А в сельском хозяйстве использование инструментов генетического редактирования для создания долговечных, питательных и более здоровых культур представляется наиболее перспективным в стремлении удовлетворить продовольственные запросы растущего населения мира в условиях беспрецедентного климатического кризиса.
«Crisper - это иммунная система, которая обеспечивает бактериям защиту от вирусов и миграционные генетические элементы», - поясняет профессор Чжан. В отличие от бактерий и других одноклеточных и многоклеточных существ, вирусы неспособны самостоятельно размножаться, поэтому они не считаются живыми существами в полном смысле этого слова. Чтобы размножаться, вирус заражает чужеродную клетку и передает свою ДНК в геном клетки, тем самым заставляя клетку продуцировать дополнительные вирусы. Поэтому для защиты от вирусов, которые атакуют бактерии (вирусы, называемые бактериофагами), бактерия использует Crisper, чтобы целевым порядком разрушить геном вторгающегося вируса.
Самая известная модификация Crisper – это Crisper Cas-9, и на ее основе существуют также различные модификации. «Каждая из них, - говорит профессор Чжан, - пользуется своими инструментами для идентификации и анализа чужеродной ДНК, и некоторые из этих механизмов были адаптированы для использования в качестве биотехнологических инструментов - для генетического редактирования, для диагностики и многого другого - и используются учеными и исследователями во всех науках о жизни».
По словам доктора Шарпантье, инструмент генетического редактирования такой же, как бактериальная иммунная система, но «вместо того, чтобы идентифицировать геном вируса, он запрограммирован с целью идентифицировать каждую часть генома, которая хочет проанализировать и изменить».
Эммануэль Шарпантье начала работу над Crisper Cas-9 в 2009 году. Два года спустя она опубликовала первую статью, раскрывающую механизмы (некоторые из которых были к тому времени неизвестны), которые позволяют системе работать. Затем, в 2012 году, была опубликована поистине историческая статья, которую она написала вместе с профессором Дудной: там был «рецепт», позволяющий любому ученому «программировать технологию и изменять геном по своему желанию».
Через несколько месяцев исследовательские группы профессора Чжана и профессора Джорджа Чёрча опубликовали соответствующие статьи в журнале Science, где тоже были описаны способы редактирования генома человека в системе, которая, как показали Шарпантье и Дудна, способна модифицировать бактериальные гены.
С тех пор возникли юридические споры по поводу прав собственности на патенты для разработки между Чжаном (который преподает в Гарварде, Массачусетском технологическом институте и Институте Броада), Шарпантье (директором Института инфекционной биологии Макса Планка в Берлине) и Дудной (которая преподает в Калифорнийском университете). Вот почему обе стороны очень осторожны в описании того, каков их конкретный вклад в систему редактирования генома.
За семь лет, прошедших с момента первого использования Crisper для редактирования генов, технологии произвели революцию в исследованиях и в области естественных наук. Как утверждает профессор Чжан, он начал практиковать генетические методы редактирования по завершении своей докторской диссертации в 2009 году. Сначала он работал, прибегая к другим методами генетического редактирования, но их оказалось очень сложно использовать. «В 2011 году я отправился в свою лабораторию в Массачусетском технологическом институте и решил, что нужно разработать что-то более простое», - рассказал он, добавив, что решение углубленно заняться использованием Crisper пришло к нему после лекции, которую он услышал в 2011 году, где эта система упоминалась, как инструмент в бактериальной иммунной системе.
Хотя оба ученых – Чжан и Шарпантье - говорят, что их исследование первоначально было предназначено для редактирования генома человека, они оба были удивлены, узнав, что ученый из Китая Хэ Цзянькуй использовал инструменты, которые они разработали, чтобы отключить генную операцию, без которой вирус ВИЧ не мог бы заразить клетки человека у двух эмбрионов. Он отредактировал эмбрионы семи пар, проходивших ЭКО, пока одна из процедур не завершилась в 2018 году родами - всего через шесть лет после первой статьи - первых двух близняшек в истории генной инженерии.
Профессор Чжан признал: вряд ли исключена возможность того, что искусственные дети станут обычным явлением. Но при этом считает, что это – не та проблема, которую ученые могут или должны решать самостоятельно. «Эта проблема коснется всего человечества. Поэтому важно вынести ее на всеобщее обсуждение, чтобы достичь согласия», - подчеркивает он.
В любом случае, французский ученый и ее китайско-американский коллега не проявляют никаких признаков сожаления по поводу своего исследования и полностью согласны, что выгода, которую технология уже принесла, и еще может принести человечеству, безусловно, перевешивает все потенциальные риски. С другой стороны, они предостерегают, что возможность использования генетического редактирования, в особенности, в сельском хозяйстве, может встретить реальное противодействие, вплоть, до блокирования, и потому считают необходимым разъяснить, что есть большая разница между генетически модифицированными культурами в прошлом, которые включали чужеродную ДНК, и многими возможностями, которые сулит им Crisper, позволяя существующим в природе мутациям повысить урожайность.
«Мне хочется верить, что люди будут думать не о том, как изменить человеческую природу, а о том, чтобы спасти землю и избавить мир от болезней. У нас достаточно проблем, чтобы их решать», - закончила Шарпантье.
